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CN109643659A - 有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置 - Google Patents

有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置 Download PDF

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CN109643659A CN201780051514.1A CN201780051514A CN109643659A CN 109643659 A CN109643659 A CN 109643659A CN 201780051514 A CN201780051514 A CN 201780051514A CN 109643659 A CN109643659 A CN 109643659A
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Abstract

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。

Description

有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置
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。
短路不仅在栅电极-电容器电极间发生，也在栅电极-源/漏电极间、电容器电极-漏电极间发生。作为一例，有因电极表面的凹凸引起电场集中、而破坏绝缘膜等情况。这特别是在电极间的电压差大时出现。鉴于施加于各电极的电压，产生的容易度为栅电极-源/漏电极>电容器电极-漏电极。
因此，栅电极-源/漏电极分离的绝缘层为了得到耐压性而需要足够的厚度。另一方面，电容器电极-漏电极分离的绝缘层能够相对薄膜化。这样，栅电极-源/漏电极间与电容器电极-漏电极间，其间的绝缘层所要求的特性值、厚度等不同。
本发明是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种有机薄膜晶体管以及使用该有机薄膜晶体管的图像显示装置，该有机薄膜晶体管成品率良好、能够得到充分的电容器电极面积且能够使用印刷法来形成。
另外，本发明的目的在于提供一种有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置，在顶栅构造的有机薄膜晶体管中，在维持高半导体特性的同时通过使晶体管尺寸留有富余来实现高成品率，并且通过具有充分的电容器电极面积来维持晶体管像素电极的高电压保持率，从而能够稳定地进行驱动。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的一个方面为一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有栅电极、电容器电极、以覆盖该栅电极及该电容器电极的方式形成的绝缘层、形成在该绝缘层上的源电极及漏电极、以及在由该源电极和该漏电极夹着的范围内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，在该第一绝缘层上形成有栅电极，以覆盖栅电极及电容器电极的方式形成有第二绝缘层，在该第二绝缘层上至少形成有源电极、漏电极及半导体层。
本发明的另一方面为一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有栅电极、电容器电极、以覆盖该栅电极及该电容器电极的方式形成的绝缘层、形成在该绝缘层上的源电极及漏电极、以及在由该源电极和该漏电极夹着的范围内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，在该第一绝缘层上形成有栅电极，以覆盖栅电极且不覆盖电容器电极的方式形成有第二绝缘层，在该第二绝缘层上至少形成有源电极、漏电极及半导体层。
此外，也可以是，第一绝缘层和第二绝缘层使用不同的材料。
此外，也可以是，第一绝缘层的介电常数高于第二绝缘层的介电常数。
此外，也可以是，第一绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
此外，也可以是，第二绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
本发明的另一方面为一种有机薄膜晶体管，具有绝缘性的基板、栅电极、电容器电极、绝缘层、源电极、漏电极、以及含有有机半导体材料的半导体层，其中，绝缘层包括：第一绝缘层，覆盖基板和形成在基板上的栅电极；以及第二绝缘层，覆盖形成在第一绝缘层上的电容器电极。
此外，也可以是，在第二绝缘层上至少形成有源电极、漏电极及半导体层。
此外，也可以是，在第一绝缘层上至少形成有源电极、漏电极的一部分及半导体层。
此外，也可以是，第一绝缘层和第二绝缘层使用不同的材料形成。
此外，也可以是，第二绝缘层的介电常数高于第一绝缘层的介电常数。
此外，也可以是，第二绝缘层的膜厚比第一绝缘层的膜厚薄。
此外，也可以是，第一绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
此外，也可以是，第二绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
本发明的另一方面为一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有第一电容器电极、第一绝缘层、源电极、漏电极、含有有机半导体材料的半导体层、第二绝缘层及栅电极，在基板上形成有第一电容器电极，至少在第一电容器电极上形成有第一绝缘层，在第一绝缘层上形成有源电极、漏电极及半导体层，漏电极在俯视时与第一电容器电极的至少一部分重叠，在源电极、漏电极的至少一部分及半导体层上形成有第二绝缘层，在第二绝缘层上形成有栅电极。
此外，也可以是，在第二绝缘层上还形成有第二电容器电极，第二电容器电极在俯视时与漏电极的至少一部分重叠。
此外，也可以是，第一绝缘层的相对介电常数比第二绝缘层的相对介电常数大。
此外，也可以是，第一绝缘层的膜厚比第二绝缘层的膜厚薄。
此外，也可以是，第一绝缘层的相对介电常数为3.0以上。
本发明的另一方面为一种有机薄膜晶体管的制造方法，其中，包括：在绝缘性的基板上设置第一电容器电极的工序；至少在第一电容器电极上设置第一绝缘层的工序；在第一绝缘层上分离地设置源电极和漏电极的工序；在源电极与漏电极之间设置含有有机半导体材料的半导体层的工序；在半导体层上设置第二绝缘层的工序；以及在第二绝缘层上设置栅电极的工序。
此外，也可以是，还包括在第二绝缘层上设置第二电容器电极的工序。
本发明的另一方面为图像显示装置，使用了上述的有机薄膜晶体管。
发明效果
根据本发明，能够提供一种有机薄膜晶体管及图像显示装置，在通过印刷法制造出的有机薄膜晶体管中，成品率良好，特别是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。
另外，根据本发明，能够提供一种有机薄膜晶体管及图像显示装置，在顶栅构造的有机薄膜晶体管中，在维持高半导体特性的同时通过使晶体管尺寸留有富余来实现高成品率，且通过具有充分的电容器电极面积来维持晶体管像素电极的高电压保持率，能够稳定地进行驱动。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
