JP2006024790A - Organic thin film transistor, its manufacturing method, active matrix type display using the same and radio identification tag - Google Patents

Organic thin film transistor, its manufacturing method, active matrix type display using the same and radio identification tag Download PDF

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JP2006024790A JP2004202252A JP2004202252A JP2006024790A JP 2006024790 A JP2006024790 A JP 2006024790A JP 2004202252 A JP2004202252 A JP 2004202252A JP 2004202252 A JP2004202252 A JP 2004202252A JP 2006024790 A JP2006024790 A JP 2006024790A
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Tomohiro Okuzawa
智宏 奥澤
Takayuki Takeuchi
孝之 竹内
Satoshige Nanai
識成 七井
Kazunori Komori
一徳 小森
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic thin film transistor and its manufacturing method in which a reliability for heat and a mechanical stress can be enhanced, and provide an active matrix type display using the same and a radio identification tag. <P>SOLUTION: The organic thin film transistor (10) contains a semiconductor layer (5) composed of an organic semiconductor material, and an insulating layer (3) composed of an organic insulating material. The organic thin film transistor (10) further comprises a first mixture layer (4) composed of the organic semiconductor material constituting the semiconductor layer (5) and the organic insulating material constituting the insulating layer (3), between the semiconductor layer (5) and the insulating layer (3). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体層及び絶縁層に有機材料を用いた有機薄膜トランジスタとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグに関する。   The present invention relates to an organic thin film transistor using an organic material for a semiconductor layer and an insulating layer, a manufacturing method thereof, an active matrix display using the organic thin film transistor, and a wireless identification tag.

現在、薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という)はアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイ等の駆動素子として使用されている。TFTの構成は、一般的には半導体層に接触して設けられたソース電極とドレーン電極との間に流れる電流を、半導体層に対して絶縁層を介して設けられたゲート電極から印加される電界により制御できるように構成されている。   Currently, thin film transistors (hereinafter referred to as “TFTs”) are used as drive elements for active matrix liquid crystal displays and the like. In general, a TFT is configured such that a current flowing between a source electrode and a drain electrode provided in contact with a semiconductor layer is applied to the semiconductor layer from a gate electrode provided via an insulating layer. It can be controlled by an electric field.

現在実用化されているTFTの半導体層の構成材料としては、結晶シリコンに特性面では劣るものの、安価であるアモルファスシリコンや低温ポリシリコン等が使用されている。また、現在実用化されているTFTの絶縁層の構成材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン等が使用されている。これらの構成材料を用いたTFTの製造プロセスは、プラズマCVD法等に使用される大規模な装置や、精密加工のための薄膜制御装置を必要とするため、高コストプロセスであり、また、一般に350℃を越えるような処理温度のプロセスを含むため、使用できる材料には制限がある。   As a constituent material of a semiconductor layer of a TFT that is currently in practical use, amorphous silicon, low-temperature polysilicon, or the like, which is inexpensive, is used although it is inferior to crystalline silicon in terms of characteristics. Moreover, silicon oxide, silicon nitride, or the like is used as a constituent material of an insulating layer of a TFT that is currently in practical use. The manufacturing process of TFTs using these constituent materials is a high-cost process because it requires a large-scale apparatus used for plasma CVD and the like, and a thin film control apparatus for precision processing. There is a limit to the materials that can be used because it includes processes with processing temperatures in excess of 350 ° C.

他方、近年TFT用の半導体材料として有機半導体が注目されており、この有機半導体を用いた様々な構成のTFT(有機TFT)が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。有機半導体は、前述の無機系の半導体に比べて、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法等の低コストプロセスで成膜できる可能性があり、低温プロセスでの成膜も期待できる。また、前述した低コストプロセスや低温プロセスが適用可能であることにより、フレキシブルな基板上や大面積の基板上へのTFTの形成が可能であり、これによって、シートライク又はペーパーライクなディスプレイや、大画面ディスプレイ等への用途拡大が期待されている。更に、有機TFTは、薄膜かつ軽量であることから、Radio Frequency Identification(RFID)タグ等の無線識別タグへの応用も期待されている。
特開平9−232589号公報
On the other hand, in recent years, organic semiconductors have attracted attention as a semiconductor material for TFTs, and TFTs (organic TFTs) using various organic semiconductors have been proposed (see, for example, Patent Document 1). An organic semiconductor can be formed by a low-cost process such as a spin coating method, an ink-jet printing method, a dip coating method, and the like, and can be expected to be formed by a low-temperature process as compared with the inorganic semiconductor described above. In addition, since the low-cost process and the low-temperature process described above are applicable, it is possible to form TFTs on a flexible substrate or a large-area substrate, thereby enabling a sheet-like or paper-like display, Applications are expected to expand to large screen displays. Furthermore, since the organic TFT is thin and lightweight, application to a radio identification tag such as a radio frequency identification (RFID) tag is also expected.
JP-A-9-232589

しかしながら、有機TFTを構成する材料は、熱又は機械的応力を繰り返し与えると、半導体層と絶縁層との間や、半導体層と基板との間等で生じる層間剥離により劣化してしまうことが多く、信頼性については課題が残っていた。本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたものであり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる有機TFTとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグを提供する。   However, the material constituting the organic TFT often deteriorates due to delamination that occurs between the semiconductor layer and the insulating layer, between the semiconductor layer and the substrate, etc., when heat or mechanical stress is repeatedly applied. There was still a problem with reliability. The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. An organic TFT capable of improving reliability against heat and mechanical stress, a manufacturing method thereof, and an active matrix display using the same. And providing a wireless identification tag.

本発明の第1の有機TFTは、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機TFTであって、前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第1混合層を更に備え、前記半導体層と前記絶縁層とが、前記第1混合層を介して積層されていることを特徴とする。   The first organic TFT of the present invention is an organic TFT including a semiconductor layer made of an organic semiconductor material and an insulating layer made of an organic insulating material, and is a first mixed material made of the organic semiconductor material and the organic insulating material. The semiconductor layer and the insulating layer are further laminated via the first mixed layer.

