CN108475644A - 有机半导体膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机半导体膜的制造方法，所述制造方法具有以下制造工序，即一边向与基板的基板表面对向且分开而配置的涂布刮板的刮板表面与基板表面之间供给有机半导体溶液，一边使刮板表面以与有机半导体溶液接触的状态向与基板表面平行的第1方向移动来使有机半导体膜沿第1方向形成。涂布刮板配置成在刮板表面和有机半导体溶液接触的区域具有相对于基板表面的分开间隙的大小不同的第1间隙和第2间隙，在第1方向的上游侧具有第1间隙，且在下游侧具有与第1间隙相比间隙的大小更小的第2间隙。第2间隙的大小为基板表面和刮板表面的最小距离，且为40μm以下。

Description

有机半导体膜的制造方法
技术领域
本发明涉及一种基于涂布法的有机半导体膜的制造方法，尤其涉及一种以高生产率来制造结晶性以及移动度高的优质的有机半导体膜的制造方法。
背景技术
目前，期待着作为用于柔性器件等的半导体材料的有机半导体。有机半导体与硅等无机半导体相比，特征之一为能够低温涂布形成。提出有使用了有机半导体的各种有机半导体膜的制造方法。
在专利文献1的有机半导体薄膜的制造方法中，将使有机半导体材料溶解于溶剂的原料溶液供给到基板，并使溶剂蒸发来使有机半导体材料的结晶析出，从而在基板上形成有机半导体薄膜。使用在一侧面设置有接触面的端面成形部件，将端面成形部件以接触面相对于基板的表面以一定的角度交叉的方式对向来配置，将原料溶液供给到基板上并在接触面上形成所接触的原料溶液的液滴，使基板和端面成形部件向与基板表面平行的方向且端面成形部件从液滴分开的方向相对移动，且以伴随着相对移动的液滴大小的变动维持在规定的范围内的方式供给原料溶液，同时在使液滴中的溶剂蒸发并且接触面移动后的基板上形成有机半导体薄膜。
在专利文献2的有机半导体薄膜的制造方法中，将包含有机半导体材料以及溶剂的原料溶液供给到基板上，并使原料溶液干燥，从而在基板上形成有机半导体膜。使用配置有复数个使原料溶液分别附着的接触面的接触部件。以接触面相对于基板的表面成为恒定关系的方式配置接触部件，且在基板上形成复数个原料溶液的液滴，并形成这些液滴在复数个接触面上分别保持的液滴保持状态。使液滴中的溶剂蒸发，并在与复数个接触面对应的基板的表面的各自的位置上形成有机半导体膜。
在非专利文献1中，唯一的蒸发前表面曝露，一边在板和基板之间维持大部分的溶液，一边在溶液剪切处理过程中将剪切板被加热的基板整体的溶液向上吸引，从而形成有机半导体膜。
在专利文献3中，从包含有机半导体材料的油墨的涂布开始位置起使油墨干燥，使油墨中的有机半导体材料结晶化来形成有机半导体薄膜。此时，作为喷嘴部，使用具备以下部件的喷嘴部：喷嘴躯体部，具有构成与基板的表面对向的末端面的悬垂部；以及溶液喷出部，具有从喷嘴躯体部的末端面朝向基板侧突出并且将一个方向作为长边方向而延设的喷出口。并且，以使溶液喷出部的下端从基板分开的状态喷出油墨，利用所喷出的油墨在溶液喷出部和基板之间形成积液，并且使喷嘴部向与喷出口的长边方向垂直的方向移动，从而以线状涂布油墨。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/175351号
专利文献2：国际公开第2011/040155号
专利文献3：日本特开2013-77799号公报
[非专利文献1]Tuning charge transport in solution-sheared organicsemiconductors using lattice strain,Nature,480(2011)504
发明内容
发明要解决的技术课题
在专利文献1中示出有用于通过涂布来连续形成有机半导体的制造方法，但在制造时，有时有机半导体膜会被切开而无法进行连续形成，有机半导体膜的膜质有可能变差。
专利文献2是在基板表面的各自的位置上形成有机半导体膜的制造方法，并非连续地进行有机半导体膜的成膜的制造方法。
在非专利文献1中，基板和剪切板之间的距离为100μm而较宽，无法获得良好的膜质，无法获得具有良好特性的薄膜晶体管(Thin Film Transistor)。
在专利文献3中，将喷嘴部向与喷出口的长边方向垂直的方向移动的移动速度设为30μm/秒钟以下，即设为1.8mm/分钟以下，无法高速形成有机半导体膜。
本发明的目的在于解决前述以往技术的问题点，提供一种能够以高生产率制造结晶性以及移动度高的优质的有机半导体膜的有机半导体膜的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明提供一种有机半导体膜的制造方法，所述有机半导体膜的制造方法的特征在于具有以下制造工序，即一边向与基板的基板表面对向且分开配置的涂布刮板的刮板表面与基板表面之间供给有机半导体溶液，一边使刮板表面以与有机半导体溶液接触的状态向与基板表面平行的第1方向移动来使有机半导体膜沿第1方向形成，在所述有机半导体膜的制造方法中，涂布刮板配置成在刮板表面和有机半导体溶液接触的区域具有相对于基板表面的分开间隙的大小不同的第1间隙和第2间隙，在第1方向的上游侧具有第1间隙，且在下游侧具有与第1间隙相比间隙的大小更小的第2间隙，第2间隙的大小为基板表面和刮板表面的最小距离，且为40μm以下。
例如，第2间隙位于刮板表面和有机半导体溶液接触的区域的第1方向侧的端部。
第1间隙的大小优选为0.5mm以上且5mm以下。
例如，第1间隙位于与刮板表面和有机半导体溶液接触的区域的第1方向相反的一侧的端部。
刮板表面优选具有相对于基板表面倾斜1°～14°的倾斜面。
优选刮板表面具有相对于基板表面倾斜的倾斜面以及与基板表面平行的平面，且倾斜面设置于第1间隙侧，平面设置于第2间隙侧。优选刮板表面具有相对于基板表面单调倾斜的倾斜面。
刮板表面优选相对于基板表面具有阶梯部。
优选，将刮板表面和有机半导体溶液接触的区域投影到基板表面的第1方向的长度，将该长度以等间隔划分成4个子区域，供给有机半导体溶液的供给口配置于中央的2个子区域。
优选在将有机半导体溶液的溶剂的沸点设为Tb℃，且将基板表面的温度设为Ts℃时，在制造工序中温度Ts保持为Tb-30℃≤Ts≤Tb的温度。优选在将有机半导体溶液的溶剂的沸点设为Tb℃，且将基板表面的温度设为Ts℃时，在制造工序中温度Ts保持为Tb-20℃≤Ts≤Tb的温度。
在制造工序中，优选刮板表面的移动速度为5mm/分钟以上。
在制造工序中，优选刮板表面的移动速度为10mm/分钟以上。
优选刮板表面具有至少1个相对于基板表面对向的突起，且在制造工序中，以使突起与基板表面接触的状态使刮板表面向第1方向移动。
优选在基板表面上设置有至少1个与刮板表面对向的突起，且在制造工序中，以使突起与刮板表面接触的状态使刮板表面向第1方向移动。
优选在制造工序中，以光学测量方法来测量刮板表面与基板表面的距离，且保持着第1间隙以及第2间隙的大小，使刮板表面向第1方向移动。
优选具有至少覆盖刮板表面与基板表面之间的有机半导体溶液的晶体生长部的罩部。
发明效果
根据本发明，能够以高生产率制造结晶性以及移动度高的优质的有机半导体膜。
附图说明
图1是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的制造装置的一例的示意图。
图2是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的制造装置的涂布头的示意图。
图3是涂布头的一方的端部的主要部分放大图。
图4是涂布头的另一方的端部的主要部分放大图。
图5是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第1例的示意性剖视图。
图6是表示涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第2例的示意性剖视图。
