CN109789440A - 膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜且膜厚等的均匀性较高的优质的膜的制造方法。所述膜的制造方法为将包含形成膜的材料及溶剂的原料溶液供给到基板上,通过使溶剂干燥而将膜形成在基板上的膜的制造方法。使用在基板上保持原料溶液的涂布刮板,涂布刮板具有与基板的表面相对置的对置面、及设在对置面的周围的与原料溶液接触的至少1个侧面。使原料溶液的溶剂沿着特定方向干燥而形成膜。
Description
技术领域
本发明是涉及一种基于涂布法的膜的制造方法,尤其涉及一种使用了有机半导体材料、晶体材料及取向材料等的膜的制造方法。
背景技术
当前,作为用于可挠性器件等的半导体材料期待有机半导体。有机半导体与硅等无机半导体相比,其特征之一为能够形成低温涂布。提出各种使用了有机半导体的有机半导体膜的制造方法。
专利文献1中,记载有使用了有机半导体材料的基于涂布法的有机半导体膜的制造方法。
专利文献1的有机半导体膜的制造方法中,在接触面与基板的表面之间设有楔状的间隙,当形成液滴保持状态时,原料溶液的液滴保持在基板的表面与接触面之间。在该状态下,以与接触面接触的方式供给原料溶液。在通过接触面而保持液滴的状态下进行干燥步骤,从而使液滴中的溶剂蒸发。与溶剂的蒸发一起进展有机半导体材料的晶体化,朝向接触面的封闭侧进行晶体的生长,逐渐形成有机半导体膜。
专利文献2中,记载有半导体膜的制造方法。专利文献2中,示出涂布于形成在栅极电极上的栅极绝缘膜的表面的边缘流延法。
边缘流延法中,在栅极绝缘膜上配置有喷嘴及刮板。从喷嘴向刮板的对置于栅极绝缘膜表面的边缘部分供给涂布液。喷嘴及基板保持在溶剂蒸发的温度。一边继续供给涂布液一边将基板向一方向移动,以使保持在边缘部分的涂布液的量变得恒定。从喷嘴供给的涂布液随着溶剂蒸发,有机半导体材料进行晶体化。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5397921号公报
专利文献2:国际公开第2016/031968号
上述专利文献1的有机半导体膜的制造方法及专利文献2的半导体膜的制造方法中的任一方法均能够形成有机半导体膜。然而,关于有机半导体膜,现状是要求进一步的薄膜化、膜厚等的均匀性。
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的目的在于,消除基于上述现有技术的问题点,并提供一种薄膜且膜厚等的均匀性较高的优质的膜的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的,本发明提供一种膜的制造方法,所述膜的制造方法为将包含形成膜的材料及溶剂的原料溶液供给到基板上,通过使溶剂干燥而将膜形成在基板上的膜的制造方法,所述方法的特征为,使用在基板上保持原料溶液的涂布刮板,涂布刮板具有与基板的表面相对置的对置面、及设在对置面的周围的与原料溶液接触的至少1个侧面,且使原料溶液的溶剂沿着特定方向干燥而形成膜。
优选至少涂布刮板的对置面及2个侧面这3面与原料溶液接触。
并且,优选由涂布刮板的对置面及至少2个侧面中的至少1个面确定干燥原料溶液的特定方向。
并且,优选仅由涂布刮板的对置面及至少2个侧面中的1个面确定干燥原料溶液的特定方向。并且,优选仅由涂布刮板的对置面确定干燥原料溶液的特定方向。
涂布刮板具有2个侧面,优选2个侧面分别与基板的表面垂直,且相互对置设置。
涂布刮板的对置面优选相对于基板的表面倾斜。涂布刮板的对置面相对于基板的表面的倾角优选为1°~6°。
被涂布刮板保持在基板上的原料溶液中,优选膜生长界面朝向原料溶液的中心而弯曲。
优选涂布刮板相对于基板的表面的位置是固定的。
并且,涂布刮板具有开放原料溶液的周围的至少一部分的开放部,可以使基板向从原料溶液的中心朝向开放部的方向移动。
此时,优选将原料溶液供给到基板的表面与涂布刮板之间,并且移动基板来连续形成膜。
当将原料溶液的溶剂的沸点设为Tb℃,将基板温度设为Ts℃时,基板温度Ts优选保持在Tb-50℃≤Ts≤Tb的温度。
膜由具有取向性的材料形成。例如,具有取向性的材料为形成晶体的材料或有机半导体。
发明效果
根据本发明,能够得到薄膜且膜厚等的均匀性较高的优质的膜。
附图说明
图1是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的示意性立体图。
图2是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的示意图。
图3是用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的一端部的主要部分放大图。
图4是用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的另一端部的主要部分放大图。
图5是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的示意性俯视图。
图6是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的侧面的示意图。
图7是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第1例的一工序的示意图。
图8是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第1例的一工序的示意图。
图9是表示利用本发明的实施方式的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是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板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11是表示涂布刮板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12是表示涂布刮板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13是表示利用本发明的实施方式的膜的制造方法形成的膜的配置例的示意图。
图14是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第2例的一工序的示意图。
图15是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第2例的一工序的示意图。