本発明の第2の有機TFTは、プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機TFTであって、前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第2混合層を更に備え、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とが、前記第2混合層を介して積層されていることを特徴とする。   The second organic TFT of the present invention is an organic TFT including a plastic substrate, a semiconductor layer made of an organic semiconductor material, and an insulating layer made of an organic insulating material, wherein the material constituting the plastic substrate and the organic semiconductor A second mixed layer made of a material or the organic insulating material is further provided, and the plastic substrate and the semiconductor layer or the insulating layer are laminated via the second mixed layer.

本発明の有機TFTの製造方法は、有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる有機TFTの製造方法であって、前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)絶縁層とした場合に、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3であることを特徴とする。 In the organic TFT manufacturing method of the present invention, an organic semiconductor material and an organic insulating material are dissolved in a solvent for forming a semiconductor layer and a solvent for forming an insulating layer, respectively. A method for producing an organic TFT, comprising: preparing a solution, applying the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution on a substrate, and laminating the semiconductor layer and the insulating layer; The inorganic / organic ratio in the organic conceptual diagram of the solvent for the solvent is the (I / O) semiconductor layer, and the inorganic / organic ratio in the organic conceptual diagram of the solvent for forming the insulating layer is the (I / O) insulating layer . In this case, the value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer is 0.1 to 0.3.

ここで「有機概念図における無機性/有機性比(I/O)」とは、溶媒の親水性/親油性の尺度を表すパラメーターであり、無機性/有機性比の値が大きいほど極性が高く親水性が大きくなる。なお、無機性/有機性比については、「有機概念図」(甲田善生著 三共出版 1984年)にその詳細な解説がある。   Here, the “inorganic / organic ratio (I / O) in the organic conceptual diagram” is a parameter that represents a measure of the hydrophilicity / lipophilicity of the solvent, and the larger the value of the inorganic / organic ratio, the more the polarity. Highly hydrophilic. The inorganic / organic ratio is described in detail in “Organic Conceptual Diagram” (Yoshio Koda, Sankyo Publishing, 1984).

本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機TFTを複数個備えている。また、本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機TFTが設けられていることを特徴とする。   The active matrix display of the present invention includes a plurality of the organic TFTs of the present invention as pixel switching elements. The wireless identification tag of the present invention is a wireless identification tag including an integrated circuit portion, and the integrated circuit portion is provided with the organic TFT of the present invention.

本発明の有機TFTによれば、前記第1又は第2混合層を備えているため、層間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明の有機TFTの製造方法によれば、本発明の有機TFTを容易に製造することができる。また、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイ及び無線識別タグは、それぞれ、本発明の有機TFTを備えているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。   According to the organic TFT of the present invention, since the first or second mixed layer is provided, the adhesion between the layers is increased, and the reliability against heat and mechanical stress can be improved. Moreover, according to the manufacturing method of the organic TFT of this invention, the organic TFT of this invention can be manufactured easily. In addition, since the active matrix display and the wireless identification tag of the present invention each include the organic TFT of the present invention, reliability against heat and mechanical stress can be improved.

本発明の第1の有機TFTは、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む。前記有機半導体材料としては、例えば直鎖状アセン、π共役系オリゴマー等の低分子系有機半導体材料や、π共役系ポリマー等の高分子系有機半導体材料等が好適に使用できる。前記有機絶縁材料としては、例えば、ポリビニルフェノールやシアノエチルプルラン等の高分子系有機絶縁材料が好適に使用できる。なお、前記半導体層及び前記絶縁層の好適な厚みは、それぞれ10nm〜300nm及び50nm〜3μmである。   The first organic TFT of the present invention includes a semiconductor layer made of an organic semiconductor material and an insulating layer made of an organic insulating material. As the organic semiconductor material, for example, a low molecular organic semiconductor material such as linear acene or π conjugated oligomer, or a high molecular organic semiconductor material such as π conjugated polymer can be preferably used. As the organic insulating material, for example, a polymer organic insulating material such as polyvinylphenol or cyanoethyl pullulan can be preferably used. In addition, the suitable thickness of the said semiconductor layer and the said insulating layer is 10 nm-300 nm and 50 nm-3 micrometers, respectively.

そして、本発明の第1の有機TFTは、前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第1混合層を更に備え、前記半導体層と前記絶縁層とが、前記第1混合層を介して積層されている。これにより、前記半導体層と前記絶縁層との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。前記第1混合層の好適な厚みは、10〜100nmである。10nm未満では、前記半導体層と前記絶縁層との間の密着性が低くなる。一方、100nmを超える場合は、キャリア移動度が低くなる。なお、前記第1混合層の厚みは、X線光電子分光装置(例えば、日本電子社製JPS-90MX MICRO等)を用いたArスパッタ法により確認できる。   The first organic TFT of the present invention further includes a first mixed layer made of the organic semiconductor material and the organic insulating material, and the semiconductor layer and the insulating layer are interposed via the first mixed layer. Are stacked. Thereby, the adhesiveness between the said semiconductor layer and the said insulating layer becomes high, and the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can be improved. A suitable thickness of the first mixed layer is 10 to 100 nm. When the thickness is less than 10 nm, the adhesion between the semiconductor layer and the insulating layer is low. On the other hand, when it exceeds 100 nm, carrier mobility becomes low. The thickness of the first mixed layer can be confirmed by an Ar sputtering method using an X-ray photoelectron spectrometer (for example, JPS-90MX MICRO manufactured by JEOL Ltd.).

本発明の第2の有機TFTは、プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む。前記プラスチック基板は、特に限定されないが、例えば、厚みが0.1〜10mmのポリエチレンテレフタレート(PET)等の可撓性を有する基板が好ましい。前記有機半導体材料及び前記有機絶縁材料の好適な材料や、前記半導体層及び前記絶縁層の好適な厚みは、前述した本発明の第1の有機TFTと同様である。   The second organic TFT of the present invention includes a plastic substrate, a semiconductor layer made of an organic semiconductor material, and an insulating layer made of an organic insulating material. The plastic substrate is not particularly limited. For example, a flexible substrate such as polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 0.1 to 10 mm is preferable. Suitable materials of the organic semiconductor material and the organic insulating material and suitable thicknesses of the semiconductor layer and the insulating layer are the same as those of the first organic TFT of the present invention described above.

