半導體產業初期的蓬勃發展是開始於無機半導體,通常使用略具導電性的矽做為基礎,摻雜以3A或5A族元素以提升導電性。
1958年,聚乙炔被合成後,發現其具有微弱的導電性;1976年,發現添加溴後可將導電度提高至接近銀。此特性可被用來製造有機半導體。
後來除了聚乙炔之外,具此特性的材料陸續被發現,它們被分為兩大類:聚合物及小分子。
有機半導體製造的電路有以下優缺點。
優點:可使用噴墨技術製造,因此製作較為簡單;可低溫製造,因此可用塑膠做為基板,達到可彎曲效果;重量輕。
缺點:聚合物的光化學反應使得其容易因光照產生瑕疵、分子間作用力相對的低,因此導電率不及無機半導體,且排列整齊的難度較高。
除了用做電路材料之外,有機半導體也可用做發光材料。
液晶半導體 是有機半導體的一種,其具有微量的導電性(通常是層列型或圓盤型液晶)。研究發現 [1]若在此種液晶中摻入特定染料,則直流通電時會發光。近期的研究 [2]嘗試使用交流電,也能達到同樣效果。
發光成因分為兩類,在高溫,均向態(液態)時,液晶中的離子做為主要載子,將撞擊激發染料分子而發光;在低溫,液晶態時,液晶的極子(一種特殊的載子,可類比於電子、電洞)做為主要載子,激發染料發光。
特別的是,在液晶態時,產生的光線是極化光,因此可利用此技術製造極化光源。
參考文獻
[1] Kyoko, Polarized light emission from a calamitic liquid crystalline semiconductor
doped with dyes, Appl. Phys. Lett. 73, 1595 (1998)
[2] Nose, Fundamental properties of light-emitting liquid crystal cells operated under alternating voltage, JAP 114(5), 053108 (2013)