图2是本发明的第1实施方式的有机薄膜晶体管的变形例的概略剖视图。
图3是本发明的第1实施方式的有机薄膜晶体管的变形例的概略剖视图。
图4是现有技术的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
图5是本发明的第2实施方式的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
图6是本发明的第2实施方式的有机薄膜晶体管的变形例的概略剖视图。
图7是本发明的第2实施方式的有机薄膜晶体管的变形例的概略剖视图。
图8是现有技术的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
图9是本发明的第3实施方式的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
图10是本发明的第3实施方式的有机薄膜晶体管的变形例的概略剖视图。
图11是比较例的有机薄膜晶体管的概略剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各实施方式中，对相同或对应的构成要素标注相同的参照符号，有时在实施方式之间省略重复的说明。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的有机薄膜晶体管100的概略剖视图。另外，图4是表示现有技术的有机薄膜晶体管200的概略剖视图。
有机薄膜晶体管100至少具备：形成在绝缘性的基板1之上的电容器电极3；以至少覆盖电容器电极3的方式形成的第一绝缘层41；形成在第一绝缘层41之上的栅电极2；以至少覆盖栅电极2及电容器电极3的方式形成的第二绝缘层42；形成在第一绝缘层42之上的源电极5；漏电极6；以及含有有机半导体材料的半导体层7。另外，还优选使用用于保护半导体层7的保护层8。
另一方面，有机薄膜晶体管200至少具备形成在绝缘性的基板1之上的栅电极2及电容器电极3；以至少覆盖栅电极2及电容器电极3的方式形成的第一绝缘层41；形成在第一绝缘层41之上的源电极5；漏电极6；以及含有有机半导体材料的半导体层7。
另外，在有机薄膜晶体管100以及有机薄膜晶体管200中，通过设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、未图示的第二基板，能够作为图像显示装置。对置电极以及第二基板能够根据所使用的显示要素的种类而适当变更其构造。
以下，按照有机薄膜晶体管100的制造工序对有机薄膜晶体管100的各构成要素进行说明。
首先，准备基板1。比基板1靠下层的构造可以使用任何构造。作为基板1的材料，可以举出聚碳酸酯、聚乙烯硫化物、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素、聚氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物树脂、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯、耐候性聚丙烯、玻璃纤维强化丙烯酸树脂膜、玻璃纤维强化聚碳酸酯、聚酰亚胺、氟系树脂、环状聚烯烃系树脂、玻璃、石英玻璃等，但并不限定于这些。它们可以单独使用，也可以作为层叠了2种以上而得的复合基板1来使用。
接着，在基板1上形成电容器电极3。栅电极2、电容器电极3、源电极5以及漏电极6不需要明确地分开电极部分和布线部分，作为各有机薄膜晶体管的构成要素称为电极。
接着，以覆盖电容器电极3的方式形成第一绝缘层41。进而，在第一绝缘层41上形成栅电极2。进而，以覆盖栅电极2的方式形成第二绝缘层42。此时，第二绝缘层42形成为隔着第一绝缘层41覆盖电容器电极3。
栅电极2和电容器电极3中含有：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
关于栅电极2和电容器电极3的形成，可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用导电性材料的前体等的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、将这些材料油墨化而利用丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式涂层法来形成的方法等，但不限于这些方法，可以使用公知的一般方法。图案化例如既可以使用光刻法、通过抗蚀剂等来保护图案形成部分、通过蚀刻除去不需要的部分来进行，也可以使用印刷法等直接进行图案化，但其也不限定于这些方法，可以使用公知的一般的图案化方法。
第一绝缘层41和第二绝缘层42中含有：氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)等氧化物系绝缘材料；氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机系绝缘材料；自组装膜等材料，但并不限定于这些。它们可以单层或层叠2层以上，也可以作为无机系-有机系的混合薄膜，也可以使组成朝生长方向倾斜。
在第一绝缘层41及第二绝缘层42使用自组装膜的情况下，通过设为层叠不同的自组装材料的多层膜构造，能够控制绝缘层的介电常数、绝缘性。进而，通过将自组装的多层膜设为重复构造，也能够提高绝缘性。另外，通过与形成于第二绝缘层42表面的半导体层7的种类相应地选择表面的官能团，控制表面能，也能够提高有机薄膜晶体管100的性能。
第一绝缘层41和第二绝缘层42的形成方法可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用金属络合物等作为前体的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、利用如狭缝涂层法、旋涂法、丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式涂层法来形成的方法等，但并不限定于这些方法，可以使用公知的一般的方法。
第一绝缘层41和第二绝缘层42可以使用同样的材料和组成，也可以使用不同的材料。即，在本发明中，能够根据各层所要求的特性而选择性地使用更适合的材料。另外，既可以分别为单层，也可以为多层构造，并不限定于此，可以通过各种组合来形成。
在有机薄膜晶体管100中，将电容器电极3与漏电极6利用其间的绝缘层(第一绝缘层41和第二绝缘层42)绝缘，从而形成电容器构造。
由于第二绝缘层42形成在半导体层7与栅电极2之间，因此直接影响到沟道形成。另一方面，由于第一绝缘层41形成在栅电极2的下层，所以对沟道的影响小。因此，从电容器电容的观点来看选择第一绝缘层41，从晶体管特性的观点来看选择第二绝缘层42。
通过对第一绝缘层41的材料使用相对介电常数比第二绝缘层42高的材料，能够增加电容器的静电电容。第二绝缘层42的相对介电常数优选为2以上且5以下。另外，第一绝缘层41的相对介电常数优选为3以上，更优选为5以上，进一步优选为20以上，但并不限定于这些。
电容器电极3从其效果来看优选面积较大。在与栅电极2形成为同层的情况下，电容器电极面积越大，栅电极2与电容器电极3的短路概率越高。因此，在栅电极2与电容器电极3之间需要足够的空间。另一方面，通过如本发明那样在栅电极2与电容器电极3之间形成绝缘层(第一绝缘层41)而进行分隔，能够防止栅电极2与电容器电极3之间的短路。
在现有技术的有机薄膜晶体管200中，电容器电极3与漏电极6之间的绝缘层(第一绝缘层41)越为薄膜，越能够增加电容器的静电电容。另一方面，从晶体管特性、耐压性的观点出发，需要一定以上的绝缘层膜厚，多数情况下，与从电容器的静电容量的观点考虑的适当膜厚相比，需要更加厚的膜。