そして、本発明の第2の有機TFTは、前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第2混合層を更に備え、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とが、前記第2混合層を介して積層されている。これにより、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。前記第2混合層の好適な厚みは、10nm以上である。10nm未満では、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層との間の密着性が低くなる。なお、前記第2混合層の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて断面観察することにより確認できる。   The second organic TFT of the present invention further includes a second mixed layer composed of the material constituting the plastic substrate and the organic semiconductor material or the organic insulating material, and the plastic substrate and the semiconductor layer or the insulating material. The layers are stacked via the second mixed layer. Thereby, the adhesiveness between the said plastic substrate and the said semiconductor layer or the said insulating layer becomes high, and the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can be improved. A suitable thickness of the second mixed layer is 10 nm or more. When the thickness is less than 10 nm, the adhesion between the plastic substrate and the semiconductor layer or the insulating layer is lowered. The thickness of the second mixed layer can be confirmed by observing a cross section using a scanning electron microscope (SEM).

本発明の有機TFTの製造方法は、有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる。この際、本発明の有機TFTの製造方法は、前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)絶縁層とした場合に、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3となる前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒を用いる。これにより、前述した本発明の第1の有機TFTを容易に製造することができる。即ち、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3となる場合は、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒が、お互いに対して多少の溶解性を有するため、前記半導体層と前記絶縁層とを積層させる際、それぞれの前記溶媒が界面で混合され、層間に前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第1混合層を容易に形成することができる。また、本製造方法により製造する際、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値を適宜調整することにより、前記第1混合層の厚みを容易に制御することができる。 In the organic TFT manufacturing method of the present invention, an organic semiconductor material and an organic insulating material are dissolved in a solvent for forming a semiconductor layer and a solvent for forming an insulating layer, respectively. A solution is prepared, and the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied onto a substrate to laminate the semiconductor layer and the insulating layer. At this time, the method for producing the organic TFT of the present invention is such that the inorganic / organic ratio in the organic conceptual diagram of the solvent for forming a semiconductor layer is an (I / O) semiconductor layer, and the organic solvent for forming the insulating layer is organic. the inorganic / organic ratio in conceptual diagram when the (I / O) insulating layer, (I / O) the value of the semiconductor layer / (I / O) insulating layer is 0.1 to 0.3 A solvent for forming a semiconductor layer and the solvent for forming an insulating layer are used. Thereby, the first organic TFT of the present invention described above can be easily manufactured. That is, when the value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer is 0.1 to 0.3, the semiconductor layer forming solvent and the insulating layer forming solvent are Therefore, when the semiconductor layer and the insulating layer are stacked, the respective solvents are mixed at the interface, and the first layer made of the organic semiconductor material and the organic insulating material is interposed between the layers. A mixed layer can be formed easily. Moreover, when manufacturing by this manufacturing method, the thickness of the said 1st mixed layer can be easily controlled by adjusting the value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer suitably.

なお、前述した本発明の第2の有機TFTを製造する際は、前記半導体層成膜用溶媒又は前記絶縁層成膜用溶媒を、使用するプラスチック基板を構成する材料の溶媒に対する溶解性を考慮して適宜選択することにより、前記第2混合層の厚みを容易に制御することができる。   When manufacturing the above-described second organic TFT of the present invention, the solubility of the material for forming the plastic substrate to be used in the solvent for forming the semiconductor layer or the solvent for forming the insulating layer is taken into consideration. By selecting as appropriate, the thickness of the second mixed layer can be easily controlled.

また、本発明の有機TFTの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する際、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法及びキャスティング法のうち少なくともいずれか1つを用いると、製造コストを低減させることができるため好ましい。   Further, the organic TFT manufacturing method of the present invention includes a spin coating method, an ink jet printing method, a dip coating method, and a casting method when the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied onto the substrate. It is preferable to use at least one of them because the manufacturing cost can be reduced.

また、本発明の有機TFTの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルターに通した後、前記基板上に塗布するのが好ましい。この方法によれば、塵、埃等の不純物のコンタミネーションによる電気特性のバラツキや歩留まりの低下等を防ぐことができる。   In the organic TFT manufacturing method of the present invention, it is preferable that the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied on the substrate after passing through a filter for removing impurities. According to this method, it is possible to prevent variations in electrical characteristics and a decrease in yield due to contamination of impurities such as dust.

また、本発明の有機TFTの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を脱泡処理した後、前記基板上に塗布するのが好ましい。この方法によれば、ピンホールによる電気特性のバラツキや歩留まりの低下等を防ぐことができる。   In the method for producing an organic TFT of the present invention, it is preferable that the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are defoamed and then applied onto the substrate. According to this method, variations in electrical characteristics due to pinholes, a decrease in yield, and the like can be prevented.

また、本発明の有機TFTの製造方法は、前記半導体層及び前記絶縁層を成膜する際、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。この方法によれば、有機材料の劣化の原因となる水や酸素を排除することができるため、電気特性の良好な有機TFTを安定して提供できる。   The organic TFT manufacturing method of the present invention is preferably performed in a dry inert gas atmosphere when forming the semiconductor layer and the insulating layer. According to this method, since water and oxygen that cause deterioration of the organic material can be eliminated, an organic TFT having good electrical characteristics can be provided stably.

また、本発明の有機TFTの製造方法において、スピンコーティング法により前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する場合は、それぞれの溶媒(前記半導体層成膜用溶媒又は前記絶縁層成膜用溶媒)雰囲気下で行うのが好ましい。この方法によれば、溶媒の気化を防ぐことができるため、前記半導体層及び前記絶縁層の膜厚を容易に制御することができる。なお、この場合は、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒として、沸点が100℃以下のものを使用するのが好ましい。   Further, in the organic TFT manufacturing method of the present invention, when the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied onto the substrate by spin coating, the respective solvents (the semiconductor layer film forming) are used. The solvent is preferably used in an atmosphere of the solvent for forming the insulating layer or the solvent for forming the insulating layer. According to this method, since the evaporation of the solvent can be prevented, the film thicknesses of the semiconductor layer and the insulating layer can be easily controlled. In this case, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 100 ° C. or less as the solvent for forming the semiconductor layer and the solvent for forming the insulating layer.

本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機TFTを複数個備えている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイをノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の携帯電子機器に使用すると、携帯電子機器の耐衝撃性を向上させることができる。   The active matrix display of the present invention includes a plurality of the organic TFTs of the present invention as pixel switching elements. Thereby, the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can be improved. In addition, when the active matrix display of the present invention is used in portable electronic devices such as notebook computers, mobile phones, digital cameras, and digital video cameras, the impact resistance of the portable electronic devices can be improved.