图16是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第2例的一工序的示意图。
图17是表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第2例的一工序的示意图。
图18是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的制造装置的第1例的示意图。
图19是用于说明本发明的实施方式的膜的制造方法的第3例的示意图。
图20是用于说明本发明的实施方式的膜的制造方法的第3例的俯视图。
图21是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的制造装置的第2例的示意图。
图22是表示用于实施例的涂布刮板的示意图。
图23是表示用于实施例的涂布刮板的示意性剖视图。
图24是表示用于比较例的涂布刮板的示意图。
图25是表示用于比较例的涂布刮板的示意性剖视图。
图26是表示膜厚及饱和迁移率的测定区域的示意图。
图27是表示实施例1的膜的示意图。
图28是表示比较例1的膜的示意图。
具体实施方式
以下,根据添附的附图所示的优选实施方式,对本发明的膜的制造方法进行详细说明。
另外,以下中表示数值范围的“~”是指包含记载于两侧的数值。例如,ε为数值α~数值β是指ε的范围为包含数值α与数值β的范围,若用数学记号表示则为α≤ε≤β。
“由具体数值表示的角度”、“平行”、“垂直”及“正交”等的角度若并无特别记载,则包含对应的技术领域中一般所允许的误差范围。
图1是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的示意性立体图,图2是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的示意图,图3是用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的一端部的主要部分放大图,图4是用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板的另一端部的主要部分放大图。
图1~图4所示的涂布刮板10使用在膜38(参考图8)的形成中。将原料溶液36保持在基板30上即基板30的表面30a。
涂布刮板10例如具有:平面部12,由矩形形状的平板构成;及至少2个侧面14,设置在平面部12。
平面部12具有与基板30的表面30a相对置的对置面12a。例如,2个侧面14设置在对置面12a的周围。图1~图4中,将平面部12的长度方向设为第1方向D1,将与第1方向D1正交的方向设为第2方向D2(参考图1)。
涂布刮板10中,平面部12与基板30的表面30a相对置而分开配置,并且平面部12的对置面12a相对于基板30的表面30a而倾斜。例如,对置面12a为相对于基板30的表面30a而单调地倾斜的倾斜面。
另外,涂布刮板10的对置面12a可以相对于基板30的表面30a而不倾斜,对置面12a也可以与基板30的表面30a平行。
涂布刮板10的对置面12a相对于基板30的表面30a的倾角θ为涂布刮板10的对置面12a与基板30的表面30a所呈的角度。
倾角θ例如优选为1°~6°。倾角θ更优选为3°~5°。若倾角θ为1°~6°,则能够保持适量的原料溶液36,若为有机半导体膜则能够得到迁移率较高等、膜质优异的膜38。
涂布刮板10的长度并无特别限定,但根据所形成的膜的长度来适当确定。涂布刮板10的长度是指图1中平面部12的长度方向的长度。
涂布刮板10的宽度并无特别限定,但根据所形成的膜的宽度来适当确定。涂布刮板10的宽度是指与上述长度方向正交的方向的长度,即第2方向D2的长度。
涂布刮板10的2个侧面14分别与基板30的表面30a垂直,并且相互对置而设置。涂布刮板10中,将侧面14的端面14b朝向基板30的表面30a而配置。此时,侧面14的端面14b与基板30的表面30a隔开间隙G3而配置。该间隙G3的大小d3与后述第2间隙G2的大小d2相同。
在涂布刮板10中,平面部12上设有供给管16。经由供给管16供给原料溶液36,涂布刮板10的对置面12a及2个侧面14这3面与原料溶液36接触。通过对置面12a及2个侧面14,对原料溶液36施加表面张力。例如,优选至少涂布刮板10的对置面12a及2个侧面14这3面与原料溶液36接触。
涂布刮板10中,在由平面部12与侧面14围着的区域保持原料溶液36,并形成原料溶液36的储液部34。储液部34为涂布刮板10的对置面12a及侧面14与原料溶液36接触的区域。
涂布刮板10的对置面12a倾斜,在与基板30的表面30a之间的储液部34上生成分开间隙的大小不同的第1间隙G1及第2间隙G2。第1间隙G1的大小d1大于第2间隙G2的大小d2。
第1间隙G1为第1方向D1上的储液部34的一端部与基板30的表面30a之间的间隙。第2间隙G2为第1方向D1上的储液部34的另一端部与基板30的表面30a之间的间隙。涂布刮板10设置有2个侧面14,但原料溶液36的周围的至少一部分被开放,并具有开放部33。具体而言,涂布刮板10中,对置面12a与基板30的表面30a在第1间隙G1侧被开放,从而成为开放部33。
如图3所示,第1间隙G1的大小d1是,在通过储液部34的开放部33中的原料溶液36的液面36a与涂布刮板10的对置面12a接触的部位12c,并且与基板30的表面30a垂直的直线La上,上述部位12c到基板30的表面30a为止的长度。
当固定涂布刮板10而进行成膜时,第1间隙G1的大小d1随着原料溶液36的干燥变小,最终变得与第2间隙G2的大小d2相同。因此,第1间隙G1的大小d1为供给原料溶液36时成为标准的值。
供给时的第1间隙G1的大小d1取决于例如为0.5mm以上且5mm以下的所形成的膜的长度,因此并不限于此。
第2间隙G2的大小d2为在储液部34中的基板30的表面30a与涂布刮板10的对置面12a的最小距离,为40μm以下。涂布刮板10如上所述对置面12a相对于基板30的表面30a而单调地倾斜。此时,图4所示的基板30的表面30a至涂布刮板10的角部12d为止的长度成为最小距离。因此,图2所示的涂布刮板10中,第2间隙G2的大小d2为基板30的表面30a至涂布刮板10的角部12d为止的长度。涂布刮板10的对置面12a中从上述部位12c至上述角部12d为止的范围为涂布刮板10与原料溶液36接触的范围,将从上述部位12c至上述角部12d为止的范围称为溶液保持部。
关于第1间隙G1的大小d1,从涂布刮板10的侧面获取包含基板30的数位图像,并将该数位图像撷取于计算机中,基于该数位图像,将上述直线La绘制在数位图像上,在计算机上测定对置面12a的部位12c至基板30的表面30a为止的长度。