图7是表示涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第3例的示意性剖视图。
图8是用于说明本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法的示意图。
图9是用于说明本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法的俯视图。
图10是表示利用本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法制造出的薄膜晶体管的一例的示意性剖视图。
图11是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第1例的示意性剖视图。
图12是表示涂布头的第2例的示意性剖视图。
图13是表示涂布头的第3例的示意性剖视图。
图14是表示涂布头的第4例的示意性剖视图。
图15是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第5例的示意性剖视图。
图16是涂布头的第5例的后视图。
图17是涂布头的第5例的主视图。
图18是表示涂布头的第5例的变形例的示意性剖视图。
图19是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第6例的示意性剖视图。
图20是表示涂布头的第7例的示意性剖视图。
图21是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第8例的示意性剖视图。
图22是涂布头的第8例的后视图。
图23是涂布头的第8例的主视图。
图24是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的制造装置的其他例的示意图。
图25是用于说明涂布刮板中的供给口的位置的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施方式对本发明的有机半导体膜的制造方法进行详细的说明。
另外，以下表示数值范围的“～”包含记载于两侧的数值。例如，ε为数值α～数值β是表示ε的范围为包含数值α和数值β的范围，若以数学符号表示则为α≤ε≤β。
“平行”、“垂直”以及“正交”等角度包含相对于严格的角度在其技术领域内通常被允许的误差范围。
图1是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的制造装置的一例的示意图。
图1所示的制造装置10用于本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法。
在制造装置10中，在外壳12的内部12a设置有载物台14、配置于载物台14上的温度控制器16、涂布头20、使涂布头20向第1方向X和与第1方向X相反的方向移动的导轨26。
载物台14和温度控制器16连接于驱动器18，通过驱动器18，基于载物台14的后述基板30的移动、以及基于温度控制器16的后述基板30的温度得到控制。涂布头20经由供给管22连接于供给部24。
导轨26连接于马达28，通过马达28，涂布头20向第1方向X和与第1方向X相反的方向移动。
驱动器18、供给部24以及马达28连接于控制部29，驱动器18、供给部24以及马达28被控制部29控制。
第1方向X以及与第1方向X相反的方向为与载物台14的表面平行的方向。基板30相对于载物台14配置成基板30的基板表面30a与载物台14的表面成为平行，因此与基板30的基板表面30a平行的方向也为第1方向X。
载物台14为配置有温度控制器16且进一步配置有基板30的部件，其使基板30能够向第1方向X和与第1方向X相反的方向移动，且能够向与该第1方向X在同一平面内正交的第2方向Y(未图示)移动。并且，载物台14使基板30向与第2方向Y相反的方向移动。
载物台14只要能够使基板30向上述第1方向X和与其相反的方向、以及第2方向Y和与其相反的方向移动，则其结构没有特别的限定。
温度控制器16使基板30的温度成为预先设定的温度，并保持该温度。温度控制器16只要能够如上所述使基板30的温度成为预先设定的温度，则其结构没有特别的限定。温度控制器16中例如能够使用热板。
涂布头20是在基板30的基板表面30a上形成的有机半导体膜的部件，从供给部24供给形成有机半导体膜的有机半导体溶液(未图示)。关于涂布头20的结构在之后进行详细的说明。
另外，基板30不仅指基板30单体，当在基板30的基板表面30a形成有层时，且在该层的表面上形成有机半导体膜时，该层的表面相当于基板30的基板表面30a。
连接于涂布头20的供给管22只要能够将有机半导体溶液从供给部24供给至涂布头20的涂布刮板32(参考图2)的刮板表面32a(参考图2)和基板30的基板表面30a之间，则其结构没有特别的限定。供给管22优选以当涂布头20移动时能够追随的方式具有挠性。供给管22的数量并不限定于1个，也可以是复数个，根据涂布头20的涂布刮板32的大小、有机半导体膜的大小等来适当决定。
供给部24为如上所述向涂布头20的涂布刮板32(参考图2)的刮板表面32a(参考图2)和基板30的基板表面30a之间供给有机半导体溶液的部件，其例如具有储存有机半导体溶液的罐(未图示)、将罐内的有机半导体溶液向涂布头20送出的泵(未图示)、以及测量有机半导体溶液的送出量的流量计(未图示)。作为供给部24，例如能够使用注射器泵。
期望供给部24、供给管22适时地进行加热调温。供给部24、供给管22的温度期望设为与基板温度相同程度的温度。通过加热来使有机半导体溶液36确实地溶解，从而能够稳定地供给有机半导体溶液36。并且，在供给时有机半导体溶液36和基板30的温度差越小，越能够形成稳定的积液34。
并且，在涂布头20设置有对配置于温度控制器16上的基板30的基板表面30a与涂布头20的涂布刮板32(参考图2)的刮板表面32a(参考图2)的距离进行测量的传感器21。该传感器21连接于控制部29，根据基板30的基板表面30a与涂布刮板32(参考图2)的刮板表面32a(参考图2)的距离，以控制部29来控制驱动器18、供给部24以及马达28。传感器21只要能够测量上述距离则其结构没有特别的限定，例如以光学测量方法进行测量。传感器21能够适当地使用利用了光干扰的传感器、利用了共聚焦的传感器、利用了激光束的传感器等。
导轨26使涂布头20向第1方向X和与其相反的方向移动。涂布头20通过滑架27安装于导轨26。
滑架27通过导轨26能够向第1方向X和与其相反的方向移动，涂布头20与滑架27一起向第1方向X和与其相反的方向移动。滑架27通过马达28向第1方向X和与其相反的方向移动。
滑架27的位置能够根据设置于导轨26的线性标尺(未图示)的读取值来计算，由此，能够计算出涂布头20在第1方向X上的位置。滑架27能够改变涂布头20的安装高度和安装角度。并且，涂布头20的移动速度即涂布刮板32(参考图2)的刮板表面32a(参考图2)的移动速度通过马达28来进行调整。
在制造装置10中，能够使涂布头20向第1方向X和与其相反的方向移动，且能够使基板30向第1方向X和与其相反的方向移动。以下，将第1方向X称作X方向。将第2方向Y称作Y方向。
接着，对涂布头20进行详细的说明。
图2是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的制造装置的涂布头的示意图，图3是涂布头的一方的端部的主要部分放大图，图4是涂布头的另一方的端部的主要部分放大图。
如图2所示，涂布头20具有以平板构成的涂布刮板32。通过涂布刮板32，形成有机半导体膜38(参考图8)。涂布刮板32相对于基板30的基板表面30a倾斜，且与基板30的基板表面30a对向且分开而配置。涂布刮板32的刮板表面32a为相对于基板30的基板表面30a单调倾斜的倾斜面。另外，涂布刮板32的刮板表面32a也可以不是单调倾斜的倾斜面。
