JP2003258256A - 有機ｔｆｔ装置及びその製造方法 - Google Patents
有機ｔｆｔ装置及びその製造方法Info
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- JP2003258256A JP2003258256A JP2002051247A JP2002051247A JP2003258256A JP 2003258256 A JP2003258256 A JP 2003258256A JP 2002051247 A JP2002051247 A JP 2002051247A JP 2002051247 A JP2002051247 A JP 2002051247A JP 2003258256 A JP2003258256 A JP 2003258256A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便な方法で製作でき、低コスト、高性能の
有機ＴＦＴ装置を提供する。 【解決手段】 導電膜の切削により形成された間隙が有
機半導体層で連結され、有機半導体からなるチャネルで
連結されたソース電極及びドレイン電極が構成された有
機ＴＦＴ素子をマトリクス配置する。
有機ＴＦＴ装置を提供する。 【解決手段】 導電膜の切削により形成された間隙が有
機半導体層で連結され、有機半導体からなるチャネルで
連結されたソース電極及びドレイン電極が構成された有
機ＴＦＴ素子をマトリクス配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＴＦＴ（Ｔｈ
ｉｎ Ｆｉｌｍ、Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）装置の製造技
術に関する。
ｉｎ Ｆｉｌｍ、Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）装置の製造技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばコンピュータディスプレイの表示
素子を駆動するスイッチング素子として用いられるＴＦ
Ｔ素子では、Ｓｉ半導体材料にソース部、ドレイン部に
ゲート電極を組み合わせることによりチャネルを形成
し、ソース部、ドレイン部間の電流のＯＮ，ＯＦＦを制
御する。このＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファ
スシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体
が用いられ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜
も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板
上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。
こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、
その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
素子を駆動するスイッチング素子として用いられるＴＦ
Ｔ素子では、Ｓｉ半導体材料にソース部、ドレイン部に
ゲート電極を組み合わせることによりチャネルを形成
し、ソース部、ドレイン部間の電流のＯＮ，ＯＦＦを制
御する。このＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファ
スシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体
が用いられ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜
も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板
上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。
こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、
その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００３】近年、特開平１０−１９０００１、特開２
０００−３０７１７２等で有機半導体を用いた有機ＴＦ
Ｔ装置が提案されており、印刷やインクジェット法によ
り簡便に作製できることが記載されている。また電界を
印加することで導電性が低下する特殊な挙動を示す有機
半導体材料を用いれば、電界を印加することで電流を遮
断するトランジスタも構成できる。
０００−３０７１７２等で有機半導体を用いた有機ＴＦ
Ｔ装置が提案されており、印刷やインクジェット法によ
り簡便に作製できることが記載されている。また電界を
印加することで導電性が低下する特殊な挙動を示す有機
半導体材料を用いれば、電界を印加することで電流を遮
断するトランジスタも構成できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機Ｔ
ＦＴの主要部である有機半導体チャネルの形成は、フォ
トリソグラフ法によるためプロセスが煩雑で、素子間の
性能にバラツキが出る等の問題があり、高性能のＴＦＴ
装置を大量生産するのには適していない。
ＦＴの主要部である有機半導体チャネルの形成は、フォ
トリソグラフ法によるためプロセスが煩雑で、素子間の
性能にバラツキが出る等の問題があり、高性能のＴＦＴ
装置を大量生産するのには適していない。
【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡便な方法で製作でき、素子間の
性能にバラツキがなく、大量生産を可能にするＴＦＴ装
置を提供することにある。
であり、その目的は、簡便な方法で製作でき、素子間の
性能にバラツキがなく、大量生産を可能にするＴＦＴ装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の発明により達成される。
記の発明により達成される。
【０００７】１．導電膜の切削により形成した間隙をも
って対向するソース電極及びドレイン電極、前記間隙を
埋める有機半導体層からなるチャネル、該チャネルを覆
うゲート絶縁層並びに該ゲート絶縁層を介して前記チャ
ネルと対向するゲート電極を備える有機ＴＦＴ素子を、
信号線と走査線で構成したマトリクスに配列し、前記ソ
ース電極で前記信号線の一部を、前記ゲート電極で前記
走査線の一部をそれぞれ構成したことを特徴とする有機
ＴＦＴ装置。
って対向するソース電極及びドレイン電極、前記間隙を
埋める有機半導体層からなるチャネル、該チャネルを覆
うゲート絶縁層並びに該ゲート絶縁層を介して前記チャ
ネルと対向するゲート電極を備える有機ＴＦＴ素子を、
信号線と走査線で構成したマトリクスに配列し、前記ソ
ース電極で前記信号線の一部を、前記ゲート電極で前記
走査線の一部をそれぞれ構成したことを特徴とする有機
ＴＦＴ装置。
【０００８】２．表示電極を有し該表示電極は前記ドレ
イン電極に接続されていることを特徴とする前記１に記
載の有機ＴＦＴ装置。
イン電極に接続されていることを特徴とする前記１に記
載の有機ＴＦＴ装置。
【０００９】３．前記表示電極に前記走査線に交差する
第１突出部を形成し、該第１突出部と前記信号線との間
に前記チャネルを形成したことを特徴とする前記２に記
載の有機ＴＦＴ装置。
第１突出部を形成し、該第１突出部と前記信号線との間
に前記チャネルを形成したことを特徴とする前記２に記
載の有機ＴＦＴ装置。
【００１０】４．前記信号線に前記信号線と交差する方
向に伸びた第２突出部を形成し、第第２突出部と前記表
示電極との間に前記チャネルを形成したことを特徴とす
る前記２に記載の有機ＴＦＴ装置。
向に伸びた第２突出部を形成し、第第２突出部と前記表
示電極との間に前記チャネルを形成したことを特徴とす
る前記２に記載の有機ＴＦＴ装置。
【００１１】５．前記切削が機械的切削処理であること
を特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機Ｔ
ＦＴ装置。
を特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機Ｔ
ＦＴ装置。
【００１２】６．前記切削がレーザアブレーションであ
ることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の
有機ＴＦＴ装置。
ることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の
有機ＴＦＴ装置。
【００１３】７．前記ゲート絶縁層は、大気圧プラズマ
法により形成された無機酸化物又は無機窒化物からなる
ことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有
機ＴＦＴ装置。
法により形成された無機酸化物又は無機窒化物からなる
ことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有
機ＴＦＴ装置。
【００１４】８．前記有機半導体層は、π共役系高分子
化合物からなる有機半導体を有することを特徴とする前
記１〜５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。
化合物からなる有機半導体を有することを特徴とする前
記１〜５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。
【００１５】９．高分子フィルムからなる支持体上に形
成されたことを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に
記載の有機ＴＦＴ装置。
成されたことを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に
記載の有機ＴＦＴ装置。
【００１６】１０．前記チャネルがポリイミド、ポリア
ミド、ポリエステル及びポリアクリレートから選択た支
持体上に形成されたことを特徴とする前記１〜９のいず
れか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。
ミド、ポリエステル及びポリアクリレートから選択た支
持体上に形成されたことを特徴とする前記１〜９のいず
れか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。
【００１７】１１．予備間隔をもって対向する第１導電
膜、該予備間隔及び該第１導電膜を覆う第２導電膜の前
記切削により前記チャネルを構成するための前記間隙を
形成したことを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項
に記載の有機ＴＦＴ装置。
膜、該予備間隔及び該第１導電膜を覆う第２導電膜の前
記切削により前記チャネルを構成するための前記間隙を
形成したことを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項
に記載の有機ＴＦＴ装置。
【００１８】１２．支持体上に信号線及び表示電極を形
成する導電膜形成工程、前記信号線と前記表示電極とを
接合する接合電極を形成する接合工程、該接合電極の一
部を切削により除去して、間隙を形成しソース電極及び
ドレイン電極を形成する切削加工工程、該間隙に有機半
導体層を充填する半導体層形成工程、前記ソース電極、
前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を覆うゲート絶
縁層を設ける絶縁層形成工程及び、前記ゲート絶縁層上
に走査線を構成するゲート電極を形成するゲート電極形
成工程、を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製
造方法。
成する導電膜形成工程、前記信号線と前記表示電極とを
接合する接合電極を形成する接合工程、該接合電極の一
部を切削により除去して、間隙を形成しソース電極及び
ドレイン電極を形成する切削加工工程、該間隙に有機半
導体層を充填する半導体層形成工程、前記ソース電極、
前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を覆うゲート絶
縁層を設ける絶縁層形成工程及び、前記ゲート絶縁層上
に走査線を構成するゲート電極を形成するゲート電極形
成工程、を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製
造方法。
【００１９】１３．支持体上に信号線及び表示電極を構
成する導電膜を形成する導電膜形成工程、該導電膜の一
部を切削により除去して、間隙を形成しソース電極及び
ドレイン電極を形成する切削加工工程、該間隙に有機半
導体層を充填する半導体膜形成工程、前記ソース電極、
前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を覆うゲート絶
縁層を設ける絶縁層形成工程及び、前記ゲート絶縁層上
に走査線を構成するゲート電極を形成するゲート電極形
成工程、を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製
造方法。
成する導電膜を形成する導電膜形成工程、該導電膜の一
部を切削により除去して、間隙を形成しソース電極及び
ドレイン電極を形成する切削加工工程、該間隙に有機半
導体層を充填する半導体膜形成工程、前記ソース電極、
前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を覆うゲート絶
縁層を設ける絶縁層形成工程及び、前記ゲート絶縁層上
に走査線を構成するゲート電極を形成するゲート電極形
成工程、を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製
造方法。
【００２０】１４．前記ゲート絶縁層は無機酸化物又は
無機窒化物からなることを特徴とする前記１２又は前記
１３に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
無機窒化物からなることを特徴とする前記１２又は前記