关于第2间隙G2的大小d2,从涂布刮板10的侧面获取包含基板30的数位图像,并将该数位图像撷取于计算机中,基于该数位图像,在计算机上测定基板30的表面30a至涂布刮板10的对置面12a的角部12d为止的长度。
如上所述,第2间隙G2的大小d2为40μm以下。当固定涂布刮板10而进行成膜时,第2间隙G2的大小d2的下限为0μm。即,可以是接地的状态。当移动涂布刮板10或基板30而进行成膜时,第2间隙G2的大小d2的下限为10μm。
若第2间隙G2的大小d2为40μm以下,则能够抑制产生原料溶液36的振动,且能够提高膜38的膜质。并且,如后述,当移动基板30或涂布刮板10而形成膜38时,能够抑制产生储液部34中的原料溶液36的振动,且能够加快移动速度。因此,例如,当制作了薄膜晶体管时,能够以较高的生产率得到良好的特性的薄膜晶体管。
另一方面,若第2间隙G2的大小d2大于40μm,则产生储液部34中的原料溶液36的振动,且膜38的膜质劣化。因此,例如,当制作了薄膜晶体管时,得不到良好的特性。
通过后述表面能(溶剂、涂布刮板10的材质、表面处理),第1间隙G1的大小d1及第2间隙G2的大小d2的上限值发生变化,因此并不限定于上述上限值。
关于间隙G3,优选大小d3与上述第2间隙G2的大小d2相同。将间隙G3的大小d3与上述第2间隙G2的大小d2相同地设为40μm以下,由此能够对原料溶液36施加表面张力,通过表面张力能够抑制产生原料溶液36的振动。关于间隙G3的大小d3,当固定涂布刮板10而进行成膜时,间隙G3的大小d3的下限也为0μm。即,可以是接地的状态。当移动涂布刮板10或基板30而进行成膜时,间隙G3的大小d3的下限为10μm。
通过后述表面能(溶剂、涂布刮板10的材质、表面处理),间隙G3的大小d3的上限值发生变化,因此并不限定于上述上限值。
关于间隙G3的大小d3,从涂布刮板10的侧面获取包含基板30的数位图像,并将该数位图像撷取于计算机中,基于该数位图像,在计算机上测定基板30的表面30a至侧面14的底面为止的长度。
涂布刮板10保持上述第1间隙G1及第2间隙G2以及间隙G3而配置在基板30的表面30a,通过原料溶液36的供给量,能够使储液部34仅在涂布刮板10的对置面12a及侧面14与基板30的表面30a之间存在。
原料溶液36的液面36a受原料溶液36的表面能、对置面12a的表面能及侧面14的表面能等的影响。图5中示出储液部34的开放部33中的原料溶液36的液面36a。原料溶液36中,优选膜生长界面Bg朝向原料溶液36的中心弯曲。
膜生长界面Bg是指形成有膜38(参考图8)时原料溶液36的溶剂的干燥进行的面。原料溶液36的溶剂如后述沿着第1方向D1进行干燥,随着干燥的进行而液面36a向接触边缘13侧移动。因此,膜生长界面Bg为液面36a。
具体而言,如图5所示,优选开放部33中的原料溶液36的液面36a朝向原料溶液36的中心而弯曲。原料溶液36的液面36a的弯曲是原料溶液36被拉到2个侧面14而生成。此时,原料溶液36的液面36a俯视观察时成为向接触边缘13侧凹陷的凹形状。若原料溶液36的液面36a弯曲,则原料溶液36的振动得到抑制,且能够得到膜厚较薄的膜。
另外,原料溶液36的液面36a也可以相对于原料溶液36的中心而突出,此时,液面36a俯视观察时成为向开放部33侧凸出的凸形状。原料溶液36的中心是指原料溶液36的重心。当伴随基板30的移动时,摩擦力在与第1方向D1反方向上对原料溶液36发挥作用,因此液面36a俯视观察时容易成为凸形状。
原料溶液36的表面能能够通过改变溶剂等来改变。并且,通过UV(Ultraviolet:紫外线)处理及等离子体处理等,能够改变对置面12a的表面能及侧面14的表面能。通过材质也能够改变表面能。尤其侧面14为对原料溶液36施加表面张力的侧面,因此优选对原料溶液36尤其对溶剂,润湿性较高。如此,能够使原料溶液36的液面36a凹陷或凸出。
并且,侧面14设为与基板30的表面30a垂直,但并不限定于垂直。如图6所示,侧面14可以相对于基板30的表面30a而倾斜。侧面14的斜率以垂直为基准允许倾斜45°。即,侧面14相对于基板30的表面30a以90°±45°设置即可。从晶体形成面积的观点考虑,侧面14相对于基板30的表面30a接近垂直时效率良好。
并不限定于上述间隙G3的大小d3与上述第2间隙G2的大小d2相同,也可以不同。
并且,如图1及图5所示,从表面30a上观察基板30时,侧面14与第1方向D1平行地延伸而设置。即,侧面14与第2方向垂直地延伸而设置。然而,侧面14相对于第1方向D1的斜率以与第1方向D1平行的状态为基准允许倾斜30°。即,侧面14相对于第2方向D2以90°±30°的配置角度设置即可。若在晶体生长面积的观点上考虑效率,则优选2个侧面14均以配置角度90°设置。另外,从表面30a上观察基板30时的2个侧面14的配置角度并不一定需要相同,2个侧面14的配置角度可以对称,也可以左右非对称。
涂布刮板10中,平面部12与侧面14可以为一体,也可以为分体。涂布刮板10例如由玻璃、石英玻璃及不锈钢等构成。
基板30中例如使用玻璃基板或塑胶基板等。
塑胶基板例如由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及聚萘二甲酸乙二醇酯(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)及环烯烃共聚物(COC)等聚烯烃类、或乙烯系树脂等构成,此外由聚碳酸酯(PC)、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸树脂或三乙酰纤维素(TAC)等构成。塑胶基板为即使弯曲也不折弯的基板,例如在以辊对辊方式形成的情况下使用。
接着,对膜的制造方法的第1例进行说明。
图7及图8是按工序顺序表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第1例的形成工序的示意图。
朝向侧面14将涂布刮板10配置在基板30的表面30a。此时,如上所述设置倾角θ、第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3。在该状态下,经由供给管16将原料溶液36供给到由基板30的表面30a、对置面12a及侧面14围着的区域。
此时,基板30优选根据原料溶液36的种类等而保持在适当的温度。基板30的基板温度例如能够利用加热板进行调整。并且,优选供给之前预先将原料溶液36加热至与基板温度相同的温度。优选供给管16也预先进行适当加热。