涂布刮板32的刮板表面32a相对于基板30的基板表面30a的倾斜角度θ为基板30的基板表面30a和涂布刮板32的刮板表面32a所成的角度。涂布刮板32的长度为2cm左右。
在涂布头20中，经由供给管22从供给部24供给有机半导体溶液36，在基板30的基板表面30a和涂布刮板32的刮板表面32a之间形成有机半导体溶液36的积液34。如此，涂布刮板32的刮板表面32a与有机半导体溶液36接触，积液34为涂布刮板32的刮板表面32a和有机半导体溶液36接触的区域。
涂布头20的涂布刮板32的刮板表面32a与基板30的基板表面30a之间的积液34沿X方向具有分开间隙的大小不同的第1间隙G1和第2间隙G2。涂布刮板32配置成在刮板表面32a和有机半导体溶液36接触的区域中，在X方向的上游侧Du具有第1间隙G1，在下游侧Dd具有与第1间隙G1相比间隙的大小更小的第2间隙G2。
第1间隙G1是X方向上的与积液34的一方的端部的间隙。例如在图2所示的涂布头20中，第1间隙G1位于涂布刮板32的积液34的与X方向相反的一侧的端部即X方向的上游侧Du。在图2所示的涂布头20中，第2间隙G2是X方向上的积液34的另一方的端部与基板30的基板表面30a的间隙。第2间隙G2例如位于积液34的X方向的端部即X方向的下游侧Dd。涂布刮板32的刮板表面32a和基板30的基板表面30a的第1间隙G1侧被释放而成为释放部33。通过以这种形式形成积液34来进行制膜，能够抑制积液34中的有机半导体溶液36的振动的发生，且能够提高有机半导体膜38的膜质。因此，在制作薄膜晶体管时可获得良好的特性。与此相反，在将第1间隙作为积液34的X方向的端部，且将第2间隙作为与其相反的一侧的端部时，晶体生长部的液量少，因此晶体生长困难，导致在有机半导体膜中产生缺损。
另外，使涂布头20即涂布刮板32的刮板表面32a在形成有机半导体膜38时向DF方向移动。并且，在形成有机半导体膜38时也可以使基板30的基板表面30a向DB方向移动。
如图3所示，第1间隙G1的大小d1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板32的刮板表面32a接触的位置32c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La上，上述位置32c至基板30的基板表面30a为止的长度。
第2间隙G2的大小d2是积液34中的基板30的基板表面30a与涂布头20的涂布刮板32的刮板表面32a的最小距离，为40μm以下。如上所述，涂布刮板32的刮板表面32a相对于基板30的基板表面30a单调倾斜。此时，图4所示的基板30的基板表面30a至涂布刮板32的角部32d为止的长度成为最小距离。因此，在图2所示的涂布头20中，第2间隙G2的大小d2为基板30的基板表面30a至涂布刮板32的角部32d为止的长度。
第1间隙G1的大小d1优选为0.5mm以上且5mm以下。更优选为0.5mm以上且1.6mm以下。
若第1间隙G1的大小d1为0.5mm以上且5mm以下，则能够为了形成有机半导体膜38而在积液34中确保充分的有机半导体溶液36。
关于第1间隙G1的大小d1和第2间隙G2的大小d2，由从使涂布刮板32的刮板表面32a与基板30的基板表面30a接触的状态开始使滑架27上升的量来测量第2间隙G2的大小d2。若在滑架27上设置用于调整高度的测微计(未图示)，则能够测量第2间隙G2的大小d2。进而若知道涂布刮板32的倾斜角度θ，则根据涂布刮板32的长度还能够计算出第1间隙G1的大小d1。
更准确而言，关于第1间隙G1的大小d1，从涂布刮板32的侧面获取包含基板30的数码图像，在计算机中读取该数码图像，以该数码图像为基础，在数码图像上画出上述直线La，并在计算机中测量刮板表面32a的位置32c至基板30的基板表面30a为止的长度。
关于第2间隙G2的大小d2，从涂布刮板32的侧面获取包含基板30的数码图像，在计算机中读取该数码图像，以该数码图像为基础，在计算机中测量基板30的基板表面30a至涂布刮板32的刮板表面32a的角部32d为止的长度。
涂布刮板32的倾斜角度θ例如优选为1°～14°。更优选倾斜角度θ为1°～9°，进一步优选为4°～9°。
若倾斜角度θ为1°～14°，则能够保持适量的有机半导体溶液36，且能够以较快的移动速度来制作移动度高的结晶膜。在将第1间隙G1、第2间隙G2控制在上述范围内时，倾斜角度θ由与涂布刮板32的长度之间的关系决定，因此并不限定于此。
倾斜角度θ能够以设置于滑架27的角度调整用测微计(未图示)来测量。更准确而言，从涂布刮板32的侧面获取包含基板30的数码图像，在计算机中读取该数码图像，以该数码图像为基础，在数码图像上对基板30的基板表面30a和涂布刮板32的刮板表面32a所成的角度进行制图，并以计算机求出该角度。另外，当涂布刮板32的刮板表面32a不明确时，使用涂布刮板32的厚度的中心线。
第2间隙G2的大小d2为40μm以下。第2间隙G2的大小d2的下限例如为10μm。
若第2间隙G2的大小d2为40μm以下，则能够抑制积液34中的有机半导体溶液36的振动的发生，且能够提高有机半导体膜38的膜质。因此，在制作薄膜晶体管时，可获得良好的特性。
另一方面，若第2间隙G2的大小d2超过40μm，则积液34中的有机半导体溶液36振动，有机半导体膜38的膜质变差。因此，在制作薄膜晶体管时，无法获得良好的特性。
在涂布头20中，涂布刮板32保持上述第1间隙G1以及第2间隙G2而配置于基板30的基板表面30a，积液34仅存在于涂布刮板32的刮板表面32a与基板30的基板表面30a之间，有机半导体溶液36不会到达涂布刮板32的侧面，有机半导体溶液36不会接触涂布刮板32的侧面。
当有机半导体溶液36接触涂布刮板32的侧面时，从涂布刮板32的刮板表面32a溢出的有机半导体溶液36不受涂布刮板32的约束，因此难以抑制振动。然而，通过仅在涂布刮板32的刮板表面32a与基板30的基板表面30a之间存在积液34，且使有机半导体溶液36仅存在于该积液34，能够抑制有机半导体溶液36的振动即积液34的振动。
图5是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第1例的示意性剖视图，图6是表示涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第2例的示意性剖视图，图7是表示涂布头中的供给管的供给口的配置位置的第3例的示意性剖视图。
在涂布头20中，涂布刮板32中的供给管22的供给口22a如图5所示与涂布刮板32的刮板表面32a呈同一水平面，但并不限定于此，也可以如图6所示，供给管22的供给口22a从涂布刮板32的刮板表面32a突出，也可以如图7所示，供给管22的供给口22a比涂布刮板32的刮板表面32a塌陷而在涂布刮板32的内部。另外，供给口22a用于供给有机半导体溶液36。
并且，供给管22的供给口22a的配置位置没有特别的限定，例如优选在将作为涂布头20和有机半导体溶液36的接触区域的积液34投影到基板30的基板表面30a的X方向的长度以等间隔划分成4个子区域，配置于中央的2个子区域。另外，上述投影积液34的范围在图2～图4所示的涂布头20中为从上述垂直的直线La至涂布刮板32的角部32d为止。
接着，对有机半导体膜的制造方法进行说明。
图8是用于说明本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法的示意图，图9是用于说明本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法的俯视图。