图2中示出了作为该情况下的对策之一的有机薄膜晶体管100的变形例的有机薄膜晶体管110的概略剖视图。
在有机薄膜晶体管110中，通过在电容器电极3的上部未形成第二绝缘层42，从而在电容器电极3与漏电极6之间仅形成第一绝缘层41。因此，能够分别从晶体管特性和电容器的静电电容的方面独立地决定第一绝缘层41和第二绝缘层42的材料、膜厚。
另一方面，在有机薄膜晶体管110中，与有机薄膜晶体管100相比，第二绝缘层42被要求更高的位置精度，因此优选鉴于作为目标的晶体管特性、电容器的静电电容等来选择判断哪个是更适当的构造而使用。
另外，栅电极2和电容器电极3的位置精度为，由形成工艺的精度决定的部分较强。在想要进一步增大电容器电极面积的情况下，若利用湿式涂层法等、图案化精度不够的方式来进行制作，则如图3所示的有机薄膜晶体管120那样，沿着从基板1朝向半导体层7的层叠方向观察而成为栅电极2的一部分与电容器电极3的一部分隔着第一绝缘层41重叠的状态的可能性变高。然而，即使在这种情况下，只要能够充分获得显示性能所需的晶体管特性，就没有特别的问题。
接着，在隔着第二绝缘层42的栅电极2上形成源电极5和漏电极6。源电极5和漏电极6可以通过与前面所示的栅电极2和电容器电极3相同的材料和方法来形成。
对于源电极5以及漏电极6，可以设为比半导体层7更先形成源电极5和漏电极6的底部接触构造，也可以设为在形成半导体层7之后形成源电极5和漏电极6的顶部接触构造。
另外，在应用底部接触构造的情况下，源极电极5以及漏极电极6为了降低与半导体层7的电连接中的接触电阻，可以进行表面处理等。
接着，在第二绝缘层42、源电极5以及漏电极6上形成半导体层7。对于半导体层7，可以使用：并五苯、如它们的衍生物那样的低分子半导体；聚噻吩、聚烯丙基胺、芴二噻吩共聚物、以及如它们的衍生物那样的高分子有机半导体材料，但并不限定于此。
半导体层7可以通过将溶解或分散有有机半导体材料的溶液用作油墨的凸版印刷、丝网印刷、喷墨法、喷嘴印刷等湿式涂层法来形成，但并不限定于这些，也可以使用公知的一般的方法。
有机薄膜晶体管100能够适当地设置用于保护半导体层7不受外部影响的保护层8。在设置保护层8的情况下，优选以至少覆盖半导体层7的沟道区域的方式形成保护层8。
作为保护层8的材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钛等无机材料，或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等聚丙烯酸酯、PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯基苯酚)、氟系树脂等绝缘材料，但并不限定于这些。
在设为使用了有机薄膜晶体管100的图像显示装置时，适当地设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、未图示的对置基板。
形成层间绝缘膜9的主要目的在于，通过将源电极5与像素电极10绝缘来防止经由像素电极10的源极-漏极间的漏电。
作为层间绝缘膜9的材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钛等无机材料，或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等聚丙烯酸酯、PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯基苯酚)、氟系树脂等绝缘材料，但并不限定于这些。
形成像素电极10的目的在于提高图像显示装置的开口率。进而，通过使用不透明的材料，还能够防止来自外部的光照射到半导体层7。
像素电极10可以使用：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些材料。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
显示要素可以使用液晶、电泳粒子、或含有电泳粒子的微胶囊或有机电致发光元件等。在图像显示装置中，并不限定于反射型或透射型，可以使用这些公知的一般的显示要素。另外，根据使用的显示要素，也可以利用在1个像素内设置多个有机薄膜晶体管100的构造。
显示要素可以在形成于形成有对置电极的对置基板上之后，与形成至像素电极10的有机薄膜晶体管100一起作为图像显示装置，也可以是形成于像素电极10上之后将对置电极和对置基板层叠而作为图像显示装置，能够根据所使用的显示要素来选择其工序。
(第2实施方式)
图5是表示本发明的第2实施方式的有机薄膜晶体管130的概略剖视图。另外，图8是表示现有技术的有机薄膜晶体管210的概略剖视图。
有机薄膜晶体管130至少具备：形成在绝缘性的基板1之上的栅电极2；以至少覆盖栅电极2的方式形成的第一绝缘层41；形成在第一绝缘层41之上的电容器电极3；以俯视时至少覆盖栅电极2及电容器电极3的方式形成的第二绝缘层42；形成在第一绝缘层42之上的源电极5、漏电极6、以及由有机半导体材料构成的半导体层7。另外，还优选使用用于保护半导体层7的保护层8。
另一方面，有机薄膜晶体管210至少具备形成在绝缘性的基板1之上的栅电极2及电容器电极3；以至少覆盖栅电极2及电容器电极3的方式形成的第一绝缘层41；形成在第一绝缘层41之上的源电极5及漏电极6；以及由有机半导体材料构成的半导体层7。
另外，在有机薄膜晶体管130以及有机薄膜晶体管210中，通过设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、以及未图示的第二基板，能够作为图像显示装置。对置电极以及第二基板能够根据所使用的显示要素的种类而适当变更其构造。
以下，按照有机薄膜晶体管130的制造工序对有机薄膜晶体管130的各构成要素进行说明。
首先，准备基板1。比基板1靠下层的构造可以使用任何构造。作为基板1的材料，可以举出聚碳酸酯、聚乙烯硫化物、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素、聚氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物树脂、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯、耐候性聚丙烯、玻璃纤维强化丙烯酸树脂膜、玻璃纤维强化聚碳酸酯、聚酰亚胺、氟系树脂、环状聚烯烃系树脂、玻璃、石英玻璃等，但并不限定于这些。它们可以单独使用，也可以作为层叠了2种以上而得的复合基板1来使用。
接着，在基板1上形成栅电极2。栅电极2、电容器电极3、源电极5以及漏电极6不需要明确地分开电极部分和布线部分，作为各有机薄膜晶体管的构成要素称为电极。
接着，以覆盖栅电极2的方式形成第一绝缘层41。进而，在第一绝缘层41上形成电容器电极3。进而，以覆盖电容器电极3的方式形成第二绝缘层42。此时，第二绝缘层42形成为俯视时隔着第一绝缘层41覆盖栅电极2。
栅电极2和电容器电极3中含有：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