原料溶液36的溶剂蒸发,如图8所示在基板30的表面30a形成有膜38。此时,使原料溶液36的溶剂沿着特定方向干燥而形成膜38。特定方向是指例如图5及图8所示的第1方向D1。由此能够得到取向一致等均匀性较高的优质的膜38。
上述特定方向为进行原料溶液36的溶剂的干燥的方向,且为形成膜38的方向。并且,特定方向也为如上所述膜生长界面Bg即原料溶液36的液面36a移动的方向,将特定方向也称为涂布方向。
上述特定方向例如由涂布刮板10的平面部12的对置面12a确定。平面部12的对置面12a在角部12d(参考图4)与基板30的表面30a靠近。形成膜38时,原料溶液36的溶剂从开放部33朝向包含角部12d(参考图4)的接触边缘13进行干燥。即,溶剂沿着第1方向D1干燥,沿着第1方向D1形成有膜38。
侧面14如上所述对原料溶液36施加表面张力,但图1所示的涂布刮板10中,特定方向的确定不受侧面14的影响。此时,上述特定方向仅由涂布刮板10的平面部12的对置面12a确定。
另外,通过涂布刮板10的形状及大小、原料溶液36的表面能以及侧面14的表面能等,侧面14有时也会影响特定方向的确定。
通过设置侧面14,如上所述能够对原料溶液36施加表面张力。
通过原料溶液36的溶剂的蒸发、有机半导体的析出及溶解等,产生原料溶液36的振动。通过上述侧面14的表面张力抑制原料溶液36的振动,因此能够稳定制作连续晶体。由于施加表面张力,因此优选侧面14对原料溶液36尤其对溶剂,润湿性较高。
并且,通过设置侧面14,在侧面14的内侧,不会引起原料溶液36的蒸发以及有机半导体等的析出及溶解等,因此抑制有机半导体等的核生成。由此,在膜38中能够提高膜质的均匀性。膜38的均匀性是指包括膜厚的偏差较小的情况及能够形成连续晶体膜的情况。除此以外,均匀性还包括膜38的状态均匀的情况,例如,若为取向膜则取向方向在膜整体中一致的情况,及若为晶体方位则在膜整体中晶体方位一致的情况。
另外,通过毛细管现象,沿着侧面14与基板30之间或侧面14的外周,原料溶液36还绕到侧面14的外侧,因此在侧面14的外侧中,产生原料溶液36的蒸发以及有机半导体等的析出及溶解等。
然而,在原料溶液36的蒸发部位与原料溶液36的储液部34之间存在侧面14,因此实质上振动难以传递到侧面14的内部的原料溶液36。由此也抑制原料溶液36的振动。
通过设置侧面14,原料溶液36的溶剂的蒸发得到抑制,但实际上通过存在侧面14,溶剂的蒸发速度变快。这是因为通过毛细管现象,原料溶液36还绕到侧面14的外侧,从而蒸发。通过蒸发速度变快,所形成的有机半导体膜等膜38的膜厚变薄,作为结果,能够得到膜厚较薄的膜38,且能够使膜38薄膜化。
并且,设为设置2个侧面14的构成,但并不限定于此,侧面14至少为1个即可。若侧面14至少为1个,则能够得到薄膜且膜厚等的均匀性较高的优质的膜38。
另外,作为可得到优质的晶体膜的涂布方法,提出有使用了相对于基板30的表面30a倾斜的涂布刮板的方法(以下也称为“楔法”)。楔法中,使基板温度高温化,并且通过表面张力抑制原料溶液的振动,且抑制晶体的断开等不连续化。本发明中,在如下点上不同,即,进一步在涂布刮板设置侧面,由此能够对原料溶液36施加进一步的表面张力。
并且,称为边缘流延法的成膜方法中,也有有机半导体在壁的外周析出,但与本发明所示的有机半导体膜等膜不同。
边缘流延法为朝向作为边缘的玻璃进行晶体生长的涂布方法,但本发明所示的有机半导体膜的晶体生长方法基本上并不是朝向侧面进行晶体生长的涂布方法。图1所示的侧面14的结构中,晶体生长与侧面14垂直,并不朝向侧面14进行晶体生长。
在此,基板30不仅表示基板30单体,在基板30的表面30a形成有层(未图示)时,在该层(未图示)的表面形成使用了有机半导体材料、晶体材料及取向材料等的膜38(参考图8)的情况下,该层的表面相当于基板30的表面30a。
接着,对利用膜的制造方法而制造的薄膜晶体管的一例进行说明。
图9是表示利用本发明的实施方式的膜的制造方法而制造的薄膜晶体管的一例的示意性剖视图。
图9所示的薄膜晶体管40为底部栅极、顶部接触型晶体管。薄膜晶体管40中,在基板42的表面42a形成有栅极电极43。覆盖该栅极电极43的绝缘膜44形成在基板42的表面42a。在绝缘膜44的表面44a形成有有机半导体层46。该有机半导体层46通过上述膜的制造方法而制造。在有机半导体层46的表面46a形成有源极电极48a及漏极电极48b。
另外,薄膜晶体管40中,在绝缘膜44的表面44a形成有有机半导体层46,在该情况下,如上所述,绝缘膜44的表面44a相当于基板30的表面30a。
在此,低分子的有机半导体中,为了得到高迁移率等高性能,需要得到取向的连续晶体膜、及将有机半导体层的膜厚保持得较薄。
关于上述取向的连续晶体膜,是因为有机半导体中存在容易流动电流的方向,且晶体的不连续成为电阻。
关于将晶体膜的膜厚保持得较薄的情况,是底部栅极顶部接触的情况的要请。由于薄膜晶体管的电流路径成为绝缘膜与有机半导体层的界面附近,因此有机半导体层的厚度成为电阻成分。一般而言,有机半导体层的厚度优选为数十nm(数层)。然而,厚度越薄,越难以进行涂布形成。
通过利用上述膜的制造方法,能够得到为取向的连续晶体膜,且膜厚较薄的有机半导体层46。由此能够得到迁移率较高等高性能的薄膜晶体管。
另外,利用膜的制造方法形成有机半导体膜的晶体管并不限定于图9所示的底部栅极、顶部接触型薄膜晶体管40。可以是底部栅极、底部接触型的薄膜晶体管,可以是顶部栅极、顶部接触型的薄膜晶体管,也顶部栅极、底部接触型的薄膜晶体管。
除了上述薄膜晶体管40的制造以外,膜的制造方法例如能够利用在有机太阳电池等光电转换膜及光电调制膜、有机EL等电光转换膜及电光调制膜、有机强介电体记忆体等记忆体、有机导电膜、无机导电膜、偏振膜、光学相位差膜以及光导路、光放大膜、VOC(volatile Organic Compound:挥发性有机化合物)传感器等气体传感器、嵌段共聚物等自组装膜、分子取向膜、及奈米粒子取向膜等各种膜的制造。
图10是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的涂布刮板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11是表示涂布刮板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12是表示涂布刮板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。
涂布刮板10中,平面部12中的供给管16的供给口16a如图10所示,与平面部12的对置面12a在同一平面,但并不限定于此,如图11所示供给管16的供给口16a可以从平面部12的对置面12a突出,如图12所示供给管16的供给口16a也可以比平面部12的对置面12a更凹入,从而位于平面部12的内部。供给口16a是用于供给原料溶液36的供给口。