将涂布刮板32的刮板表面32a设为相对于基板30的基板表面30a设置有上述第1间隙G1、第2间隙G2的状态。第1间隙G1大于第2间隙G2，因此平板的涂布刮板32配置成刮板表面32a以倾斜角度θ倾斜。
接着，从供给部24经由供给管22向积液34供给有机半导体溶液36。此时，基板30的温度被设为在上述温度控制器16中预先设定的温度。
一边向涂布头20的涂布刮板32和基板30的基板表面30a之间即积液34供给有机半导体溶液36，一边如图8以及图9所示以使涂布头20即涂布刮板32的刮板表面32a接触有机半导体溶液36的状态使涂布刮板32的刮板表面32a按照预先设定的移动速度相对于基板30的基板表面30a向方向DF移动。由此，释放部33的有机半导体溶液36的液面36a与基板30的基板表面30a接触的区域成为作为形成有机半导体膜38的起点的晶体生长部Cg(参考图8)，有机半导体膜38从该晶体生长部Cg依次向方向DF形成。如此，向涂布头20即涂布刮板32进行移动的方向DF涂布有机半导体溶液36，且在制造工序中，有机半导体膜38向方向DF形成。
另外，有机半导体溶液36的供给量根据基板30的温度、移动速度、所形成的有机半导体膜38的大小等来适当决定。
关于晶体生长部Cg，获取包含积液34和有机半导体膜38的数码图像，在计算机中读取该数码图像，以该数码图像为基础，通过目视观察积液34和有机半导体膜38的边界附近，能够确定晶体生长部Cg。
另外，在上述有机半导体膜38的制造工序中，对使涂布头20即涂布刮板32的刮板表面32a向方向DF移动来形成有机半导体膜38的情况进行了说明，但并不限定于此，通过使基板30按照预先设定的移动速度向方向DB移动也能够如上所述使有机半导体膜38向方向DF形成。
方向DF为与X方向相同的方向，是从第1间隙G1朝向第2间隙G2的方向。方向DB为与方向DF相反的方向，即从第2间隙G2朝向第1间隙G1的方向。
将有机半导体溶液36的溶剂的沸点设为Tb℃，且将基板30的基板表面30a的温度设为Ts℃时，在有机半导体膜38的制造工序中，优选基板30的基板表面30a的温度Ts保持为Tb-30℃≤Ts≤Tb的温度。若为该温度范围，则能够提高有机半导体膜38的成膜速度，且能够提高有机半导体膜38的生产率。
形成有机半导体膜38时的基板30的基板表面30a的温度Ts更优选保持为Tb-20℃≤Ts≤Tb的温度。
并且，形成有机半导体膜38时的涂布头20的移动速度即涂布刮板32的刮板表面32a的移动速度优选为5mm/分钟以上，更优选为10mm/分钟以上。若上述移动速度为5mm/分钟以上，则可获得有机半导体膜38的较快的成膜速度，且能够提高生产率。另外，上述移动速度的上限值为100mm/分钟左右，至上述移动速度为100mm/分钟左右为止，能够获得结晶性以及移动度高的有机半导体膜。
另外，当在形成有机半导体膜38时使基板30移动时，基板30的移动速度能够设为与上述涂布头20的移动速度即涂布刮板32的刮板表面32a的移动速度相同。
并且，有机半导体膜38的形成例如在大气中且大气压下完成。
在有机半导体膜38的制造工序中，以传感器21来测量涂布刮板32的刮板表面32a与基板30的基板表面30a的距离，保持着第1间隙G1以及第2间隙G2的大小使刮板表面32a向第1方向X移动。
接着，对利用有机半导体膜的制造方法来制造的薄膜晶体管的一例进行说明。
图10是表示利用本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法来制造的薄膜晶体管的一例的示意性剖视图。
图10所示的薄膜晶体管40为底栅、顶接触型的晶体管。薄膜晶体管40在基板42的表面42a上形成有栅极电极43。覆盖该栅极电极43的绝缘膜44形成于基板42的表面42a。在绝缘膜44的表面44a上形成有有机半导体层46。该有机半导体层46通过上述有机半导体膜的制造方法来制造。在有机半导体层46的表面46a上形成有源极电极48a和漏极电极48b。
另外，在薄膜晶体管40中，在绝缘膜44的表面44a上形成有有机半导体层46，此时，如上所述，绝缘膜44的表面44a相当于基板30的基板表面30a。
另外，以有机半导体膜的制造方法来形成有机半导体膜的晶体管并不限定于图10所示的底栅、顶接触型的薄膜晶体管40。也可以是底栅、底接触型的薄膜晶体管，也可以是顶栅、顶接触型的薄膜晶体管，也可以是顶栅、底接触型的薄膜晶体管。
涂布头20并不限定于图2以及图3所示的具有涂布刮板32的涂布头。
在此，图11是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第1例的示意性剖视图，图12是表示涂布头的第2例的示意性剖视图，图13是表示涂布头的第3例的示意性剖视图，图14是表示涂布头的第4例的示意性剖视图。
另外，在图11～图14中，对于与图2以及图3所示的涂布刮板32相同的结构物赋予相同的符号并省略其详细的说明。
在图11所示的涂布头20中，涂布刮板50与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，刮板表面50a以凹面状凹陷这一点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
在涂布刮板50中，第1间隙G1的大小d1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板50的刮板表面50a接触的位置50c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La中，上述位置50c至基板30的基板表面30a为止的长度。
第2间隙G2的大小d2为基板30的基板表面30a至涂布刮板50的刮板表面50a的角部50d为止的长度。
并且，由于刮板表面50a的凹陷，刮板表面50a相对于基板30的基板表面30a的倾斜角度θ为基板30的基板表面30a和涂布刮板50的平面状的背面50b所成的角度。
在图12所示的涂布头20中，涂布刮板52与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，刮板表面52a以凸面状膨胀这一点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
在涂布刮板52中，第1间隙G1的大小d1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板52的刮板表面52a接触的位置52c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La上，上述位置52c至基板30的基板表面30a为止的长度。
如图12，当涂布刮板52的刮板表面52a的角部52d的位置即溶液端部未成为最小间隙时，关于第2间隙G2的大小d2，将涂布刮板52的刮板表面52a和基板30的基板表面30a的最小距离定义为上述大小d2。
并且，由于刮板表面52a膨胀，刮板表面52a相对于基板30的基板表面30a的倾斜角度θ为基板30的基板表面30a与涂布刮板52的平面状的背面52b所成的角度。
在图13所示的涂布头20中，涂布刮板54与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，涂布刮板54的刮板表面54a具有相对于基板30的基板表面30a平行的平面部55a和连接于平面部55a的一端的朝向基板表面30a垂直延伸的阶梯部55b、以及供给管22设置于平面部55a这些点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
在涂布刮板54中，平面部55a的另一端侧成为释放部33。
在涂布刮板54中，第1间隙G1的大小d1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板54的刮板表面54a的平面部55a接触的位置54c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La中，上述位置54c至基板30的基板表面30a为止的长度。