关于栅电极2和电容器电极3的形成，可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用导电性材料的前体等的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、将这些材料油墨化而利用丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式涂层法来形成的方法等，但不限于这些方法，可以使用公知的一般方法。图案化例如既可以使用光刻法、通过抗蚀剂等来保护图案形成部分、通过蚀刻除去不需要的部分来进行，也可以使用印刷法等直接进行图案化，但其也不限定于这些方法，可以使用公知的一般的图案化方法。
第一绝缘层41和第二绝缘层42中含有：氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)等氧化物系绝缘材料；氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机系绝缘材料；自组装膜等材料，但并不限定于这些。它们可以单层或层叠2层以上，也可以作为无机系-有机系的混合薄膜，也可以使组成朝生长方向倾斜。
在第一绝缘层41及第二绝缘层42使用自组装膜的情况下，通过设为层叠不同的自组装材料的多层膜构造，能够控制绝缘层的介电常数、绝缘性。进而，通过将自组装的多层膜设为重复构造，也能够提高绝缘性。另外，通过与形成于第二绝缘层42表面的半导体层7的种类相应地选择表面的官能团，控制表面能，也能够提高有机薄膜晶体管130的性能。
第一绝缘层41和第二绝缘层42的形成方法可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用金属络合物等作为前体的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、利用如狭缝涂层法、旋涂法、丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式涂层法来形成的方法等，但并不限定于这些方法，可以使用公知的一般的方法。
第一绝缘层41和第二绝缘层42可以使用同样的材料和组成，也可以根据各层所要求的特性而适当地使用更适合的材料。另外，既可以分别为单层，也可以为多层构造，并不限定于此，可以通过各种组合来形成。
电容器电极3从其效果来看优选面积较大。在与栅电极2形成为同层的情况下，电容器电极面积越大，栅电极2与电容器电极3的短路概率越高。因此，在栅电极2与电容器电极3之间需要足够的空间。另一方面，通过如本发明那样在栅电极2与电容器电极3之间形成绝缘层(第一绝缘层41)而进行分隔，能够防止栅电极2与电容器电极3之间的短路。
在有机薄膜晶体管130中，将电容器电极3与漏电极6利用其间的绝缘层(第二绝缘层42)绝缘，从而形成电容器构造。因此，通过在第二绝缘层42的材料中使用相对介电常数高的材料，能够增加电容器的静电电容。因此，第二绝缘层42的相对介电常数优选为3以上，更优选为5以上，进一步优选为20以上，但并不限定于这些。
另一方面，一般来讲，对于栅电极-半导体层间的绝缘层而言，从晶体管特性方面出发相对介电常数过高的材料是不合适的，栅电极2与半导体层7间的绝缘层的相对介电常数优选为2以上且5以下。在本发明中，在栅电极2与半导体层7之间形成有由第一绝缘层41和第二绝缘层42层叠的绝缘层4。因此，仅以获得更高的电容器的静电电容为目的而在第二绝缘层42中使用相对介电常数极高的材料，会导致晶体管特性的降低。
通过使第二绝缘层42薄膜化，能够增加电容器的静电电容。另外，通过使第二绝缘层42相比于第一绝缘层41薄膜化，能够在栅电极-半导体层间的绝缘层中使第一绝缘层41的效果更占优势，使晶体管特性的控制变得容易。但是，即便如此也难以完全消除第二绝缘层42对晶体管特性的影响。
图6中示出了针对该情况采取了对策的有机薄膜晶体管130的变形例的有机薄膜晶体管140的概略剖视图。
在有机薄膜晶体管140中，通过在栅电极2的上部未形成第二绝缘层42，从而在栅电极2与半导体层7之间仅形成第一绝缘层41。因此，能够分别从晶体管特性和电容器的静电电容的方面独立地决定第一绝缘层41和第二绝缘层42。
另一方面，在有机薄膜晶体管140中，与有机薄膜晶体管130相比，第二绝缘层42被要求更高的位置精度，因此优选鉴于作为目标的晶体管特性、电容器的静电电容等来选择判断哪个是更适当的构造而使用。
栅电极2和电容器电极3的位置精度为，由形成工艺的精度决定的部分较强。在想要进一步增大电容器电极3的面积的情况下，若利用湿式涂层法等、图案化精度不够的方式来进行制作，则如图7所示的有机薄膜晶体管150那样，沿着从基板1朝向半导体层7的层叠方向观察而成为栅电极2的一部分与电容器电极3的一部分隔着第一绝缘层41而在截面水平方向上局部重叠的状态的可能性变高。然而，即使在这种情况下，只要能够充分获得显示性能所需的晶体管特性，就没有特别的问题。
接着，在隔着第二绝缘层42的栅电极2上形成源电极5和漏电极6。源电极5和漏电极6可以通过与前面所示的栅电极2和电容器电极3相同的材料和方法来形成。
对于源电极5以及漏电极6，可以设为比半导体层7更先形成源电极5和漏电极6的底部接触构造，也可以设为在形成半导体层7之后形成源电极5和漏电极6的顶部接触构造。
另外，在应用底部接触构造的情况下，有时通过对源极电极5以及漏极电极6进行表面处理等来降低与半导体层7的电连接中的接触电阻，能够获得良好的特性。
接着，在第二绝缘层42、源电极5以及漏电极6上形成半导体层7。对于半导体层7，可以使用：并五苯、如它们的衍生物那样的低分子半导体；聚噻吩、聚烯丙基胺、芴二噻吩共聚物、以及如它们的衍生物那样的高分子有机半导体材料，但并不限定于此。
半导体层7可以通过将溶解或分散有有机半导体材料的溶液用作油墨的凸版印刷、丝网印刷、喷墨法、喷嘴印刷等湿式涂层法来形成，但并不限定于这些，也可以使用公知的一般的方法。
有时通过对半导体层7与第二绝缘层42的界面进行表面处理等来获得更好的晶体管特性。
有机薄膜晶体管130能够适当地设置用于保护半导体层7不受外部影响的保护层8。在设置保护层8的情况下，优选以至少覆盖半导体层7的沟道区域的方式形成保护层8。
作为保护层8的材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钛等无机材料，或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等聚丙烯酸酯、PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯基苯酚)、氟系树脂等绝缘材料，但并不限定于这些。
在将有机薄膜晶体管130、140用于图像显示装置时，适当地设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、未图示的对置基板。
形成层间绝缘膜9的主要目的在于，通过将源电极5与像素电极10绝缘来防止经由像素电极10的源极-漏极间的漏电。
作为层间绝缘膜9的材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钛等无机材料，或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等聚丙烯酸酯、PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯基苯酚)、氟系树脂等绝缘材料，但并不限定于这些。
形成像素电极10的目的在于提高图像显示装置的开口率。进而，通过对像素电极10使用不透明的材料，还能够防止来自外部的光照射到半导体层7。
像素电极10可以使用：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些材料。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