本発明の無線識別タグは、集積回路部を備え、前記集積回路部には、本発明の有機TFTが設けられている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明の無線識別タグは、機械的応力に対する信頼性が高いため、様々な形状、素材への貼り付けが可能となる。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。   The wireless identification tag of the present invention includes an integrated circuit portion, and the integrated circuit portion is provided with the organic TFT of the present invention. Thereby, the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can be improved. In addition, since the wireless identification tag of the present invention has high reliability against mechanical stress, it can be attached to various shapes and materials. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。参照する図1は、第1実施形態に係る有機TFTの断面図である。なお、第1実施形態に係る有機TFTは、前述した本発明の第1の有機TFTの一実施形態である。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to be referred to is a cross-sectional view of the organic TFT according to the first embodiment. The organic TFT according to the first embodiment is an embodiment of the first organic TFT of the present invention described above.

図1に示すように、第1実施形態に係る有機TFT10は、プラスチック基板1と、プラスチック基板1上に設けられたゲート電極2と、プラスチック基板1及びゲート電極2上に順次積層された有機絶縁材料からなるゲート絶縁層3、第1混合層4及び有機半導体材料からなる半導体層5と、半導体層5上に互いに分離して設けられたソース電極6及びドレーン電極7とを備えている。第1混合層4は、半導体層5を構成する有機半導体材料とゲート絶縁層3を構成する有機絶縁材料とが混合されて形成されている。これにより、有機TFT10は、従来の有機TFTに比べ、半導体層5とゲート絶縁層3との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。なお、ゲート絶縁層3は、特許請求の範囲にいう「絶縁層」に相当する。   As shown in FIG. 1, the organic TFT 10 according to the first embodiment includes a plastic substrate 1, a gate electrode 2 provided on the plastic substrate 1, and organic insulation sequentially stacked on the plastic substrate 1 and the gate electrode 2. A gate insulating layer 3 made of a material, a first mixed layer 4 and a semiconductor layer 5 made of an organic semiconductor material, and a source electrode 6 and a drain electrode 7 provided on the semiconductor layer 5 separately from each other are provided. The first mixed layer 4 is formed by mixing an organic semiconductor material constituting the semiconductor layer 5 and an organic insulating material constituting the gate insulating layer 3. As a result, the organic TFT 10 has higher adhesion between the semiconductor layer 5 and the gate insulating layer 3 than the conventional organic TFT, and can improve the reliability with respect to heat and mechanical stress. The gate insulating layer 3 corresponds to an “insulating layer” in the claims.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。参照する図2は、第2実施形態に係る有機TFTの断面図である。なお、第2実施形態に係る有機TFTは、前述した本発明の第1の有機TFTの一実施形態である。また、図1と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 to be referred to is a cross-sectional view of the organic TFT according to the second embodiment. The organic TFT according to the second embodiment is an embodiment of the first organic TFT of the present invention described above. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図2に示すように、第2実施形態に係る有機TFT20は、プラスチック基板1と、プラスチック基板1上に互いに分離して設けられたソース電極6及びドレーン電極7と、プラスチック基板1、ソース電極6及びドレーン電極7上に順次積層された半導体層5、第1混合層4及びゲート絶縁層3と、ゲート絶縁層3上に設けられたゲート電極2とを備えている。これにより、有機TFT20は、従来の有機TFTに比べ、第1混合層4を備えているため、半導体層5とゲート絶縁層3との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。   As shown in FIG. 2, the organic TFT 20 according to the second embodiment includes a plastic substrate 1, a source electrode 6 and a drain electrode 7 provided on the plastic substrate 1 separately from each other, a plastic substrate 1, and a source electrode 6. And the semiconductor layer 5, the first mixed layer 4 and the gate insulating layer 3 sequentially stacked on the drain electrode 7, and the gate electrode 2 provided on the gate insulating layer 3. Thereby, since the organic TFT 20 includes the first mixed layer 4 as compared with the conventional organic TFT, the adhesion between the semiconductor layer 5 and the gate insulating layer 3 is increased, and reliability with respect to heat and mechanical stress is increased. Can be improved.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。参照する図3は、第3実施形態に係る有機TFTの断面図である。なお、第3実施形態に係る有機TFTは、前述した本発明の第2の有機TFTの一実施形態である。また、図1と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 to be referred to is a cross-sectional view of the organic TFT according to the third embodiment. The organic TFT according to the third embodiment is an embodiment of the second organic TFT of the present invention described above. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3に示すように、第3実施形態に係る有機TFT30は、第1実施形態に係る有機TFT10(図1参照)の構成において、第1混合層4を備えずに、プラスチック基板1とゲート絶縁層3との間に、プラスチック基板1を構成する材料とゲート絶縁層3を構成する有機絶縁材料とからなる第2混合層31を備えている。その他の構成は、第1実施形態に係る有機TFT10と同様である。これにより、有機TFT30は、従来の有機TFTに比べ、プラスチック基板1とゲート絶縁層3との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。   As shown in FIG. 3, the organic TFT 30 according to the third embodiment has the same structure as that of the organic TFT 10 (see FIG. 1) according to the first embodiment, but does not include the first mixed layer 4 and is insulated from the plastic substrate 1. Between the layer 3, a second mixed layer 31 made of a material constituting the plastic substrate 1 and an organic insulating material constituting the gate insulating layer 3 is provided. Other configurations are the same as those of the organic TFT 10 according to the first embodiment. Thereby, compared with the conventional organic TFT, the organic TFT 30 has higher adhesion between the plastic substrate 1 and the gate insulating layer 3, and can improve the reliability with respect to heat and mechanical stress.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して説明する。参照する図4は、第4実施形態に係る有機TFTの断面図である。なお、第4実施形態に係る有機TFTは、前述した本発明の第2の有機TFTの一実施形態である。また、図2と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 to be referred to is a cross-sectional view of the organic TFT according to the fourth embodiment. The organic TFT according to the fourth embodiment is an embodiment of the second organic TFT of the present invention described above. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4に示すように、第4実施形態に係る有機TFT40は、第2実施形態に係る有機TFT20(図2参照)の構成において、第1混合層4を備えずに、プラスチック基板1と半導体層5との間に、プラスチック基板1を構成する材料と半導体層5を構成する有機半導体材料とからなる第2混合層41を備えている。その他の構成は、第2実施形態に係る有機TFT20と同様である。これにより、有機TFT40は、従来の有機TFTに比べ、プラスチック基板1と半導体層5との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。   As shown in FIG. 4, the organic TFT 40 according to the fourth embodiment includes the plastic substrate 1 and the semiconductor layer without the first mixed layer 4 in the configuration of the organic TFT 20 (see FIG. 2) according to the second embodiment. 5 is provided with a second mixed layer 41 made of a material constituting the plastic substrate 1 and an organic semiconductor material constituting the semiconductor layer 5. Other configurations are the same as those of the organic TFT 20 according to the second embodiment. Thereby, compared with the conventional organic TFT, the organic TFT 40 has higher adhesion between the plastic substrate 1 and the semiconductor layer 5 and can improve the reliability against heat and mechanical stress.