并且,供给管16的供给口16a的配置位置并无特别限定,例如,将涂布刮板10与上述各种原料溶液36接触的区域即储液部34投影到基板30的表面30a的第1方向D1的长度等间隔地进行4分割时,优选配置于中央的2区段。另外,关于投影上述储液部34的范围,图2~图4所示的涂布刮板10中为从上述垂直的直线La至平面部12的角部12d为止的范围。
接着,对膜的制造方法的第2例进行说明。
图13是表示通过本发明的实施方式的膜的制造方法形成的膜的配置例的示意图。图14~图17是以工序顺序表示本发明的实施方式的膜的制造方法的第2例的示意图。另外,图13~图17中,对与图1~图6所示的涂布刮板10及基板30相同的构成物标注同一符号,并省略其详细说明。图14~图16中,省略了倾角θ、第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3的图示,但倾角θ、第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3与图1所示的涂布刮板10相同。
膜的制造方法中,如图13所示,能够对1个基板30的表面30a的多个区域39分别形成膜38。各区域39为形成有膜38的区域,相互分离而有规则地配置。例如,各区域39的形状及面积相同。
形成在多个区域39的膜38例如是对应于薄膜晶体管40的有机半导体层46的膜。制作薄膜晶体管40时,多个区域39有规则地进行配置,但多个区域39的配置根据所制作的对象适当确定,并不特别限定于有规则地配置的情况。
当对于1个基板30形成多个膜38时,如图14所示,使用具有多个涂布刮板11的涂布头50。
涂布头50中,多个涂布刮板11以与图13所示的各区域39的配置相同的配置设置在支承体52。
涂布刮板11与图1所示的涂布刮板10相比,平面部12的构成不同,除此以外的构成与图1所示的涂布刮板10的构成相同。涂布刮板11中平面部12并不是平板状,而是由具有对置面12a的块状部件构成。平面部12对准各区域39的位置而安装在支承体52。并且,在各涂布刮板11上设置有供给管16。
具有使涂布头50升降的升降部(未图示)及向涂布刮板11供给原料溶液36的供给部(未图示)。并且,设置有加热基板30并保持在已加热的温度的加热板等加热部(未图示)。
另外,形成膜38时的基板温度等条件例如与图7及图8所示的膜38的制造方法的第1例的条件相同。
如图14所示,将对置面12a朝向基板30的表面30a而配置涂布头50。
接着,使用升降部(未图示),如图15所示,使涂布头50靠近,将涂布刮板11相对于基板30的表面30a,如上所述设置倾角θ、第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3。在该状态下,从供给管16向对置面12a与基板30的表面30a之间供给原料溶液36。
基板30被加热,保持为特定的基板温度。如上所述原料溶液36中,溶剂沿着特定方向,例如沿着第1方向D1进行干燥。由此,如图16所示形成有膜38。
接着,原料溶液36干燥之后,使用升降部(未图示),使涂布头50从基板30的表面30a离开。如图17所示,在基板30的表面30a形成多个膜38。
接着,对膜的制造方法的第3例进行说明。
图18是表示用于本发明的实施方式的膜的制造方法的制造装置的第1例的示意图。图19是用于说明本发明的实施方式的膜的制造方法的第3例的示意图,图20是用于说明本发明的实施方式的膜的制造方法的第3例的俯视图。
图18所示的制造装置60中,外壳62的内部62a中设置有工作台64、配置在工作台64上的温度控制器66、涂布刮板10、及使涂布刮板10在第1方向D1及第1方向D1的相反方向上移动的导轨74。第1方向D1如上所述为平面部12的长度方向。
工作台64与温度控制器66连接于驱动器68,通过驱动器68并通过工作台64控制基板30的移动及基于温度控制器66的基板30的温度。涂布刮板10经由供给管16连接于供给部72。
导轨74连接于马达78,通过马达78,涂布刮板10在第1方向D1及第1方向D1的相反方向上移动。
驱动器68、供给部72及马达78连接于控制部79,驱动器68、供给部72及马达78被控制部79控制。
第1方向D1与平行于工作台64的表面的方向对齐。因此,第1方向D1的相反方向也为与工作台64的表面平行的方向。并且,基板30相对于工作台64,以基板30的表面30a与工作台64的表面平行的方式配置,因此第1方向D1为由与基板30的表面30a平行的面(未图示)规定的方向。
工作台64上配置有温度控制器66,进而配置有基板30,能够使基板30在第1方向D1及第1方向D1的相反方向上移动。并且,工作台64还能够使基板30在与第1方向D1正交的第2方向D2(参考图1)及第2方向D2的相反方向上移动。
工作台64只要能够使基板30在上述第1方向D1及其相反方向、以及第2方向D2及其相反方向上移动,则其构成并无特别限定。工作台64也可以为能够使基板30在分别与第1方向D1及第2方向D2正交的第3方向D3上移动的构成。
温度控制器66是将基板30的温度设为预先设定的温度,并保持该温度的控制器。温度控制器66只要能够如上所述将基板30的温度设为预先设定的温度,则其构成并无特别限定。温度控制器66中例如能够使用加热板。
连接于涂布刮板10的供给管16只要能够将上述膜形成用的各种溶液从供给部72供给至涂布刮板10的对置面12a(参考图2)与基板30的表面30a之间,则其构成并无特别限定。供给管16优选具有可挠性,以使当涂布刮板10移动时能够追随。供给管16的数量并不限定于1个,可以是多个,根据涂布刮板10的大小、所形成的膜的大小等适当确定。
供给部72是如上所述向涂布刮板10的对置面12a(参考图2)与基板30的表面30a之间供给原料溶液36的供给部,例如具有:储液灌(未图示),储存原料溶液36;泵(未图示),将储液灌内的原料溶液36向涂布刮板10输送;及流量计(未图示),测定上述原料溶液36的输送量。作为供给部72,例如能够使用注射器泵。
供给部72、供给管16优选适时加热调温。优选设为与基板温度相同程度的温度。通过加热可靠地溶解膜形成用原料溶液36,由此能够稳定地供给原料溶液36。并且,供给时原料溶液36与基板30的温度差越小,越能够形成稳定的储液部34(参考图2)。