显示要素可以使用液晶、电泳粒子、或含有电泳粒子的微胶囊或有机电致发光元件等。在图像显示装置中，并不限定于反射型或透射型，可以使用这些公知的一般的显示要素。另外，根据使用的显示要素，也可以利用在1个像素内设置多个有机薄膜晶体管130、140的构成。
显示要素可以在形成于形成有对置电极的对置基板上之后，与形成至像素电极10的有机薄膜晶体管130、140一起作为图像显示装置，也可以是形成于像素电极10上之后将对置电极和对置基板层叠而作为图像显示装置，能够根据所使用的显示要素来选择其工序。
(第3实施方式)
图9是表示本发明的第3实施方式的有机薄膜晶体管160的概略剖视图，图10是表示有机薄膜晶体管160的变形例的有机薄膜晶体管170的概略剖视图。
有机薄膜晶体管160至少具备：形成在绝缘性的基板1之上的第一电容器电极31；第一绝缘层41；源电极5；漏电极6；含有有机半导体材料的半导体层7；第二绝缘层42；以及栅电极2。另外，有机薄膜晶体管170在有机薄膜晶体管160的基础上，至少还具备第二电容器电极32。
如图9所示，有机薄膜晶体管160在基板1上形成有第一电容器电极31，在基板1及第一电容器电极31上形成有第一绝缘层41，在第一绝缘层41上形成有源电极5、漏电极6以及半导体层7，在源电极5、漏电极6的至少一部分以及半导体层7上形成有第二绝缘层42，在第二绝缘层42上形成有栅电极2。漏电极6在俯视时与第一电容器电极31的至少一部分重叠。
如图10所示，有机薄膜晶体管170还在第二绝缘层42上形成有第二电容器电极32，第二电容器电极32在俯视时与漏电极6的至少一部分重叠。
有机薄膜晶体管160与有机薄膜晶体管170的不同点在于有无第二电容器电极32。如图10所示，通过形成第二电容器电极32，能够进一步增大在漏电极6产生的静电电容。
另外，通过在有机薄膜晶体管160及有机薄膜晶体管170中设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、未图示的第二基板，能够作为图像显示装置。对置电极以及第二基板能够根据所使用的显示要素的种类而适当变更其构造。
以下，按照有机薄膜晶体管160及有机薄膜晶体管170的制造工序，对有机薄膜晶体管160及有机薄膜晶体管170的各构成要素进行说明。
首先，准备基板1。作为基板1的材料，可以举出聚碳酸酯、聚乙烯硫化物、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、三乙酰纤维素、聚氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物树脂、耐候性聚对苯二甲酸乙二醇酯、耐候性聚丙烯、玻璃纤维强化丙烯酸树脂膜、玻璃纤维强化聚碳酸酯、聚酰亚胺、氟系树脂、环状聚烯烃系树脂、玻璃、石英玻璃等，但并不限定于这些。它们可以单独使用，也可以作为层叠了2种以上而得的复合基板1来使用。
在基板1为有机物膜的情况下，为了提高有机薄膜晶体管160、170的耐久性，也可以形成透明的阻气层(未图示)。作为阻气层的材料，可举出氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)及类金刚石碳(DLC)等，但并不限定于这些。另外，这些阻气层也可以层叠2层以上来使用。阻气层可以仅在使用有机物膜的基板1的单面形成，也可以在两面形成。阻气层可以使用真空蒸镀法、离子镀法、溅射法、激光烧蚀法、等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)法、热丝CVD法以及溶胶-凝胶法等形成，但在本发明中并不限定于这些。
另外，为了提高在基板1上相接地形成的第一电容器电极31及第一绝缘层41与基板1的贴合性，可以设置贴合层，也可以对基板1的表面实施表面处理等。
接着，在基板1上形成第一电容器电极31。第一电容器电极31、源电极5、漏电极6、栅电极2以及第二电容器电极32不需要明确地分开电极部分和布线部分，以下，特别作为各有机薄膜晶体管160、170的构成要素而称为电极。
第一电容器电极31中含有：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
关于第一电容器电极31的形成，可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用导电性材料的前体等的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、将这些材料油墨化而利用丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式成膜法来形成的方法等，但不限于这些方法，可以使用公知的一般方法。图案化例如既可以使用光刻法、通过抗蚀剂等来保护图案形成部分、通过蚀刻除去不需要的部分来进行，也可以使用印刷法等直接进行图案化，但其也不限定于这些方法，可以使用公知的一般的图案化方法。
接着，在第一电容器电极31上形成第一绝缘层41。第一绝缘层41为了将第一电容器电极31与源电极5、漏电极6及栅电极2等电极之间电绝缘，至少设置在第一电容器电极31上，但也可以是将第一电容器电极31的外部以及与其他电极连接所使用的布线部除外，设置在基板1整个面上。
第一绝缘层41中含有：氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)等氧化物系绝缘材料；氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机系绝缘材料；自组装膜等材料，但并不限定于这些。它们可以单层或层叠2层以上，也可以作为无机系-有机系的混合薄膜，也可以使组成朝生长方向倾斜。
为了抑制有机薄膜晶体管160、170中的漏电流，第一绝缘层41的电阻率优选为1011Ωcm以上，更优选为1014Ωcm以上。
形成第一绝缘层41的目的在于，该第一绝缘层41层叠在第一电容器电极31与漏电极6之间，使得第一电容器电极31及漏电极6在俯视时重叠的区域中产生电容。因此，优选第一绝缘层41的相对介电常数更大，相对介电常数优选为3.0以上，更优选为5以上，进一步优选为20以上，但并不限定于此。进而，优选第一绝缘层41的膜厚较薄，但能够考虑到第一绝缘层41的绝缘性、作为有机薄膜晶体管160、170的可靠性及制作工序的难易度等而适当调整。第一绝缘层41的膜厚优选比第二绝缘层42的膜厚薄。
接着，形成源电极5和漏电极6。源电极5和漏电极6可以分离地形成，源电极5和漏电极6可以分别由不同工序和不同材料形成，但在第一绝缘层41上形成在同一层的情况下，优选同时形成源电极5和漏电极6。
源电极5和漏电极6可以使用与第一电容器电极31同样的导电性材料。另外，它们可以层叠使用，也可以作为合金等使用。
关于源电极5和漏电极6的形成，可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用导电性材料的前体等的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、将这些材料油墨化而利用丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式成膜法来形成的方法等，但不限于这些方法，可以使用公知的一般方法。图案化例如既可以使用光刻法、通过抗蚀剂等来保护图案形成部分、通过蚀刻除去不需要的部分来进行，也可以使用印刷法等直接进行图案化，但其也不限定于这些方法，可以使用公知的一般的图案化方法。
对于源电极5以及漏电极6，可以设为比半导体层7更先形成源电极5和漏电极6的底部接触构造，也可以设为在形成半导体层7之后形成源电极5和漏电极6的顶部接触构造。