以上、本発明の一実施形態に係る有機TFTについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では、第1混合層及び第2混合層のいずれか一方のみを備えた構成としたが、第1混合層及び第2混合層の双方を備えていてもよい。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を更に向上させることができる。   The organic TFT according to one embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, in the above-described embodiment, only one of the first mixed layer and the second mixed layer is provided, but both the first mixed layer and the second mixed layer may be provided. Thereby, the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can further be improved.

[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態について図面を参照して説明する。参照する図5は、第5実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイ(有機ELディスプレイ)の一部破断斜視図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 to be referred to is a partially broken perspective view of an active matrix display (organic EL display) according to the fifth embodiment.

図5に示すように、アクティブマトリクス型のディスプレイ(以下、単に「ディスプレイ」という)50は、プラスチック基板51と、プラスチック基板51上にマトリクス状に複数配置された画素電極58と、画素電極58に接続され、プラスチック基板51上にアレイ状に複数配置された有機TFT駆動回路52と、画素電極58及び有機TFT駆動回路52上に順次積層された有機EL層53、透明電極54及び保護フィルム55と、各有機TFT駆動回路52と制御回路(図示せず)とを接続する複数本のソース電極線56及びゲート電極線57とを備えている。ここで、有機EL層53は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等の各層が積層されて構成されている。そして、ディスプレイ50は、各有機TFT駆動回路52に、画素のスイッチング素子として、前述した第1〜第4実施形態のいずれかに係る有機TFTが設けられている。このように、ディスプレイ50は、画素のスイッチング素子として、前述した第1〜第4実施形態のいずれかに係る有機TFTを複数個備えているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。   As shown in FIG. 5, an active matrix display (hereinafter simply referred to as “display”) 50 includes a plastic substrate 51, a plurality of pixel electrodes 58 arranged in a matrix on the plastic substrate 51, and pixel electrodes 58. A plurality of organic TFT driving circuits 52 connected in a array on a plastic substrate 51, an organic EL layer 53, a transparent electrode 54, and a protective film 55 sequentially stacked on the pixel electrode 58 and the organic TFT driving circuit 52, A plurality of source electrode lines 56 and gate electrode lines 57 that connect each organic TFT drive circuit 52 and a control circuit (not shown) are provided. Here, the organic EL layer 53 is configured by laminating layers such as an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer. In the display 50, each organic TFT drive circuit 52 is provided with the organic TFT according to any of the first to fourth embodiments described above as a pixel switching element. Thus, since the display 50 includes a plurality of organic TFTs according to any of the first to fourth embodiments described above as pixel switching elements, the reliability with respect to heat and mechanical stress can be improved. Can do.

以上、本発明の一実施形態に係るディスプレイについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では有機ELを用いたディスプレイについて説明したが、液晶表示素子等の他の表示素子を備えたディスプレイであってもよい。   The display according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, in the above-described embodiment, the display using the organic EL has been described. However, the display may include another display element such as a liquid crystal display element.

[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態について図面を参照して説明する。参照する図6は、第6実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 to be referred to is a perspective view of the wireless identification tag according to the sixth embodiment.

図6に示すように、無線識別タグ60は、フィルム状のプラスチック基板61と、プラスチック基板61上に設けられたアンテナ部62及び集積回路部63とを備えている。そして、集積回路部63には、前述した第1〜第4実施形態のいずれかに係る有機TFTが設けられている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。なお、無線識別タグ60は、表面に保護膜を更に備えていてもよい。また、無線識別タグ60は、裏面に粘着効果を持たせることで、菓子袋や、ドリンク缶のような曲面形状を有するものにも貼り付けて使用することができる。   As shown in FIG. 6, the wireless identification tag 60 includes a film-like plastic substrate 61, an antenna unit 62 and an integrated circuit unit 63 provided on the plastic substrate 61. The integrated circuit unit 63 is provided with the organic TFT according to any of the first to fourth embodiments described above. Thereby, the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress can be improved. The wireless identification tag 60 may further include a protective film on the surface. Further, the wireless identification tag 60 can be attached to a confectionery bag or a product having a curved surface shape such as a drink can by giving an adhesive effect to the back surface.

以上、本発明の一実施形態に係る無線識別タグについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ部、集積回路部の配置や構成は任意に設定できる。また、倫理回路部を更に組み込むことも可能である。   The wireless identification tag according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, the arrangement and configuration of the antenna unit and the integrated circuit unit can be arbitrarily set. It is also possible to incorporate an ethics circuit section.

以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されない。   Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to this Example.