并且,涂布刮板10上设有传感器70,所述传感器测定配置在温度控制器66上的基板30的表面30a与涂布刮板10(参考图2)的对置面12a(参考图2)的距离。该传感器70连接于控制部79,根据基板30的表面30a与涂布刮板10(参考图2)的对置面12a(参考图2)的距离,由控制部79控制驱动器68、供给部72及马达78。传感器70只要能够测定上述距离,则其构成并无特别限定,例如,利用光学测定方法进行测定。传感器70中能够适当利用使用了光的干涉的传感器、使用了共焦的传感器、及使用了激光的传感器等。
涂布刮板10通过托架76安装于导轨74。托架76通过导轨74能够在第1方向D1及其相反方向上移动,涂布刮板10与托架76一起在第1方向D1及其相反方向上移动。托架76通过马达78在第1方向D1及其相反方向上移动。
托架76的位置能够根据设于导轨74的线性标度(未图示)的读取值进行计算,由此能够计算涂布刮板10的第1方向D1上的位置。托架76是能够改变涂布刮板10的安装高度及倾角θ的托架。并且,涂布刮板10的对置面12a(参考图2)的移动速度通过马达78进行调整。
制造装置60中,能够使涂布刮板10在第1方向D1及其相反方向上移动,且能够使基板30在第1方向D1及其相反方向上移动。
制造装置60中,关于第1间隙G1的大小d1及第2间隙G2的大小d2,从使涂布刮板10的对置面12a与基板30的表面30a接触的状态,由上升托架76的量测定第2间隙G2的大小d2。只要在托架76设置高度调整用的测微计(未图示)就能够测定第2间隙G2的大小d2。进而若知道涂布刮板10的倾角θ,则根据涂布刮板10的长度,也能够计算第1间隙G1的大小d1。涂布刮板10的长度是指图1中平面部12的长度方向的长度。
接着,对连续形成膜的方法进行说明。
将涂布刮板10的对置面12a相对于基板30的表面30a,设为设有上述第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3的状态,对置面12a倾斜倾角θ而配置。
接着,从供给部72(参考图18)经由供给管16向储液部34供给原料溶液36。此时,基板30的基板温度被设为由上述温度控制器66(参考图18)预先设定的温度。
向涂布刮板10与基板30的表面30a之间即储液部34供给原料溶液36,并且如图19及图20所示,在使涂布刮板10的对置面12a与原料溶液36接触的状态下,以预先设定的移动速度使基板30相对于涂布刮板10向方向DB移动。由此,开放部33的原料溶液36的液面36a与基板30的表面30a接触的区域成为作为形成膜38的起点的晶体生长部Cg(参考图19),从该晶体生长部Cg依次向方向DF形成膜38。如此,一边向涂布刮板10移动的方向DF涂布原料溶液36,一边向方向DF连续形成膜38。
一边供给原料溶液36,一边连续地形成膜38的情况下,也通过设置侧面14,对原料溶液36施加表面张力而抑制原料溶液36的振动,进而加快原料溶液36的蒸发速度,因此能够连续形成膜厚均匀的膜,进而能够对膜形成的高速化做出贡献。
另外,方向DB为从原料溶液36的中心朝向开放部33的方向,是与上述第1方向D1的相反方向相同的方向。方向DF为方向DB的反方向,是与第1方向D1相同的方向。
并且,移动基板30而进行成膜时,如上所述第2间隙G2的大小d2的下限为10μm,间隙G3的大小d3的下限为10μm。由于一边供给原料溶液36一边进行成膜,因此能够在第1间隙G1的大小d1不变的状态下进行成膜。另外,第1间隙G1的大小d1也可以发生变化。在连续地形成膜的情况下,第2间隙G2的大小d2与间隙G3的大小d3可以相同,也可以不同。
原料溶液36的供给量根据基板30的温度、移动速度、所形成的膜38的大小等而适当确定。
关于晶体生长部Cg,获取包括储液部34及膜38的数位图像,将该数位图像撷取于计算机中,基于该数位图像,目视观察储液部34与膜38的边界附近,由此能够特定晶体生长部Cg。
另外,对使基板30向方向DB移动而连续形成膜38的情况进行了说明,但并不限定于此,即使以预先设定的移动速度使涂布刮板10向方向DF移动,也能够如上所述向方向DF连续形成膜38。
将原料溶液36的溶剂的沸点设为Tb℃,将基板温度设为Ts℃时,在上述任一膜38的制造方法中,基板温度Ts优选都保持在Tb-50℃≤Ts≤Tb的温度。若基板温度在上述温度范围内,则能够促进原料溶液36的溶剂的蒸发,并提高膜38的成膜速度,且能够提高膜38的生产率。
形成膜38时的基板温度Ts更优选为Tb-20℃≤Ts≤Tb。另外,基板温度Ts为基板30的表面30a的温度。
并且,形成膜38时的基板30的移动速度即涂布刮板10的对置面12a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,则关于膜38能够得到较快的成膜速度,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,在上述移动速度为100mm/分钟左右为止,作为膜38能够得到晶体性及迁移率较高的有机半导体膜。
并且,膜38的形成例如在大气中、大气压下完成。
膜38的制造方法中,利用传感器70(参考图18)测定涂布刮板10的对置面12a与基板30的表面30a的距离,保持第1间隙G1、第2间隙G2及间隙G3,且基板30向方向DB移动。
制造装置60为单片式,但膜的制造方法并不限定于单片式,如图21所示的制造装置60a那样也可以为辊对辊方式。
另外,图21的制造装置60a中,对与图18所示的制造装置60相同的构成物标注相同符号,并省略其详细说明。
图21所示的制造装置60a与图18的制造装置60相比,在如下点上不同,即,未设置有工作台64,且基板30的搬送形态张架于卷放辊80及卷取辊82,在基板30的表面30a侧如上所述配置有涂布刮板10,在背面30b侧配置有温度控制器66,除此以外的构成与图18的制造装置60的构成相同。
图21的制造装置60a中,通过温度控制器66而基板温度被设为预先设定的温度,并通过涂布刮板10形成膜38。另外,形成膜38时,可以利用卷取辊82来卷绕而搬送基板30,也可以移动涂布刮板10。
上述膜形成用的原料溶液36例如为包含具有取向性的材料的溶液。包含具有取向性的材料的溶液例如为包含形成晶体的材料的溶液或包含有机半导体的溶液。有机半导体不仅是晶体管也有机太阳电池材料。具有晶体性的材料例示有克酮酸及咪唑化合物等有机强介电体、以及PI-NDI(吡咯亚胺-萘二酰亚胺化合物)等气体传感器材料。
以下,对在原料溶液36中使用的包含有机半导体的溶液进行具体说明。包含有机半导体的溶液中通常至少包含有机半导体(有机半导体化合物)及溶剂。