第2间隙G2的大小d2是基板30的基板表面30a至涂布刮板54的刮板表面54a的阶梯部55b的角部54d为止的长度。
并且，将平面部55a设为与基板30的基板表面30a平行，但若第2间隙G2为40μm以下，则也可以使平面部55a相对于基板30的基板表面30a倾斜。
在图14所示的涂布头20中，涂布刮板56与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，具有包含相对于基板30的基板表面30a倾斜的倾斜面57a的倾斜部56a和包含连接于倾斜部56a的一端的与基板表面30a平行的平面57b的平行部56b、以及供给管22设置于倾斜部56a这些点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。如图14所示的涂布头20的涂布刮板56可以构成为具备刮板表面57c，所述刮板表面57c具有局部相对于基板30的基板表面30a倾斜的倾斜面57a、以及与基板30的基板表面30a平行的平面57b。在图14所示的涂布头20的涂布刮板56中，倾斜部56a设置于第1间隙G1侧，平行部56b设置于第2间隙G2侧。
并且，在涂布刮板56中，倾斜部56a的另一端侧成为释放部33。
在涂布刮板56中第1间隙G1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板56的刮板表面57c的倾斜面57a接触的位置56c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La中，上述位置56c至基板30的基板表面30a为止的长度。
第2间隙G2是基板30的基板表面30a至涂布刮板56的刮板表面57c的平面57b的角部56d为止的长度。
涂布刮板56的倾斜部56a的倾斜面57a为相对于基板30的基板表面30a单调倾斜的倾斜面。涂布刮板56的倾斜面57a的倾斜角度θ与上述涂布刮板32相同，例如优选为1°～14°。更优选倾斜角度θ为1°～9°，进一步优选为4°～9°。
另外，倾斜部56a的倾斜面57a也可以不是单调倾斜的倾斜面。并且，在图13所示的涂布刮板54中，也可以是除了平面部55a以外还设置有图14所示的具有倾斜面57a的倾斜部56a的结构。
图15是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第5例的示意性剖视图，图16是涂布头的第5例的后视图，图17是涂布头的第5例的主视图，图18是表示涂布头的第5例的变形例的示意性剖视图。
另外，在图15～图18中，对于与图2以及图3所示的涂布刮板32相同的结构物赋予相同的符号并省略其详细的说明。
图15～图17所示的涂布头20的涂布刮板32与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，具有在涂布刮板32的第2间隙G2侧的刮板表面32a上沿Y方向隔着间隔设置的与基板30的基板表面30a对向的2个突起60，且如图16以及图17所示，在刮板表面32a上向X方向延伸的平行的2个槽60a沿Y方向隔着间隔设置于突起60的内侧这些点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
突起60用于容易地保持第2间隙G2的大小d2，突起60以与基板30的基板表面30a接触的状态设定为成为预先设定的第2间隙G2的大小d2的高度。通过设置突起60，能够容易地保持第2间隙G2的大小d2。在图15～图17所示的涂布头20中，以使突起60与基板30的基板表面30a接触的状态形成有机半导体膜38。
并且，在涂布刮板32中，在刮板表面32a上被2个槽60a夹住的区域60b是用于形成有机半导体膜38的区域。通过将2个槽60a设置于突起60的内侧，能够抑制有机半导体溶液36与突起60的接触。当然，未必一定要设置槽60a，有机半导体溶液36也可以与突起60接触。
另外，与基板30的基板表面30a对向的突起60并不限定于设置2个，为至少具有1个的结构即可。
并不限定于在涂布刮板32上设置突起60，也可以不在涂布刮板32上设置突起60，而是如图18所示在基板30的基板表面30a上设置至少1个与涂布头20的涂布刮板32的刮板表面32a对向的突起61来保持第2间隙G2的大小d2。
突起61例如使用光刻法而在基板30的基板表面30a上形成。具体而言，在基板30的基板表面30a上以涂布法形成光固性树脂后，向光固性树脂涂膜进行光的图案照射来使成为突起61的区域固化，之后，通过冲洗未固化树脂来形成突起61。
并且，突起61除了上述光刻法以外，也能够通过利用喷墨法将固性树脂涂布到基板30的基板表面30a的预先设定的位置来形成。
图19是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第6例的示意性剖视图，图20是表示涂布头的第7例的示意性剖视图。
另外，在图19以及图20中，对于与图2以及图3所示的涂布刮板32相同的结构物赋予相同的符号并省略其详细的说明。
在图19所示的涂布头20中，与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，在第1间隙G1侧设置有包围释放部33的罩部62这一点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
罩部62具有与基板30的基板表面30a平行的平面部62a、以及连接于平面部62a的一方的端部的与基板30的基板表面30a垂直的垂直部62b。
通过设置包围释放部33的罩部62，能够抑制晶体生长部Cg附近的有机半导体溶液36的溶剂的蒸发速度，进而伴随形成有机半导体膜38时的涂布头20或基板30的移动而产生的风不会吹到晶体生长部Cg，能够抑制晶体生长部Cg的振动，还能够抑制积液34的振动，从而能够稳定地形成有机半导体膜38。
并且，通过设置罩部62，即使为了提高有机半导体膜38的生产率而提高基板温度，也能够保持有机半导体溶液36的溶剂蒸气压，且能够抑制溶剂的蒸发速度。由此，能够以高生产率获得结晶性以及移动度高的膜质良好的有机半导体膜38。
另外，罩部62至少覆盖涂布头20的涂布刮板32的刮板表面32a和基板30的基板表面30a的有机半导体溶液36的晶体生长部即可。
图20所示的涂布头20中，与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，设置有覆盖涂布刮板32整体的罩部64这一点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
罩部64具有与基板30的基板表面30a平行的平面部64a、以及连接于平面部64a的两方的端部的与基板30的基板表面30a垂直的垂直部64b。
通过设置覆盖涂布刮板32整体的罩部64，能够抑制晶体生长部Cg附近的有机半导体溶液36的溶剂的蒸发速度，进而伴随形成有机半导体膜38时的涂布头20即涂布刮板32的移动或基板30的移动而产生的风不会吹到晶体生长部Cg，能够抑制晶体生长部Cg的振动，还能够抑制积液34的振动，从而能够稳定地形成有机半导体膜38。
并且，通过设置罩部64，即使为了提高有机半导体膜38的生产率而提高基板温度，也能够保持有机半导体溶液36的溶剂蒸气压，且能够抑制溶剂的蒸发速度。由此，能够以高生产率获得结晶性以及移动度高的膜质良好的有机半导体膜38。
另外，为了提高有机半导体膜38的生产率，在提高涂布头20即涂布刮板32的移动速度时，有机半导体溶液36的晶体生长部Cg与涂布刮板32的移动一起进行移动，会受到风的影响，因此优选使基板30移动而非涂布刮板32。