另外，在应用底部接触构造的情况下，源极电极5以及漏极电极6为了降低与半导体层7的电连接中的接触电阻，可以进行表面处理等。具体而言，通过在源电极5及漏电极6表面形成如自组装单分子膜(SAM：Self-Assembled-Monolayer)这样的分子膜，能够改变电极表面的功函数。
接下来，以对源电极5和漏电极6进行连接的方式在源电极5与漏电极6之间形成半导体层7。通常将源电极5和漏电极6用半导体层7连接，将作为薄膜晶体管起作用的半导体层7的区域称为沟道区域，在本发明中有时也使用这样的名称。
对于半导体层7，可以使用：并五苯、如它们的衍生物那样的低分子半导体；聚噻吩、聚烯丙基胺、芴二噻吩共聚物、以及如它们的衍生物那样的高分子有机半导体材料，但并不限定于此。
半导体层7可以通过将溶解或分散有有机半导体材料的溶液用作油墨的凸版印刷、丝网印刷、喷墨法、喷嘴印刷等湿式成膜方法来形成，也可以通过在真空状态下蒸镀有机半导体材料的粉末或结晶的方法等来形成。半导体层7并不限定于这些，也可以使用公知的一般的方法。
接着，以至少覆盖半导体层7的沟道区域的方式形成第二绝缘层42。为了确保有机薄膜晶体管160、170中的各电极的绝缘性，除了形成于沟道区域以外，第二绝缘层42还可以在将源电极5及其布线、漏电极6等电极上的外部或与其他电极的连接部除外的、基板整个面上形成，可以适当调整形成的区域。
第二绝缘层42中含有：氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)等氧化物系绝缘材料；氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等聚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)等有机系绝缘材料；自组装膜等材料，但并不限定于这些。它们可以单层或层叠2层以上，也可以作为无机系-有机系的混合薄膜，也可以使组成朝生长方向倾斜。
为了抑制有机薄膜晶体管160、170中的漏电流，第二绝缘层42的电阻率优选为1011Ωcm以上，更优选为1014Ωcm以上。
第二绝缘层42的形成方法可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用金属络合物等作为前体的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、利用如狭缝涂层法、旋涂法、丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式成膜法来形成的方法等，但并不限定于这些方法，可以使用公知的一般的方法。
接着，在第二绝缘层42之上的俯视时至少与沟道区域重叠的区域形成栅电极2。栅电极2可以通过与前面所示的源电极5和漏电极6相同的材料和方法形成。
进而，在增大有机薄膜晶体管的电容器电容的情况下，如图10所示，能够在第二绝缘层42之上的俯视时与漏电极6重叠的区域设置第二电容器电极32。
第二电容器电极32可以通过与前面所示的源电极5和漏电极6相同的材料和方法形成。
第二电容器电极32可以与栅电极2在相同层中由相同的材料、工序形成，也可以使用不同材料等形成，并不限于此。
在使用有机薄膜晶体管160和有机薄膜晶体管170形成图像显示装置时，适当地设置层间绝缘膜9、像素电极10、未图示的显示要素、未图示的对置电极、未图示的对置基板。
形成层间绝缘膜9的主要目的在于，通过将栅电极6及第二电容器电极32与像素电极10绝缘来防止经由像素电极10的源极-漏极间的漏电。
作为层间绝缘膜9的材料，可以举出氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化钇、氧化铪、铝酸铪、氧化锆、氧化钛等无机材料，或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等聚丙烯酸酯、PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯基苯酚)、氟系树脂等绝缘材料，但并不限定于这些。
对于层间绝缘膜9的材料，为了将有机薄膜晶体管160、170的漏电流抑制得较低，优选其电阻率为1011Ωcm以上，更优选为1014Ωcm以上。
层间绝缘膜9使用溶解或分散有保护层材料或其前体的溶液，通过喷墨法、凸版印刷法、平版印刷法、凹版印刷法、丝网印刷法中的任一种方法形成。这些层间绝缘膜9可以作为单层使用，也可以层叠2层以上使用。另外，也可以使组成朝生长方向倾斜。
形成像素电极10的目的在于提高图像显示装置的开口率。
像素电极10可以使用：铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、银(Ag)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、锰(Mn)等金属材料；氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物材料，但并不限定于这些材料。这些材料可以单层使用，也可以作为层叠和合金使用。
关于像素电极10的形成，可以使用真空蒸镀法、溅射法等真空成膜法、使用导电性材料的前体等的溶胶-凝胶法、使用纳米粒子的方法、将这些材料油墨化而利用丝网印刷、凸版印刷、喷墨法等湿式成膜法来形成的方法等，但不限于这些方法，可以使用公知的一般方法。图案化例如既可以使用光刻法、通过抗蚀剂等来保护图案形成部分、通过蚀刻除去不需要的部分来进行，也可以使用印刷法等直接进行图案化，但其也不限定于这些方法，可以使用公知的一般的图案化方法。
另外，通过对像素电极10使用不透明的材料，也能够防止来自外部的光照射到半导体层7。
显示要素可以使用液晶、电泳粒子、或含有电泳粒子的微胶囊或有机电致发光元件等。在图像显示装置中，并不限定于反射型或透射型，可以使用这些公知的一般的显示要素。另外，根据使用的显示要素，也可以利用在1个像素内设置多个有机薄膜晶体管160、170的构成。
显示要素可以在形成于形成有对置电极的对置基板上之后，与形成至像素电极10的有机薄膜晶体管160、170一起作为图像显示装置，也可以是形成于像素电极10上之后将对置电极和对置基板层叠而作为图像显示装置，能够根据所使用的显示要素来选择其工序。
实施例
(实施例1)
作为实施例1，制作了图1所示的有机薄膜晶体管100。
使用厚度为0.7mm的无碱玻璃作为基板1。使用喷墨法在玻璃基板1上将分散有银纳米粒子的溶液、即银纳米油墨图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了电容器电极3。电容器电极3的面积相对于元件面积为75％。
在形成有电容器电极3的基板1上，利用狭缝涂层法涂布感光性丙烯酸树脂，进行曝光、显影，图案化成期望的形状，以200℃进行烧结，形成了第一绝缘层41。
在形成有第一绝缘层41的基板1上，使用喷墨法将银纳米油墨图案化成所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了栅电极2。栅电极-电容器电极在截面水平方向上，最小间隔为0μm。
之后，利用与第一绝缘层41同样的方法形成了第二绝缘层42。第一绝缘层41的膜厚为0.2μm，第二绝缘层42的膜厚为1.0μm。感光性丙烯酸树脂的相对介电常数为3.4。
将分散有银纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了源电极5和漏电极6。
然后，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