(実施例1〜3)
まず、前述した第1実施形態の実施例である実施例1〜3について、図1を参照して説明する。使用した材料は、プラスチック基板1として、厚みが1.0mmのポリエチレン系のプラスチック基板、半導体層5を構成する有機半導体材料として、ポリ3-ヘキシルチオフェン、ゲート絶縁層3を構成する有機絶縁材料として、実施例1の場合はポリビニルフェノール、実施例2の場合はシアノエチルプルラン、実施例3の場合はポリビニルアルコール、半導体層成膜用溶媒として、クロロホルム(I/O=0.21)、絶縁層成膜用溶媒(ゲート絶縁層成膜用溶媒)として、実施例1の場合は2-アセトキシ-1-メトキシプロパン(I/O=0.67)、実施例2の場合はN-メチル-2-ピロリジノン(I/O=1.45)、実施例3の場合はエタノール(I/O=2.5)を用いた。
(Examples 1-3)
First, Examples 1 to 3, which are examples of the first embodiment described above, will be described with reference to FIG. The materials used are a plastic substrate 1 as a plastic substrate having a thickness of 1.0 mm, an organic semiconductor material constituting the semiconductor layer 5, poly-3-hexylthiophene, and an organic insulating material constituting the gate insulating layer 3. In the case of Example 1, polyvinylphenol, in the case of Example 2, cyanoethyl pullulan, in the case of Example 3, polyvinyl alcohol, chloroform (I / O = 0.21) as a solvent for forming a semiconductor layer, insulating layer formation As the solvent for the film (solvent for forming the gate insulating layer), in the case of Example 1, 2-acetoxy-1-methoxypropane (I / O = 0.67), and in the case of Example 2, N-methyl-2- Pyrrolidinone (I / O = 1.45) was used, and in the case of Example 3, ethanol (I / O = 2.5) was used.

次に、実施例1〜3の有機TFTの製造方法について説明する。まず、それぞれの半導体層及び絶縁層を構成する有機材料を、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製した。そして、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルター(MILLIPORE社製SWINNEX)に通した後、脱泡機(EME社製VMX-250SWINNEX)を用いて溶液中の泡を除去した。なお、半導体層成膜用溶液中の有機半導体材料の濃度は、実施例1〜3のいずれの場合も1wt%とした。また、絶縁層成膜用溶液中の有機絶縁材料の濃度は、実施例1〜3のいずれの場合も15wt%とした。   Next, the manufacturing method of organic TFT of Examples 1-3 is demonstrated. First, an organic material constituting each of the semiconductor layer and the insulating layer is dissolved in the solvent for forming the semiconductor layer and the solvent for forming the insulating layer, and a solution for forming the semiconductor layer and a solution for forming the insulating layer are obtained. Prepared. Then, the solution for forming the semiconductor layer and the solution for forming the insulating layer are passed through a filter for removing impurities (SWINNEX manufactured by MILLIPORE), and then the solution using a defoamer (VMX-250SWINNEX manufactured by EME) The foam inside was removed. In addition, the density | concentration of the organic-semiconductor material in the solution for semiconductor layer film-forming was 1 wt% in any case of Examples 1-3. Moreover, the density | concentration of the organic insulating material in the solution for insulating layer film-forming was 15 wt% in any case of Examples 1-3.

次に、プラスチック基板1上に、所望の形状が得られるようにパターニングしたスクリーン版を用いてAuペーストを印刷した後、乾燥させ、膜厚100nmのAuからなるゲート電極2を形成した。そして、プラスチック基板1及びゲート電極2上に、それぞれの前記絶縁層成膜用溶液をスピンコーティング法にて塗布し、100℃で120分間加温して乾燥させることにより膜厚1μmのゲート絶縁層3を形成した。続いて、ゲート絶縁層3上に、それぞれの半導体層成膜用溶液を、ゲート絶縁層3、第1混合層4及び半導体層5の合計の厚みが1.5μmとなるように塗布量を調整してスピンコーティング法にて塗布し、100℃で120分間加温して乾燥させることにより第1混合層4及び半導体層5を形成した。なお、ゲート絶縁層3/第1混合層4/半導体層5の各層の厚みは、実施例1:950nm/100nm/450nm、実施例2:975nm/50nm/475nm、実施例3:995nm/10nm/495nmであった。その後、半導体層5上に、ゲート電極2の形成方法と同様の方法により、膜厚100nmのAuからなるソース電極6及びドレーン電極7を形成した。表1に、実施例1〜3の(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値及び第1混合層の厚みを示した。 Next, an Au paste was printed on a plastic substrate 1 using a screen plate patterned so as to obtain a desired shape, and then dried to form a gate electrode 2 made of Au having a thickness of 100 nm. Then, each of the insulating layer forming solutions is applied onto the plastic substrate 1 and the gate electrode 2 by a spin coating method, heated at 100 ° C. for 120 minutes, and dried to have a thickness of 1 μm. 3 was formed. Subsequently, the coating amount of each semiconductor layer deposition solution on the gate insulating layer 3 is adjusted so that the total thickness of the gate insulating layer 3, the first mixed layer 4 and the semiconductor layer 5 is 1.5 μm. Then, the first mixed layer 4 and the semiconductor layer 5 were formed by applying by a spin coating method, heating at 100 ° C. for 120 minutes, and drying. The thicknesses of the gate insulating layer 3 / first mixed layer 4 / semiconductor layer 5 are as follows: Example 1: 950 nm / 100 nm / 450 nm, Example 2: 975 nm / 50 nm / 475 nm, Example 3: 995 nm / 10 nm / It was 495 nm. Thereafter, a source electrode 6 and a drain electrode 7 made of Au having a thickness of 100 nm were formed on the semiconductor layer 5 by a method similar to the method for forming the gate electrode 2. Table 1 shows values of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer of Examples 1 to 3 and the thickness of the first mixed layer.

Figure 2006024790
Figure 2006024790

(比較例)
比較例として、ゲート絶縁層3を構成する有機絶縁材料にポリビニルアルコール、絶縁層成膜用溶媒に水(I/O=∞)を用い、その他の条件は実施例1〜3と同様にして有機TFTを製造した。
(Comparative example)
As a comparative example, polyvinyl alcohol is used as the organic insulating material constituting the gate insulating layer 3, and water (I / O = ∞) is used as the solvent for forming the insulating layer. Other conditions are the same as in Examples 1 to 3. A TFT was manufactured.

(キャリア移動度)
実施例1〜3及び比較例について、Vgs−Ids曲線を測定し、キャリア移動度を算出した。なお、Vgsは、ゲート電極とソース電極との間の電圧値であり、Idsは、ドレーン電極とソース電極との間に流れる電流値である。結果を表1に示す。表1に示すように、実施例1,2は比較例に比べ、高いキャリア移動度を示した。これは、実施例1,2の製造に用いる半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒が、お互いに対して多少の溶解性を有しているため、ゲート絶縁層3上に半導体層5を成膜する際に、前記溶媒が界面の酸素、水等の不純物を溶解しながら除去することによって、キャリア移動度が向上したものと考えられる。
(Carrier mobility)
For Examples 1-3 and Comparative Examples were measured V gs -I ds curve was calculated carrier mobility. V gs is a voltage value between the gate electrode and the source electrode, and I ds is a current value flowing between the drain electrode and the source electrode. The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, Examples 1 and 2 showed higher carrier mobility than the comparative example. This is because the semiconductor layer film forming solvent and the insulating layer film forming solvent used in the manufacture of Examples 1 and 2 have some solubility with respect to each other. It is considered that the carrier mobility was improved by removing the solvent while dissolving impurities such as oxygen and water at the interface when forming the film 5.