图21是表示在本发明的实施方式的有机半导体膜的制造方法中使用的涂布头的第8例的示意性剖视图，图22是涂布头的第8例的后视图，图23是涂布头的第8例的主视图。
另外，在图21～图23中，对于与图2以及图3所示的涂布刮板32相同的结构物赋予相同的符号并省略其详细的说明。
在图21～图23所示的涂布头20中，与图2以及图3所示的涂布刮板32相比，具有罩部成为一体的涂布刮板66这一点不同，除此以外的结构与图2以及图3所示的涂布刮板32相同。
涂布刮板66具有相对于基板30的基板表面30a倾斜的刮板表面66a，且设置有到达刮板表面66a的供给管22。涂布刮板66的刮板表面66a为相对于基板30的基板表面30a单调倾斜的倾斜面。涂布刮板66的刮板表面66a的倾斜角度θ与上述涂布刮板32的刮板表面32a相同，例如优选为1°～14°。更优选倾斜角度θ为1°～9°，进一步优选为4°～9°。另外，涂布刮板66的刮板表面66a也可以不是单调倾斜的倾斜面。
并且，如图22以及图23所示，在刮板表面66a上向X方向延伸的平行的2个槽66e沿Y方向隔着间隔设置。形成有与第1间隙G1的释放部33连通的向Y方向延伸的凹部66f，该凹部66f所包围的区域如图21以及图22所示成为有机半导体溶液36的罩部68。并且，2个槽66e和凹部66f连通。
在涂布刮板66中，在刮板表面66a上被2个槽66e和凹部66f包围的区域66g为用于形成有机半导体膜38的区域。通过设置2个槽66e和凹部66f，能够抑制有机半导体溶液36扩散到刮板表面66a的边缘部66h。
通过将释放部33中的有机半导体溶液36的罩部68一体地设置于涂布刮板66，能够在形成有机半导体膜38时使涂布刮板66稳定地移动。并且，当罩部为分体设置时，需要在涂布刮板上安装罩部，进一步需要其他部件等。当在涂布刮板上安装罩部时，还需要保证可靠性等，而在将罩部68设为一体时，则不需要安装上述罩部的步骤以及保证可靠性等。
并且，通过将罩部68一体地设置于涂布刮板66，能够抑制晶体生长部Cg(参考图21)附近的有机半导体溶液36的溶剂的蒸发速度，进而伴随形成有机半导体膜38时的涂布刮板66或基板30的移动而产生的风不会吹到晶体生长部Cg，能够抑制晶体生长部Cg的振动，还能够抑制积液34的振动，从而能够稳定地形成有机半导体膜38。
而且，通过将罩部68一体地设置于涂布刮板66，即使为了提高有机半导体膜38的生产率而提高基板温度也能够保持有机半导体溶液36的溶剂蒸气压，能够抑制溶剂的蒸发速度。由此，能够以高生产率获得结晶性以及移动度高的膜质良好的有机半导体膜38。
在涂布刮板66中，第1间隙G1的大小d1是在通过积液34的释放部33中的有机半导体溶液36的液面36a与涂布刮板66的刮板表面66a接触的位置66c且与基板30的基板表面30a垂直的直线La上，上述位置66c至基板30的基板表面30a为止的长度。
第2间隙G2的大小d2是基板30的基板表面30a至涂布刮板66的刮板表面66a的角部66d为止的长度。
制造装置10为单片式，但有机半导体膜的制造方法并不限定于单片式，也可以是如图24所示的制造装置10a那样的辊对辊方式。
另外，在图24的制造装置10a中，对于与图1所示的制造装置10相同的结构物赋予相同的符号并省略其详细的说明。
图24所示的制造装置10a与图1的制造装置10相比，未设置有载物台14，基板30的输送形态为张架于开卷辊70和卷取辊72，在基板30的基板表面30a侧配置如上所述具有涂布刮板的涂布头20，且在背面30b侧配置有温度控制器16这些点不同，除此以外的结构为与图1的制造装置10相同的结构。
在图24的制造装置10a中，通过温度控制器16，基板30的基板表面30a的温度成为预先设定的温度并通过涂布头20的涂布刮板32(参考图2)而形成有机半导体膜38。另外，在有机半导体膜38的成膜时，可以移动涂布头20即涂布刮板32(参考图2)，也可以利用卷取辊72来卷取并输送基板30。
以下，对各结构的材质等进行说明。
涂布刮板例如由玻璃、石英玻璃、不锈钢等构成。
在基板30中例如使用玻璃基板、塑料基板。
塑料基板例如由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯类、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃低聚物(COC)等聚烯烃类、乙烯系树脂、以及聚碳酸酯(PC)、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、三乙酰纤维素(TAC)等构成。塑料基板即使弯曲也不会折弯，例如在以辊对辊方式形成时使用。
在有机半导体溶液36中通常至少包含有机半导体(有机半导体化合物)以及溶剂。
有机半导体的种类没有特别的限定，能够使用公知的有机半导体。具体而言，可举例示出6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS并五苯)、四甲基并五苯、全氟并五苯等并五苯类、TES-ADT(5,11-双(三乙基甲硅烷基乙炔)二噻吩蒽)、diF-TES-ADT(2,8-二氟-5,11-双(三乙基甲硅烷基乙炔)二噻吩蒽)等二噻吩蒽类、DPh-BTBT(2,7-二苯基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩)、Cn-BTBT(苯并噻吩并苯并噻吩)等苯并噻吩并苯并噻吩类、C10-DNBDT(3,11-二癸基-二萘并[2,3-d:2’,3’-d’]-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩)、Cn-DNTT(二萘并[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩)等二萘并噻吩并噻吩类、迫咕吨并咕吨等二氧杂蒽嵌蒽类、红荧烯类、C60、PCBM([6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯)等富勒烯类、铜酞菁、氟化铜酞菁等酞菁类、P3RT(聚(3-烷基噻吩))、PQT(聚[5,5'-双(3-十二烷基-2-噻吩基1)-2,2'-联噻吩])、P3HT(聚(3-己基噻吩))等聚噻吩类、聚[2,5-双(3-十二烷噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩](PBTTT)等聚噻吩并噻吩类等。
并且，溶剂的种类也没有特别的限定，可举出甲醇、乙醇等醇系溶剂；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂；苯基、噻吩等芳香族系溶剂、以及它们的卤(氯、溴等)取代体(卤化芳香族系溶剂)；四氢呋喃、二乙醚等醚系溶剂；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺系溶剂；二甲基亚砜、环丁砜等磺酸系溶剂等。
本发明基本上如上构成。以上，对本发明的有机半导体膜的制造方法进行了详细的说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也可以进行各种改进或变更。
[实施例]
以下举出实施例对本发明的有机半导体膜的制造方法进行更具体的说明。以下实施例所示的材料、试剂、使用量、物质量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的主旨则能够适当进行变更。因此，本发明的范围并不限定性地解释为以下所示的具体例。
在本实施例中，使用有机半导体膜的制造方法来形成由有机半导体膜构成的有机半导体层并获得薄膜晶体管，并且评价了薄膜晶体管元件特性。
薄膜晶体管在图10所示的底栅、顶接触型的薄膜晶体管40中，将沟道宽度W设为1mm且将沟道长度L设为50μm来如下进行了制作。