１３に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
【００２１】１５．前記絶縁層形成工程は、大気圧プラ
ズマ法により行われることを特徴とする前記１２〜１４
のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
ズマ法により行われることを特徴とする前記１２〜１４
のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
【００２２】１６．前記ソース電極を信号線で形成し、
該信号線上に前記絶縁像を形成することを特徴とする前
記１２〜１５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の
製造方法。
該信号線上に前記絶縁像を形成することを特徴とする前
記１２〜１５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の
製造方法。
【００２３】１７．前記絶縁層形成工程において、前記
絶縁層を装置全面に形成することを特徴とする前記１２
〜１６のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方
法。
絶縁層を装置全面に形成することを特徴とする前記１２
〜１６のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方
法。
【００２４】１８．前記接合工程がスクリーン印刷法又
はインクジェット法により行われることを特徴とする前
記１２に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
はインクジェット法により行われることを特徴とする前
記１２に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく述べ
る。
る。
【００２６】図１に本発明の有機ＴＦＴ素子の構成をモ
デル的に示す。図示の有機ＴＦＴ素子１０では、ソース
電極２とドレイン電極３を連結する有機半導体からなる
チャネル４がゲート絶縁層６を介してゲート電極５と対
向するように支持体７上に形成されている。
デル的に示す。図示の有機ＴＦＴ素子１０では、ソース
電極２とドレイン電極３を連結する有機半導体からなる
チャネル４がゲート絶縁層６を介してゲート電極５と対
向するように支持体７上に形成されている。
【００２７】本発明において、ソース電極２とドレイン
電極３とを連結するチャネル４を構成する有機半導体材
料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリ
ピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換
ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポ
リピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフ
ェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベン
ゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナ
フテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチエニレン
ビニレンなどのポリチエニレンビニレン類、ポリ（ｐ−
フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニ
レン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、
ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリ
ン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリ
アセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレ
ン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレン
などのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置
換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレ
ノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリ
ベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレ
ン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドール
などのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピ
リダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘ
プタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセ
ン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コ
ロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカム
アントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の
炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基など
の官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、
トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノン
など）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスル
フィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開
平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用
いることができる。
電極３とを連結するチャネル４を構成する有機半導体材
料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリ
ピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換
ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポ
リピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフ
ェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベン
ゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナ
フテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチエニレン
ビニレンなどのポリチエニレンビニレン類、ポリ（ｐ−
フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニ
レン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、
ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリ
ン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリ
アセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレ
ン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレン
などのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置
換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレ
ノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリ
ベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレ
ン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドール
などのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピ
リダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘ
プタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセ
ン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コ
ロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカム
アントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の
炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基など
の官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、
トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノン
など）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスル
フィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開
平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用
いることができる。
【００２８】また、これらのポリマーと同じ繰返し単位
を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチ
オフェン、α，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェ
ン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，
ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフ
ェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適
に用いることができる。
を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチ
オフェン、α，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェ
ン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，
ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフ
ェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適
に用いることができる。
【００２９】さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２
５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの
金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テ
トラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフ
ルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テ
トラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１
Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス
（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジ
オクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸
ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７−テトラカ
ルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジ
イミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカ
ルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸
ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、
Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ84等フラーレン類、ＳＷＮ
Ｔなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、
ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの
金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テ
トラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフ
ルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テ
トラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１
Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス
（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジ
オクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸
ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７−テトラカ
ルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジ
イミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカ
ルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸
ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、
Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ84等フラーレン類、ＳＷＮ
Ｔなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、
ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００３０】これらのπ共役系材料のうちでも、チオフ
ェン、ビニレン、チエニレンビニレン、フェニレンビニ
レン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの
２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが
４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎ
が２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環
芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸
ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種が好ましい。
ェン、ビニレン、チエニレンビニレン、フェニレンビニ
レン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの
２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが
４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎ
が２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環
芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸
ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種が好ましい。
【００３１】また、その他の有機半導体材料としては、
テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジ
メタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフル
バレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴ
ＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機
分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポ
リゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２
６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることが
できる。
テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジ
メタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフル
バレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴ
ＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機
分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポ
リゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２
６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることが
できる。
【００３２】本発明においては、有機半導体層に、たと
えば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、
シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有
する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレ
ンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体な
どのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、
たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸
基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材
料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラ
セン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン
類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導
体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電
子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、
いわゆるドーピング処理を施してもよい。
えば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、
シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有
する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレ
ンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体な
どのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、
たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸
基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材
料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラ
セン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン
類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導
体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電
子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、
いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００３３】前記ドーピングとは電子授与性分子（アク
セプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパン
トとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ド
ーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合
物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いる
ドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用
可能である。
セプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパン
トとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ド
ーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合
物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いる
ドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用
可能である。
【００３４】このアクセプターとしてＣｌ2、Ｂｒ2、Ｉ
2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、Ｐ
Ｆ5、ＡｓＦ5、ＳｂＦ5、ＢＦ3、ＢＣ１3、ＢＢｒ3、Ｓ
Ｏ3などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ3、Ｈ2Ｓ
Ｏ4、ＨＣｌＯ4、ＦＳＯ3Ｈ、ＣｌＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＳＯ3
Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機
酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、
ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、ＮｂＣｌ5、ＴａＣｌ5、ＭｏＣｌ
5、ＷＦ5、ＷＣｌ6、ＵＦ6、ＬｎＣｌ3（Ｌｎ＝Ｌａ、
Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷
移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ4 -、Ｐ
Ｆ6 -、ＡｓＦ5 -、ＳｂＦ6 -、ＢＦ4 -、スルホン酸アニオ
ンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、Ｐ
Ｆ5、ＡｓＦ5、ＳｂＦ5、ＢＦ3、ＢＣ１3、ＢＢｒ3、Ｓ
Ｏ3などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ3、Ｈ2Ｓ
Ｏ4、ＨＣｌＯ4、ＦＳＯ3Ｈ、ＣｌＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＳＯ3
Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機
酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、
ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、ＮｂＣｌ5、ＴａＣｌ5、ＭｏＣｌ
5、ＷＦ5、ＷＣｌ6、ＵＦ6、ＬｎＣｌ3（Ｌｎ＝Ｌａ、
Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷
移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ4 -、Ｐ
Ｆ6 -、ＡｓＦ5 -、ＳｂＦ6 -、ＢＦ4 -、スルホン酸アニオ
ンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００３５】またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの
アルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの
希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ4Ｐ+、Ｒ4Ａｓ+、
Ｒ3Ｓ+、アセチルコリンなどをあげることができる。
ｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの
アルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの
希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ4Ｐ+、Ｒ4Ａｓ+、
Ｒ3Ｓ+、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００３６】これらのドーパントのドーピングの方法と
して予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパント
を後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパ
ントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の
方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用い
る気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該
薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体
状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡
散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることが
できる。また液相ドーピングにおいては電解を施すこと
によってドーピングの効率を調整することができる。後
者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶
液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たと
えば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物ととも
にドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入
することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製
する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲ
ットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを
導入させることができる。さらに他の方法として、電気
化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピ
ングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、
５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理
的ドーピングの何れも使用可能である。
して予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパント
を後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパ
ントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の
方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用い
る気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該
薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体
状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡
散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることが
できる。また液相ドーピングにおいては電解を施すこと
によってドーピングの効率を調整することができる。後
者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶
液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たと
えば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物ととも
にドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入
することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製
する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲ
ットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを
導入させることができる。さらに他の方法として、電気
化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピ
ングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、
５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理
的ドーピングの何れも使用可能である。
【００３７】これら有機薄膜の作製法としては、真空蒸
着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスター
ビーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレー
ティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重
合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、ス
ピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、
キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコー
ト法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用でき
る。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液
を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート
法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコー
ト法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。
着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスター
ビーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレー
ティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重
合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、ス
ピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、
キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコー
ト法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用でき
る。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液
を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート
法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコー
ト法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。
【００３８】これら有機半導体からなる薄膜の膜厚とし
ては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性
は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右され
る場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なる
が、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好まし
い。
ては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性
は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右され
る場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なる
が、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好まし
い。
【００３９】ソース電極２、ドレイン電極３、ゲート電
極５を構成する材料としては、導電性材料であれば特に
限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、
鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジ
ウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、
ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステ
ン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（Ｉ
ＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファ
イト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボン
ペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネ
シウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタ
ン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナト
リウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リ
チウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグ
ネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合
物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／
酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合
物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミ
ニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あ
るいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性
ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロ
ール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチ
オフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（Ｐ
ＳＳ）の錯体なども好適に用いられる。ソース電極、ド
レイン電極は、上に挙げた中でも半導体層との接触面に
おいて電気抵抗が少ないものが好ましい。
極５を構成する材料としては、導電性材料であれば特に
限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、
鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジ
ウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、
ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステ
ン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（Ｉ
ＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファ
イト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボン
ペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネ
シウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタ
ン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナト
リウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リ
チウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグ
ネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合
物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／
酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合
物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミ
ニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あ
るいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性
ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロ
ール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチ
オフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（Ｐ
ＳＳ）の錯体なども好適に用いられる。ソース電極、ド
レイン電極は、上に挙げた中でも半導体層との接触面に