(曲げ応力に対する信頼性)
実施例1〜3及び比較例について、曲げ応力に対する信頼性を評価した。評価に用いた試料は、厚みが1.0mmのポリエチレン系のプラスチック基板(70mm×70mm)に、実施例1〜3及び比較例のそれぞれの有機TFTを、前述した製造方法により8×8のマトリクス状に配置させた有機TFTシートを用いた。なお、本試料には、各有機TFTにおいてプラスチック基板の上面から各電極にコンタクトできるように、プロービングパッド部を設けた。また、各有機TFTにおいて、ソース電極とドレーン電極との間の距離(チャネル長)は100μmとした。
(Reliability against bending stress)
About Examples 1-3 and the comparative example, the reliability with respect to a bending stress was evaluated. The sample used for the evaluation was a polyethylene plastic substrate (70 mm × 70 mm) having a thickness of 1.0 mm, and each of the organic TFTs of Examples 1 to 3 and Comparative Example was formed into an 8 × 8 matrix by the manufacturing method described above. An organic TFT sheet arranged in a shape was used. This sample was provided with a probing pad portion so that each organic TFT could contact each electrode from the upper surface of the plastic substrate. In each organic TFT, the distance (channel length) between the source electrode and the drain electrode was set to 100 μm.

評価方法は、図7に示すように、まず、有機TFTシート70の中心部分を上下に5mm変位させる操作を1サイクル(図7A〜D)として10サイクル繰り返した。その後、各有機TFTの動作を確認し、合計64個の有機TFTのうち1つでも動作しないものがあった場合を不良とした。この評価試験を実施例1〜3及び比較例のそれぞれについて20試料分行い、不良率を算出した。そして、不良率が5%以下となった場合を○、5%を超えた場合を×として判定した。結果を表1に示す。   In the evaluation method, as shown in FIG. 7, first, the operation of displacing the central portion of the organic TFT sheet 70 up and down by 5 mm was repeated 10 cycles as one cycle (FIGS. 7A to 7D). Thereafter, the operation of each organic TFT was confirmed, and a case where any one of a total of 64 organic TFTs did not operate was regarded as defective. This evaluation test was conducted for 20 samples for each of Examples 1 to 3 and Comparative Example, and the defect rate was calculated. Then, the case where the defect rate became 5% or less was judged as ◯, and the case where it exceeded 5% was judged as x. The results are shown in Table 1.

表1に示すように、比較例は、不良率が40%(「×」)となったが、実施例1〜3は、第1混合層4によってゲート絶縁層3と半導体層5との密着性が向上したため、不良率が5%以下となり(「○」)、曲げ応力に対する信頼性が向上した。   As shown in Table 1, in the comparative example, the defect rate was 40% (“×”). In Examples 1 to 3, the first mixed layer 4 adhered the gate insulating layer 3 and the semiconductor layer 5 together. As a result, the defect rate was 5% or less (“◯”), and the reliability against bending stress was improved.

なお、前述した第2実施形態の実施例については、第1実施形態の実施例に対し各層の配置が異なるだけなので、前記実施例1〜3の製造方法と同様の方法により製造することができるため、説明を省略する。   In addition, about the Example of 2nd Embodiment mentioned above, since the arrangement | positioning of each layer differs only from the Example of 1st Embodiment, it can manufacture by the method similar to the manufacturing method of the said Examples 1-3. Therefore, the description is omitted.

(実施例4)
次に、前述した第3実施形態の実施例である実施例4について、図3を参照して説明する。実施例4の有機TFTの製造は、プラスチック基板1として、厚みが1.0mmのPETを使用したこと以外は、前述した実施例2と同じ構成材料で同じ製造方法を用いて行った。なお、実施例4の有機TFTは、プラスチック基板1及びゲート電極2上に、絶縁層成膜用溶液をスピンコーティング法にて塗布する段階で、プラスチック基板1の構成材料であるPETの一部が絶縁層成膜用溶媒であるN-メチル-2-ピロリジノンに溶解し、プラスチック基板1とゲート絶縁層3との間に、第2混合層31(厚み0.1μm)が形成されている。また、実施例4の有機TFTについても、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3となる溶媒を用いているため、実施例2の有機TFTと同様に第1混合層4(図1参照)を有している。これにより、実施例4の有機TFTは、第1混合層4及び第2混合層31を有しているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を更に向上させることができる。
Example 4
Next, Example 4 which is an example of the above-described third embodiment will be described with reference to FIG. The organic TFT of Example 4 was manufactured using the same manufacturing method and the same constituent materials as those of Example 2 except that PET having a thickness of 1.0 mm was used as the plastic substrate 1. In the organic TFT of Example 4, a part of PET that is a constituent material of the plastic substrate 1 is formed at the stage of applying the insulating layer film forming solution on the plastic substrate 1 and the gate electrode 2 by the spin coating method. A second mixed layer 31 (thickness: 0.1 μm) is formed between the plastic substrate 1 and the gate insulating layer 3 by being dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone, which is a solvent for forming the insulating layer. Moreover, since the organic TFT of Example 4 uses a solvent having a value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer of 0.1 to 0.3, the organic TFT of Example 2 is used. Like the TFT, it has a first mixed layer 4 (see FIG. 1). Thereby, since the organic TFT of Example 4 has the 1st mixed layer 4 and the 2nd mixed layer 31, it can further improve the reliability with respect to a heat | fever and mechanical stress.