首先，清洗玻璃基板后，通过使用了金属掩模的真空蒸镀来制作了栅极图案。作为密合层而蒸镀了厚度10nm的Cr(铬)后，使用Ag(银)形成了厚度40nm的栅极电极。
接着，将厚度0.5μm的聚酰亚胺绝缘膜通过旋转涂布来涂布到玻璃基板上并固化而形成。
接着，将玻璃基板设置于载物台上的热板上，并设为预先设定的基板表面的温度，并以预先设定的移动速度(mm/分钟)进行有机半导体溶液36的涂布来形成有机半导体膜，并获得了有机半导体层。另外，在下述表1、2中，基板表面的温度作为基板温度而示出。
有机半导体溶液36在有机半导体中使用C10-DNBDT(3,11-二癸基-二萘并[2,3-d:2’,3’-d’]-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩)，并在溶剂中使用了氯苯或邻二氯苯。氯苯的沸点为131℃，邻二氯苯的沸点为180℃。
将设置于基板上方的具有涂布刮板的涂布头固定在预先设定的高度以及预先设定的刮板表面的角度的位置后，供给有机半导体溶液来形成积液。根据移动速度等来调整有机半导体溶液的供给量，以免在涂布过程中积液的大小发生变化。将涂布头的涂布刮板的刮板表面的角度在下述表1、2中设为涂布面角度。
接着，在有机半导体层上通过使用了金属掩模的真空蒸镀法，作为源极漏极电极而形成了厚度70nm的Au(金)膜。
涂布头的涂布刮板利用了图2～图4所示的类型A、图13所示的类型B、图19所示的类型C、图20所示的类型D、图21～图23所示的类型E。
涂布头的涂布刮板的大小与类型无关地将涂布刮板的长度设为2cm，且将涂布刮板的宽度设为1.5cm。并且，所形成的有机半导体膜的宽度为1.5cm，长度为10cm。
薄膜晶体管制作于有机半导体膜的中央且宽度方向0.75cm、长度方向5cm的位置。
关于薄膜晶体管元件特性，将所制作的薄膜晶体管利用半导体参数分析仪(Agilent Technologies Japan,Ltd.制4156C)测量了饱和移动度。另外，将薄膜晶体管元件特性在下述表1、2中记作“TFT特性”。
根据所测量的饱和移动度μ，按照以下评价基准评价了薄膜晶体管元件特性。
a饱和移动度μ为1.0cm2/Vs以上
b饱和移动度μ为0.5cm2/Vs以上且小于1.0cm2/Vs
c饱和移动度μ为0.01cm2/Vs以上且小于0.5cm2/Vs
d饱和移动度μ小于0.01cm2/Vs
并且，改变供给管22的位置，且改变了涂布刮板32中的供给口的位置。
图25是用于说明涂布刮板中的供给口的位置的示意图。
如图25所示，将作为涂布刮板32的刮板表面32a与有机半导体溶液36接触的区域的积液34投影到基板30的基板表面30a上的X方向的投影长度设为N，且将投影长度N以等间隔分成了N1～N4的4个子区域。将投影长度N设为20mm，N1～N4的各子区域为5mm。图25表示类型A的涂布刮板，供给口的位置在其他类型B～类型E的涂布刮板中也将20mm的投影长度N以等间隔分成了N1～N4的4个子区域。
另外，下述表1、2的涂布面角度栏中的“-”表示平行。
如表1、2所示，实施例1～实施例37的薄膜晶体管元件特性为良好。由此可以明确，在本发明的有机半导体膜的制造方法中，能够以高生产率制造出结晶性以及移动度高的优质的有机半导体膜。
如实施例1～3，若涂布刮板为类型A且第2间隙的长度为40μm以下，则可获得良好的薄膜晶体管元件特性。在第2间隙的长度为20μm以下的实施例1、2中，获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例4～7，若涂布刮板为类型A且倾斜角度为1°～14°，则可获得良好的薄膜晶体管元件特性。如实施例5、6，若倾斜角度为4°～9°，则可获得进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例8～10，若涂布刮板为类型B且第2间隙为40μm以下，则可获得良好的薄膜晶体管元件特性。在第2间隙为20μm以下的实施例8、9中，获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例11～14，若涂布刮板为类型B且第1间隙的长度为5mm以下，则可获得良好的薄膜晶体管元件特性。如实施例12、13，若第1间隙的长度为1.5mm以上且3mm以下，则可获得进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例15～18，在涂布刮板为类型A，在溶剂中使用氯苯，且基板温度为100℃～130℃的条件下，满足氯苯沸点(131℃)-30℃以上溶剂沸点以下，获得了良好的薄膜晶体管元件特性。在基板温度接近溶剂的沸点，且满足氯苯沸点(131℃)-20℃以上溶剂沸点以下的实施例17、18中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例19～22，在涂布刮板为类型A，在溶剂中使用邻二氯苯，且基板温度为140℃～170℃的条件下，满足邻二氯苯沸点(180℃)-30℃以上溶剂沸点以下，获得了良好的薄膜晶体管元件特性。在基板温度接近溶剂的沸点，且满足邻二氯苯沸点(180℃)-20℃以上溶剂沸点以下的实施例21、22中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例23、24，在涂布刮板为类型A，在溶剂中使用氯苯，且移动速度为30mm/分钟以下的条件下，获得了良好的薄膜晶体管元件特性。在移动速度为5mm/分钟的实施例23中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例25～27，在涂布刮板为类型A，在溶剂中使用邻二氯苯，且移动速度为100mm/分钟以下的条件下，获得了良好的薄膜晶体管元件特性。若移动速度变慢则薄膜晶体管元件特性变得良好，在30mm/分钟的实施例25中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例28～30，与供给口位置无关地获得了良好的薄膜晶体管元件特性。在供给口位置位于涂布刮板的中央的实施例29中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
在实施例31～34中，在具有罩部的实施例32～34中获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如实施例35～37，当具有罩部时，在具有覆盖范围大的罩部的实施例36、37中，在移动速度为30mm/分钟的条件下也获得了进一步良好的薄膜晶体管元件特性。
如表2所示，在比较例1中，涂布刮板为类型A且第2间隙超过40μm，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例2中，涂布刮板为类型A且涂布刮板为平行，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例3中，涂布刮板为类型A且第2间隙大于第1间隙，从间隙小的一方开始形成有机半导体膜，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例4中，涂布刮板为类型B且第2间隙超过40μm，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例5中，涂布刮板为类型B且涂布刮板为平行，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例6中，涂布刮板为类型B且第2间隙大于第1间隙，从间隙小的一方开始形成有机半导体膜，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例7中，涂布刮板为类型C且第2间隙超过40μm，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例8中，涂布刮板为类型C且涂布刮板为平行，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例9中，涂布刮板为类型C且第2间隙大于第1间隙，从间隙小的一方开始形成有机半导体膜，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例10中，涂布刮板为类型D且第2间隙超过40μm，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例11中，涂布刮板为类型D且涂布刮板为平行，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例12中，涂布刮板为类型D且第2间隙大于第1间隙，从间隙小的一方开始形成有机半导体膜，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例13中，涂布刮板为类型E且第2间隙超过40μm，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例14中，涂布刮板为类型E且涂布刮板为平行，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
在比较例15中，涂布刮板为类型E且第2间隙大于第1间隙，从间隙小的一方开始形成有机半导体膜，饱和移动度变小，薄膜晶体管元件特性差。
符号说明
10、10a-制造装置，12-外壳，12a-内部，14-载物台，16-温度控制器，18-驱动器，20-涂布头，21-传感器，22-供给管，22a-供给口，24-供给部，26-导轨，27-滑架，28-马达，29-控制部，30、42-基板，30a-基板表面，30b、50b、52b-背面，32、50、52、54、56、66-涂布刮板，32a、50a、52a、54a、57c、66a-刮板表面，32c、50c、52c、54c、56c、66c-位置，32d、50d、52d、54d、56d、66d-角部，33-释放部，34-积液，36-有机半导体溶液，36a-液面，38-有机半导体膜，40-薄膜晶体管，42a、44a、46a-表面，43-栅极电极，44-绝缘膜，46-有机半导体层，48a-源极电极，48b-漏极电极，55a、62a、64a-平面部，55b-阶梯部，56a-倾斜部，56b-平行部，57a-倾斜面，57b-平面，60、61-突起，60a、66e-槽，60b、66g-区域，62、64、68-罩部，62b、64b-垂直部，66f-凹部，66h-边缘部，70-开卷辊，72-卷取辊，Cg-晶体生长部，DB-方向，DF-方向，Dd-下游侧，Du-上游侧，G1-第1间隙，G2-第2间隙，L-沟道长度，W-沟道宽度，X-第1方向，Y-第2方向，θ-倾斜角度。

Claims (17)

1.一种有机半导体膜的制造方法，其具有以下制造工序：一边向涂布刮板的刮板表面与基板的基板表面之间供给有机半导体溶液，一边使所述刮板表面以与所述有机半导体溶液接触的状态在与所述基板表面平行的第1方向上移动来使有机半导体膜沿所述第1方向形成，其中，所述涂布刮板与所述基板的基板表面对向且分开而配置，
所述有机半导体膜的制造方法的特征在于，
所述涂布刮板配置成在所述刮板表面与所述有机半导体溶液接触的区域具有第1间隙和第2间隙，所述第1间隙和第2间隙相对于所述基板表面的分开间隙的大小不同，并且在所述第1方向的上游侧具有所述第1间隙，且在下游侧具有与所述第1间隙相比间隙大小更小的所述第2间隙，
所述第2间隙的大小为所述基板表面与所述刮板表面之间的最小距离，且为40μm以下。
2.根据权利要求1所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述第2间隙位于所述刮板表面与所述有机半导体溶液接触的所述区域的所述第1方向侧的端部。
3.根据权利要求1或2所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述第1间隙的大小为0.5mm以上且5mm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述第1间隙位于所述刮板表面与所述有机半导体溶液接触的所述区域的与所述第1方向相反的一侧的端部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述刮板表面具有相对于所述基板表面倾斜1°～14°的倾斜面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述刮板表面具有相对于所述基板表面倾斜的倾斜面以及与所述基板表面平行的平面，所述倾斜面设置于所述第1间隙侧，所述平面设置于所述第2间隙侧。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述刮板表面具有相对于所述基板表面单调倾斜的倾斜面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述刮板表面相对于所述基板表面具有阶梯部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
将所述刮板表面与所述有机半导体溶液接触的所述区域投影到所述基板表面上，形成所述第1方向的长度，将该长度以等间隔划分成4个子区域，供给所述有机半导体溶液的供给口配置于中央的2个子区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在将所述有机半导体溶液的溶剂的沸点设为Tb℃，且将所述基板表面的温度设为Ts℃时，在所述制造工序中所述温度Ts保持为Tb-30℃≤Ts≤Tb的温度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在将所述有机半导体溶液的溶剂的沸点设为Tb℃，且将所述基板表面的温度设为Ts℃时，在所述制造工序中所述温度Ts保持为Tb-20℃≤Ts≤Tb的温度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在所述制造工序中，所述刮板表面的移动速度为5mm/分钟以上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在所述制造工序中，所述刮板表面的移动速度为10mm/分钟以上。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
所述刮板表面具有至少1个与所述基板表面对向的突起，
在所述制造工序中，以使所述突起与所述基板表面接触的状态使所述刮板表面在所述第1方向上移动。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在所述基板表面上设置至少1个与所述刮板表面对向的突起，
在所述制造工序中，以使所述突起与所述刮板表面接触的状态使所述刮板表面在所述第1方向上移动。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
在所述制造工序中，以光学测量方法来测量所述刮板表面与所述基板表面之间的距离，保持着所述第1间隙以及所述第2间隙的大小，使所述刮板表面在所述第1方向上移动。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，其中，
具有罩部，该罩部至少覆盖所述刮板表面与所述基板表面之间的所述有机半导体溶液的晶体生长部。
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