(比较例1)
作为比较例1，制作了图4所示的有机薄膜晶体管200。
使用厚度为0.7mm的无碱玻璃作为基板1。在玻璃基板1上，使用DC磁控溅射对Mo以400nm的膜厚进行成膜，通过光刻法图案化成所希望的形状，形成了栅电极2和电容器电极3。栅电极-电容器电极在截面水平方向上，最小间隔为20μm。电容器电极的面积相对于元件面积为60％。
在形成有栅电极2及电容器电极3的基板1上，利用狭缝涂层法涂布感光性丙烯酸树脂，通过光刻法进行图案化，以200℃进行烧结，在栅电极2及电容器电极3上仅形成了第一绝缘层41。第一绝缘层41的膜厚为1μm，相对介电常数为3.4。
接着，使用喷墨法将分散有银纳米粒子的油墨图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了源电极5和漏电极6。
然后，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
通过以上的工序，制作了实施例1和比较例1的有机薄膜晶体管。分别制作30个元件，测定产生了栅电极-电容器电极短路不良的元件数。
其结果，作为电容器的容量，各自没有发现大的差异。另一方面，关于发生了短路不良的元件数，比较例1的元件为13个，相比之下实施例1的元件为0个，呈现出大幅减少。
如以上说明的那样，根据本发明，在电容器电极3上形成多个绝缘层，将栅电极形成在与形成有电容器电极的层为不同层的下层，从而，成品率优良，并且提高了电容器电极的尺寸的变更的自由度。
因此，根据本发明，能够提供在使用了印刷法的有机薄膜晶体管中，成品率良好且形成有最大限度的电容器电极的有机薄膜晶体管及图像显示装置。
(实施例2-1)
作为实施例2-1，制作了图5所示的有机薄膜晶体管130。
作为基板1的材料，使用厚度为0.7mm的无碱玻璃。使用喷墨法在基板1上将作为分散有银纳米粒子的溶液的银纳米油墨图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了栅电极2。栅电极-电容器电极间的空间的最小区间为5μm。
在形成有栅电极2的基板1上，通过狭缝涂层法涂布感光性丙烯酸树脂，进行曝光、显影，图案化成期望的形状，以200℃进行烧结，形成了第一绝缘层41。
在形成有第一绝缘层41的基板1上，使用喷墨法将银纳米油墨图案化成所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了电容器电极3。电容器电极3的面积相对于元件面积为75％。
之后，利用与第一绝缘层41同样的方法形成第二绝缘层42。第一绝缘层41的膜厚为0.6μm，相对介电常数为3.4。第二绝缘层42的膜厚为0.4μm，相对介电常数为3.4。
将分散有银纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了源电极5和漏电极6。
然后，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
(实施例2-2)
作为实施例2-2，制作了图6所示的有机薄膜晶体管140。
作为第二绝缘层42，使用相对介电常数为4.6的绝缘层，以仅覆盖电容器电极3的方式形成，将第一绝缘层41的膜厚设为1.0μm，除此以外，与实施例2-1同样地进行制作。
(比较例2)
作为比较例2，制作了图8所示的有机薄膜晶体管210。
作为基板1的材料，使用了厚度为0.7mm的无碱玻璃。在基板1上，使用DC磁控溅射将Mo以400nm的膜厚进行成膜，通过光刻法图案化成所希望的形状，形成了栅电极2和电容器电极3。栅电极-电容器电极间的空间的最小区间为20μm。电容器电极3的面积相对于元件面积为65％。
在形成有栅电极2及电容器电极3的基板1上，利用狭缝涂层法涂布感光性丙烯酸树脂，通过光刻法进行图案化，以200℃进行烧结而形成了第一绝缘层41。第一绝缘层41的膜厚为1.0μm，相对介电常数为3.4。
接着，将分散有银纳米粒子的油墨使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了源电极5和漏电极6。
然后，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
通过以上的工序，制作了实施例2-1、2-2和比较例2的有机薄膜晶体管。分别制作30个元件，测定产生了栅电极-电容器电极短路不良的元件数、作为晶体管特性的导通电流值、电容器静电电容。
关于导通电流值，在实施例2-1、2-2与比较例2之间未呈现较大差异。将其他评价结果示于表1。关于电容器静电电容，示出了将比较例2的元件的结果设为100％的情况下的相对值。
[表1]
如上所述，根据本发明，通过将电容器电极形成在与栅电极不同的层且为上层，能够进行电容器电容的提高，还能够进行成品率的提高。
因此，根据本发明，能够提供一种成品率良好且能够得到高电容器电容的、能够使用印刷法形成的有机薄膜晶体管以及使用该有机薄膜晶体管的图像显示装置。
(实施例3-1)
作为实施例3-1，制作了图9所示的有机薄膜晶体管160。
使用厚度为0.7mm的无碱玻璃作为基板1。在基板1上，将分散有银(Ag)的纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了第一电容器电极31。
在形成有第一电容器电极31的基板上涂布热固化性树脂，进行烧结而形成了第一绝缘层41。
然后，通过喷墨法，利用与第一电容器电极31同样的方法形成了源电极5和漏电极6。
在形成有源电极5和漏电极6的基板上，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
然后，利用喷墨法涂布氟树脂，形成了第二绝缘层42。
接着，将分散有银纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成栅电极2，制作了有机薄膜晶体管160。
(实施例3-2)
作为实施例3-2，制作了图10所示的有机薄膜晶体管170。
使用厚度为0.7mm的无碱玻璃作为基板1。在基板1上，将分散有银(Ag)的纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了第一电容器电极31。
在形成有第一电容器电极31的基板上涂布热固化性树脂，进行烧结而形成了第一绝缘层41。
然后，通过喷墨法，利用与第一电容器电极31同样的方法形成了源电极5和漏电极6。
在形成有源电极5和漏电极6的基板上，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
然后，利用喷墨法涂布氟树脂，形成了第二绝缘层42。
接着，使用喷墨法将分散有银纳米粒子的油墨图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成栅电极2和第二电容器电极32，制作出有机薄膜晶体管170。
(比较例3)
作为比较例3，制作了图11所示的有机薄膜晶体管220。
使用厚度为0.7mm的无碱玻璃作为基板1。在基板1上，将分散有银(Ag)的纳米粒子的溶液作为油墨，使用喷墨法图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成了源电极5和漏电极6。
在形成有源电极5和漏电极6的基板上，将按照0.1重量％浓度溶解了作为有机半导体材料的聚(3-己基噻吩)的均三甲苯溶液，通过喷墨法进行图案化，形成了半导体层7。
然后，利用喷墨法涂布氟树脂，形成了第一绝缘层41(栅极绝缘层)。