なお、前記実施例4の有機TFTの製造方法においては、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3となる溶媒を用いたが、本発明の第3実施形態に係る有機TFTの製造方法はこれに限定されず、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1未満となる溶媒を選択してもよいし、前記値が0.3を超える溶媒を選択してもよい。また、前述した第4実施形態の実施例については、第3実施形態の実施例に対し各層の配置が異なるだけなので、前記実施例4の製造方法と同様の方法により製造することができるため、説明を省略する。 In the method of manufacturing the organic TFT of Example 4, a solvent having a value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer of 0.1 to 0.3 was used. The manufacturing method of the organic TFT according to the third embodiment is not limited to this, and a solvent in which the value of (I / O) semiconductor layer / (I / O) insulating layer is less than 0.1 may be selected. A solvent having the above value exceeding 0.3 may be selected. In addition, since the example of the fourth embodiment described above is different from the example of the third embodiment only in the arrangement of each layer, it can be manufactured by the same method as the manufacturing method of Example 4, Description is omitted.

以上、本発明の有機TFTの実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されない。例えば、前記実施例では、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布する際、スピンコーティング法を用いたが、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法、キャスティング法等の他の塗布方法により塗布してもよい。また、前記実施例では、ソース電極、ドレーン電極及びゲート電極の構成材料としてAuを用いたが、電極材料はこれに限定されるものではなく、使用する半導体層及び絶縁層との関係により、有機、無機を問わず様々な導体材料が選択可能である。   As mentioned above, although the Example of the organic TFT of this invention was described, this invention is not limited to the said Example. For example, in the above embodiment, the spin coating method is used when the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied onto the substrate. However, other methods such as an ink jet printing method, a dip coating method, and a casting method are used. You may apply | coat by the apply | coating method. In the above embodiment, Au is used as a constituent material of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode. However, the electrode material is not limited to this, and the organic material depends on the relationship between the semiconductor layer and the insulating layer to be used. Various conductor materials can be selected regardless of inorganic.

本発明の第1実施形態に係る有機TFTの断面図である。1 is a cross-sectional view of an organic TFT according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る有機TFTの断面図である。It is sectional drawing of the organic TFT which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る有機TFTの断面図である。It is sectional drawing of the organic TFT which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る有機TFTの断面図である。It is sectional drawing of the organic TFT which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイの一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of an active matrix type display concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。It is a perspective view of the radio | wireless identification tag which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の実施例について、曲げ応力に対する信頼性を評価するための評価方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the evaluation method for evaluating the reliability with respect to a bending stress about the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,51,61 プラスチック基板
2 ゲート電極
3 ゲート絶縁層(絶縁層)
4 第1混合層
5 半導体層
6 ソース電極
7 ドレーン電極
10,20,30,40 有機TFT(有機薄膜トランジスタ)
31,41 第2混合層
50 アクティブマトリクス型のディスプレイ
60 無線識別タグ
63 集積回路部
1, 51, 61 Plastic substrate 2 Gate electrode 3 Gate insulating layer (insulating layer)
4 First mixed layer 5 Semiconductor layer 6 Source electrode 7 Drain electrode 10, 20, 30, 40 Organic TFT (organic thin film transistor)
31, 41 Second mixed layer 50 Active matrix type display 60 Wireless identification tag 63 Integrated circuit section

Claims (9)

有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機薄膜トランジスタであって、
前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第1混合層を更に備え、
前記半導体層と前記絶縁層とは、前記第1混合層を介して積層されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
An organic thin film transistor including a semiconductor layer made of an organic semiconductor material and an insulating layer made of an organic insulating material,
A first mixed layer comprising the organic semiconductor material and the organic insulating material;
The organic thin film transistor, wherein the semiconductor layer and the insulating layer are stacked via the first mixed layer.
前記第1混合層の厚みは、100nm以下である請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。   The organic thin film transistor according to claim 1, wherein a thickness of the first mixed layer is 100 nm or less. プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機薄膜トランジスタであって、
前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第2混合層を更に備え、
前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とは、前記第2混合層を介して積層されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
An organic thin film transistor including a plastic substrate, a semiconductor layer made of an organic semiconductor material, and an insulating layer made of an organic insulating material,
A second mixed layer comprising the material constituting the plastic substrate and the organic semiconductor material or the organic insulating material;
The organic thin film transistor, wherein the plastic substrate and the semiconductor layer or the insulating layer are laminated via the second mixed layer.
前記第2混合層の厚みは、10nm以上である請求項3に記載の有機薄膜トランジスタ。   The organic thin film transistor according to claim 3, wherein the thickness of the second mixed layer is 10 nm or more. 有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性/有機性比を(I/O)絶縁層とした場合に、(I/O)半導体層/(I/O)絶縁層の値が0.1〜0.3であることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
An organic semiconductor material and an organic insulating material are respectively dissolved in a semiconductor layer film forming solvent and an insulating layer film forming solvent to prepare a semiconductor layer film forming solution and an insulating layer film forming solution. A method for producing an organic thin film transistor in which a solution for forming an insulating layer and a solution for forming an insulating layer are applied on a substrate and a semiconductor layer and an insulating layer are laminated,
The inorganic / organic ratio in the organic conceptual diagram of the solvent for forming a semiconductor layer is defined as (I / O) semiconductor layer, and the inorganic / organic ratio in the organic conceptual diagram of the solvent for forming an insulating layer is defined as (I / O). O) in the case of the insulating layer, (I / O) semiconductor layer / (I / O) method for producing an organic thin film transistor which the value of the insulating layer is characterized in that from 0.1 to 0.3.
前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する際、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法及びキャスティング法のうち少なくともいずれか1つを用いる請求項5に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   The at least one of a spin coating method, an ink jet printing method, a dip coating method, and a casting method is used when the semiconductor layer film forming solution and the insulating layer film forming solution are applied onto the substrate. The manufacturing method of the organic thin-film transistor of description. 前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルターに通した後、前記基板上に塗布する請求項5又は請求項6に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   The method for producing an organic thin film transistor according to claim 5 or 6, wherein the solution for forming a semiconductor layer and the solution for forming an insulating layer are passed through a filter for removing impurities and then applied onto the substrate. 画素のスイッチング素子として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタを複数個備えているアクティブマトリクス型のディスプレイ。   An active matrix display comprising a plurality of organic thin film transistors according to any one of claims 1 to 4 as pixel switching elements. 集積回路部を備えた無線識別タグであって、
前記集積回路部には、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタが設けられていることを特徴とする無線識別タグ。
A wireless identification tag including an integrated circuit unit,
A wireless identification tag, wherein the integrated circuit portion is provided with the organic thin film transistor according to any one of claims 1 to 4.
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