有机半导体的种类并无特别限制,能够使用公知的有机半导体。具体而言,例示有6,13-双(三异丙基硅基乙炔基)稠五苯(TIPS稠五苯)、四甲基稠五苯、全氟稠五苯等稠五苯类、TES-ADT(5,11-双(三乙基硅基乙炔基)蒽二噻吩)、diF-TES-ADT(2,8-二氟-5,11-双(三乙基硅基乙炔基)蒽二噻吩)等蒽二噻吩类、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-didecyl-dinaphtho[2,3-d:2',3'-d']-benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene)、Cn-DNTT(dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene)等二萘并噻吩并噻吩(Dinaphthothienothiophene)类、迫咕吨并咕吨(Perixanthenoxanthene)等二氧杂蒽嵌蒽类、红荧烯类、C60、PCBM([6,6]-Phenyl-C61-Butyric Acid Methyl Ester)等富勒烯类、铜酞青、氟化铜酞青等酞青类、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((3-己基噻吩))等聚噻吩类、聚[2,5-双(3-十二烷基噻吩-2-基)噻吩并[3,2-b]噻吩](PBTTT)等聚噻吩并噻吩类等。
并且,溶剂的种类也并无特别限制,可举出甲醇、乙醇等醇系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁酮等酮系溶剂;苯、噻吩等芳香族系溶剂及它们的卤(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。
本发明基本上如上所述构成。以上,对本发明的膜的制造方法进行了详细说明,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特征进一步具体地进行说明。以下实施例所示的材料、试剂、使用量、物质量、比例、处理内容及处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨就能够适当变更。因此,本发明的范围并不应该被以下所示的具体例作限定性解释。
本实施例中,使用膜的制造方法,形成由有机半导体膜构成的有机半导体层,得到了实施例1~20及比较例1的薄膜晶体管。对于实施例1、实施例2及比较例1,评价了膜厚及薄膜晶体管元件特性。对于实施例3~20,评价了薄膜晶体管元件特性。
关于薄膜晶体管,在图9所示的底部栅极、顶部接触型薄膜晶体管40中,将沟道宽度设为1mm,将沟道长度设为50μm,以如下方式进行了制作。
<基板及下部电极>
首先,清洗玻璃基板之后,通过使用了金属遮罩的真空蒸镀制作了栅极图案。作为密接层,将厚度10nm的Cr(铬)蒸镀之后,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涂布于玻璃基板上,并通过硬化而形成。
<涂布有机半导体>
接着,将玻璃基板设置于工作台上的加热板,并将基板的表面设为温度100℃、120℃或140℃,涂布如下所述的原料溶液,形成有机半导体膜,从而得到了有机半导体层。
涂布刮板中使用了载玻片。调整了相对于玻璃基板的表面的载玻片的高度,以使倾角成为1°~6°的角度。
载玻片使用了18mm,24mm,32mm宽度的载玻片。
将调整为浓度0.05~0.3质量%的原料溶液以长度成为10~20mm左右的方式供给至涂布刮板的下方。供给原料溶液之后,作为侧面,设置了长方体形状的玻璃材。玻璃材使用了尺寸20mm×5mm×2mm的玻璃材。
在将涂布刮板静置于玻璃基板上而固定位置的状态下,朝向涂布刮板与基板的接触边缘92a(参考图23)原料溶液因蒸发而减少,形成了有机半导体膜。
作为原料溶液,有机半导体中使用C4-TBBT(噻吩并[3,2-f:4,5-f’]双[1]苯并噻吩),溶剂中使用了茴香醚。原料溶液设为以上述有机半导体的浓度成为0.1质量%的方式加热溶解于茴香醚的溶液。
<形成电极>
接着,在有机半导体层上,通过使用了金属遮罩的真空蒸镀法,将厚度70nm的Au(金)膜形成为源/漏电极。进行了电极的位置调整,以使相对于有机半导体的涂布宽度在中央附近制作薄膜晶体管。
[实施例1、实施例2及比较例1]
关于涂布刮板,使用宽度18mm的载玻片,以倾角4°进行了设置。将基板温度设为120℃。关于原料溶液的溶液浓度,进行浓度调整的同时进行了研究,以使在0.05~0.3质量%的范围得到优质的膜。溶液长度达到12mm为止导入了原料溶液。溶液长度的值为图26的y轴的值。
溶液长度的数值设为与第1方向D1平行的Y方向上的长度的值。宽度设为与Y方向正交的X方向上的长度的值。
实施例1为图22及图23所示的构成,涂布刮板90设为具有平面部92及侧面94的构成。图23的符号92a表示接触边缘。另外,图23为沿着图22的B1-B2线的剖视图。
关于实施例2,对侧面的玻璃材实施了UV(Ultraviolet)处理。
比较例1为图24及图25所示的构成,涂布刮板100仅由平面部102构成,设为在侧面未设置玻璃材的构成。图25的符号102a表示接触边缘。另外,图25为沿着图24的A1-A2线的剖视图。
[实施例3~实施例20]
关于涂布刮板,使用宽度18mm的载玻片,以倾角1°~6°的范围进行了设置。将基板温度设为100℃、120℃或140℃。关于原料溶液的溶液浓度,进行浓度调整的同时进行了研究,以使在0.05~0.3质量%的范围得到优质的膜。溶液长度达到12mm为止导入了原料溶液。溶液长度的值为图26的y轴的值。
为了对薄膜晶体管元件特性进行评价,在后面进行详述,但与实施例1、实施例2及比较例1相同地,对于图26所示的9个各区域S1~S9,分别测定饱和迁移率,并根据其平均值,对薄膜晶体管元件特性进行了评价。
下述表1中,示出实施例1、实施例2及比较例1的膜厚及薄膜晶体管元件特性。下述表2中,示出实施例3~实施例20的薄膜晶体管元件特性。
另外,在下述表1及表2中,将薄膜晶体管元件特性记为“TFT特性”。
以下,对有机半导体膜的膜厚及有机半导体膜的饱和迁移率的测定方法进行说明。
<膜厚>
关于所形成的有机半导体膜的膜厚,如图26所示将区域S划分为S1~S9合计9个区域,对各区域S1~S9的膜厚进行了测定。有机半导体膜的膜厚的测定中使用了触针式段差计(DEKTAK)。关于区域S,对于图22所示的实施例中使用的涂布刮板及图24所示的比较例中使用的涂布刮板,分别以相同的范围进行了设定。关于图22及图24所示的区域S的范围,在y方向上设为12mm,在x方向上设为18mm。
<饱和迁移率>
关于薄膜晶体管元件特性,使用半导体参数分析仪(Agilent公司制4156C),对所制作的薄膜晶体管的饱和迁移率进行了测定。