接着，使用喷墨法将分散有银纳米粒子的墨液图案化为所希望的形状，以150℃烧结1小时，形成栅电极5及电容器电极6，制作出比较例的有机薄膜晶体管220。
通过以上的工序，制作出实施例3-1、3-2和比较例3的有机薄膜晶体管。在实施例3-1中，将第一电容器电极31配置在与形成有栅电极5的第二绝缘层42不同的层、即漏电极6的下方的第一绝缘层41。由此，形成了在顶栅构造的有机薄膜晶体管160中能够使晶体管部的设计尺寸留有富余、且能够设为充分的电容器电极面积、且能够稳定地进行驱动的有机薄膜晶体管160。
另外，在实施例3-2中，通过在形成有栅电极5的第二绝缘层42上还形成第二电容器电极32，能够使有机薄膜晶体管170的电容器电容与比较例的有机薄膜晶体管220相比大幅增加。
在任一实施例中都是，得到了在顶栅构造的有机薄膜晶体管中在维持高半导体特性的同时通过使晶体管尺寸留有富余而实现高成品率、并且通过具有充分的电容器电极面积而维持晶体管像素电极的高电压保持率、并能够稳定地进行驱动的有机薄膜晶体管160、170，能够驱动使用有机薄膜晶体管160、170的图像显示装置。
如以上说明的那样，有机薄膜晶体管160、170将第一电容器电极31形成在与形成有栅电极5的第二绝缘层42不同的层、即漏电极6的下方的第一绝缘层41。通过在与形成有栅电极2的层不同的层形成第一电容器电极31，能够在较大地保持第一电容器电极31的面积的同时使有机薄膜晶体管160、170的设计尺寸留有富余。其结果，有机薄膜晶体管160、170将第一电容器电极31的面积保持得较大，与所希望的静电电容相应地形成第一绝缘层41，由此能够得到充分的静电电容，能够提高电压保持率。
因此，根据本发明，提供一种有机薄膜晶体管及图像显示装置，在顶栅构造的有机薄膜晶体管中，在维持高半导体特性的同时，通过使晶体管尺寸留有富余来实现高的成品率，且通过具有充分的电容器电极面积来维持晶体管像素电极的高电压保持率，能够稳定地进行驱动。
工业上的可利用性
本发明能够适用于图像显示装置、各种传感器等。
符号说明
1 基板
2 栅电极
3 电容器电极
31 第一电容器电极
32 第二电容器电极
4 绝缘层
41 第一绝缘层
42 第二绝缘层
5 源电极
6 漏电极
7 半导体层
8 保护层
9 层间绝缘膜
10 像素电极
100～170、200～220 有机薄膜晶体管

Claims (22)

1.一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有栅电极、电容器电极、以覆盖该栅电极及该电容器电极的方式形成的绝缘层、形成在该绝缘层上的源电极及漏电极、以及在由该源电极和该漏电极夹着的范围内含有有机半导体材料的半导体层，其中，
以至少覆盖所述电容器电极的方式形成有第一绝缘层，
在该第一绝缘层上形成有所述栅电极，
以覆盖所述栅电极及所述电容器电极的方式形成有第二绝缘层，
在该第二绝缘层上至少形成有所述源电极、漏电极及半导体层。
2.一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有栅电极、电容器电极、以覆盖该栅电极及该电容器电极的方式形成的绝缘层、形成在该绝缘层上的源电极及漏电极、以及在由该源电极和该漏电极夹着的范围内含有有机半导体材料的半导体层，其中，
以至少覆盖所述电容器电极的方式形成有第一绝缘层，
在该第一绝缘层上形成有所述栅电极，
以覆盖所述栅电极且不覆盖所述电容器电极的方式形成有第二绝缘层，
在该第二绝缘层上至少形成有所述源电极、漏电极及半导体层。
3.根据权利要求1或2所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层和所述第二绝缘层使用不同的材料。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层的介电常数高于所述第二绝缘层的介电常数。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第二绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
7.一种有机薄膜晶体管，具有绝缘性的基板、栅电极、电容器电极、绝缘层、源电极、漏电极、以及含有有机半导体材料的半导体层，其中，
所述绝缘层包括：
第一绝缘层，覆盖所述基板和形成在所述基板上的所述栅电极；以及
第二绝缘层，覆盖形成在所述第一绝缘层上的所述电容器电极。
8.根据权利要求7所述的有机薄膜晶体管，其中，
在所述第二绝缘层上至少形成有所述源电极、所述漏电极及所述半导体层。
9.根据权利要求7所述的有机薄膜晶体管，其中，
在所述第一绝缘层上至少形成有所述源电极、所述漏电极的一部分及所述半导体层。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层和所述第二绝缘层使用不同的材料形成。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第二绝缘层的介电常数高于所述第一绝缘层的介电常数。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第二绝缘层的膜厚比所述第一绝缘层的膜厚薄。
13.根据权利要求7～12中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
14.根据权利要求7～13中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第二绝缘层是将绝缘材料层叠2层以上而形成的。
15.一种有机薄膜晶体管，在绝缘性的基板上至少具有第一电容器电极、第一绝缘层、源电极、漏电极、含有有机半导体材料的半导体层、第二绝缘层及栅电极，其中，
在所述基板上形成有第一电容器电极，
至少在所述第一电容器电极上形成有所述第一绝缘层，
在所述第一绝缘层上形成有所述源电极、所述漏电极及所述半导体层，
所述漏电极在俯视时与所述第一电容器电极的至少一部分重叠，
在所述源电极、所述漏电极的至少一部分及所述半导体层上形成有所述第二绝缘层，
在所述第二绝缘层上形成有所述栅电极。
16.根据权利要求15所述的有机薄膜晶体管，其中，
在所述第二绝缘层上还形成有所述第二电容器电极，
所述第二电容器电极在俯视时与所述漏电极的至少一部分重叠。
17.根据权利要求15或16所述的有机薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层的相对介电常数比所述第二绝缘层的相对介电常数大。
18.根据权利要求15～17中任一项所述的薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层的膜厚比所述第二绝缘层的膜厚薄。
19.根据权利要求15～18中任一项所述的薄膜晶体管，其中，
所述第一绝缘层的相对介电常数为3.0以上。
20.一种有机薄膜晶体管的制造方法，其中，包括：
在绝缘性的基板上设置第一电容器电极的工序；
至少在所述第一电容器电极上设置第一绝缘层的工序；
在所述第一绝缘层上分离地设置源电极和漏电极的工序；
在所述源电极与所述漏电极之间设置含有有机半导体材料的半导体层的工序；
在所述半导体层上设置第二绝缘层的工序；以及
在所述第二绝缘层上设置栅电极的工序。
21.根据权利要求20所述的有机薄膜晶体管的制造方法，其中，
还包括在所述第二绝缘层上设置第二电容器电极的工序。
22.一种图像显示装置，其中，
使用了权利要求1～19中任一项所述的有机薄膜晶体管。
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