关于饱和迁移率,与膜厚相同地,将图26所示的区域S划分为S1~S9合计9个区域,对各区域S1~S9测定了饱和迁移率。
根据所测定的饱和迁移率μ,以以下评价基准对薄膜晶体管元件特性进行了评价。
A饱和迁移率μ为1.0cm2/Vs以上
B饱和迁移率μ为0.1cm2/Vs以上且小于1.0cm2/Vs
C饱和迁移率μ为0.01cm2/Vs以上且小于0.1cm2/Vs
D饱和迁移率μ小于0.01cm2/Vs
[表1]
[表2]
基板温度(℃) | 倾角(°) | TFT特性 | |
实施例3 | 100 | 1 | C |
实施例4 | 100 | 2 | C |
实施例5 | 100 | 3 | B |
实施例6 | 100 | 4 | B |
实施例7 | 100 | 5 | B |
实施例8 | 100 | 6 | C |
实施例9 | 120 | 1 | B |
实施例10 | 120 | 2 | B |
实施例11 | 120 | 3 | A |
实施例12 | 120 | 4 | A |
实施例13 | 120 | 5 | A |
实施例14 | 120 | 6 | B |
实施例15 | 140 | 1 | C |
实施例16 | 140 | 2 | B |
实施例17 | 140 | 3 | A |
实施例18 | 140 | 4 | A |
实施例19 | 140 | 5 | A |
实施例20 | 140 | 6 | B |
如表1所示,实施例1及实施例2与比较例1相比,膜厚较薄,且膜厚的偏差较小,得到了均匀的膜。关于TFT特性,饱和迁移率的偏差也较小,饱和迁移率均匀。因此,TFT特性也良好。如此,实施例1及实施例2中,能够得到膜厚均匀并均匀性较高,且TFT特性也良好的优质的膜。实施例2在侧面实施了UV处理,对原料溶液的润湿性高于实施例1的侧面。因此,膜厚的均匀性及TFT特性的均匀性均优异。
图27中示出实施例1的膜,图28中示出比较例1的膜。图27及图28均为偏光显微镜的照片。
实施例1中,如图27所示得到了均匀的膜38,相对于此,比较例1如图28所示存在一部分混浊的区域104,形成有不均匀的膜38。混浊的区域104为膜厚不均匀,或者晶体不连续或取向不一致的区域。认为混浊的区域104由于没有侧面,从而产生如下结果:反覆产生原料溶液的蒸发及溶解,并引起额外的核生成。
如表2所示,实施例3~实施例20中,若基板温度为100℃、120℃及140℃且与基板温度无关地倾角为3°~5°,则饱和迁移率更高,TFT特性更加良好。
另外,关于涂布刮板,使用了宽度24mm及宽度32mm的载玻片时的结果并未示出,但得到与宽度18mm的载玻片相同的结果。
关于最初供给的溶液的长度,也在10~20mm的范围内得到相同的倾向。
符号说明
10、11-涂布刮板,12-平面部,12a-对置面,12c-部位,12d-角部,13、92a、102a-接触边缘,14、94-侧面,14b-端面,16-供给管,16a-供给口,30-基板,30a-表面,30b-背面,33-开放部,34-储液部,36-原料溶液,36a-液面,38-膜,39-区域,40-薄膜晶体管,42-基板,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,50-涂布头,52-支承体,60、60a-制造装置,62-外壳,62a-内部,64-工作台,66-温度控制器,68-驱动器,70-传感器,72-供给部,74-导轨,76-托架,78-马达,79-控制部,80-卷放辊,82-卷取辊,90、100-涂布刮板,92、102-平面部,104-区域,Bg-膜生长界面,Cg-晶体生长部,D1-第1方向,D2-第2方向,D3-第3方向,DB-方向,DF-方向,G1-第1间隙,G2-第2间隙,G3-间隙,S、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9-区域,θ-倾角。
Claims (15)
1.一种膜的制造方法,将包含形成膜的材料及溶剂的原料溶液供给到基板上,通过使所述溶剂干燥而将所述膜形成在所述基板上,所述膜的制造方法的特征在于,
使用在所述基板上保持所述原料溶液的涂布刮板,
所述涂布刮板具有:对置面,与所述基板的表面相对置;及至少1个侧面,设在所述对置面的周围,且与所述原料溶液接触,
使所述原料溶液的所述溶剂沿着特定方向干燥而形成所述膜。
2.根据权利要求1所述的膜的制造方法,其中,
至少所述涂布刮板的所述对置面及2个所述侧面这3面与所述原料溶液接触。
3.根据权利要求1或2所述的膜的制造方法,其中,
由所述涂布刮板的至少1个面确定干燥所述原料溶液的所述特定方向,该至少1个面是所述涂布刮板的所述对置面及至少2个所述侧面中的至少1个面。
4.根据权利要求1~3中任1项所述的膜的制造方法,其中,
仅由所述涂布刮板的1个面确定干燥所述原料溶液的所述特定方向,该1个面是所述涂布刮板的所述对置面及至少2个所述侧面中的1个面。
5.根据权利要求4所述的膜的制造方法,其中,
仅由所述涂布刮板的所述对置面,确定干燥所述原料溶液的所述特定方向。
6.根据权利要求1~5中任1项所述的膜的制造方法,其中,
所述涂布刮板具有2个侧面,2个所述侧面分别与所述基板的表面垂直,且相互对置设置。
7.根据权利要求1~6中任1项所述的膜的制造方法,其中,
所述涂布刮板的所述对置面相对于所述基板的表面倾斜。
8.根据权利要求7所述的膜的制造方法,其中,
所述涂布刮板的所述对置面相对于所述基板的表面的倾角为1°~6°。
9.根据权利要求1~8中任1项所述的膜的制造方法,其中,
被所述涂布刮板保持在所述基板上的所述原料溶液中,膜生长界面朝向所述原料溶液的中心而弯曲。
10.根据权利要求1~9中任1项所述的膜的制造方法,其中,
所述涂布刮板相对于所述基板的表面的位置是固定的。
11.根据权利要求1~9中任1项所述的膜的制造方法,其中,
所述涂布刮板具有开放所述原料溶液的周围的至少一部分的开放部,使所述基板向从所述原料溶液的中心朝向所述开放部的方向移动。
12.根据权利要求11所述的膜的制造方法,其中,
将所述原料溶液供给到所述基板的表面与所述涂布刮板之间,并且移动所述基板来连续形成所述膜。
13.根据权利要求1~12中任1项所述的膜的制造方法,其中,
将所述原料溶液的所述溶剂的沸点设为Tb℃,将基板温度设为Ts℃时,所述基板温度Ts保持在Tb-50℃≤Ts≤Tb的温度。
14.根据权利要求1~13中任1项所述的膜的制造方法,其中,
所述膜由具有取向性的材料形成。
15.根据权利要求14所述的膜的制造方法,其中,
所述具有取向性的材料为形成晶体的材料或有机半导体。
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