おいて電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００４０】電極の形成方法としては、上記を原料とし
て蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電
性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を
用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属
箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用い
てエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶
液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジ
ェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリ
ソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成して
もよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むイ
ンク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリ
ーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いる
ことができる。
て蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電
性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を
用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属
箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用い
てエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶
液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジ
ェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリ
ソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成して
もよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むイ
ンク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリ
ーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いる
ことができる。
【００４１】ゲート絶縁層６を構成する材料としては種
々の絶縁物を用いることができるが、特に、比誘電率の
高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、
酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タン
タル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン
酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バ
リウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタ
ン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ
化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸
ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビ
スマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、ペントオキサイ
ドタンタル、ジオキサイドチタン、トリオキサイドイッ
トリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいの
は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化
タンタル、酸化チタンである。
々の絶縁物を用いることができるが、特に、比誘電率の
高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、
酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タン
タル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン
酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バ
リウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタ
ン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ
化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸
ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビ
スマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、ペントオキサイ
ドタンタル、ジオキサイドチタン、トリオキサイドイッ
トリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいの
は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化
タンタル、酸化チタンである。
【００４２】無機酸化物皮膜の形成方法としては、真空
蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタ
ービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレ
ーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プ
ラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、
スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート
法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイ
コート法などの塗布による方法、印刷やインクジェット
などのパターニングによる方法などのウェットプロセス
が挙げられ、材料に応じて使用できる。ウェットプロセ
スは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは
水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて
分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例
えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆる
ゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、
大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタ
ービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレ
ーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プ
ラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、
スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート
法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイ
コート法などの塗布による方法、印刷やインクジェット
などのパターニングによる方法などのウェットプロセス
が挙げられ、材料に応じて使用できる。ウェットプロセ
スは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは
水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて
分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例
えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆる
ゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、
大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
【００４３】大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁
膜の形成方法については以下にように説明される。上記
大気圧下でのプラズマ製膜処理とは、大気圧または大気
圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起
し、基材上に薄膜を形成する処理を指し、その方法につ
いては特開平１１−１３３２０５号、特開２０００−１
８５３６２号、特開平１１−６１４０６号、特開２００
０−１４７２０９号、同２０００−１２１８０４号等に
記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称す
る）。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成
することができる。
膜の形成方法については以下にように説明される。上記
大気圧下でのプラズマ製膜処理とは、大気圧または大気
圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起
し、基材上に薄膜を形成する処理を指し、その方法につ
いては特開平１１−１３３２０５号、特開２０００−１
８５３６２号、特開平１１−６１４０６号、特開２００
０−１４７２０９号、同２０００−１２１８０４号等に
記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称す
る）。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成
することができる。
【００４４】また有機化合物皮膜としては、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光
ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あ
るいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリ
ビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック
樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもで
きる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェット
プロセスが好ましい。
ド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光
ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あ
るいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリ
ビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック
樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもで
きる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェット
プロセスが好ましい。
【００４５】無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層し
て併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚とし
ては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎ
ｍ〜１μｍである。ゲート絶縁層６の厚さは０．１〜
１．０μｍ程度が好ましい。
て併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚とし
ては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎ
ｍ〜１μｍである。ゲート絶縁層６の厚さは０．１〜
１．０μｍ程度が好ましい。
【００４６】支持体７としては、ガラスやフレキシブル
樹脂制のシートで構成され、例えばプラスチックフィル
ムをシートとして用いることができる。プラスチックフ
ィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポ
リエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート
（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セル
ロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなる
フィルム等が挙げられる。
樹脂制のシートで構成され、例えばプラスチックフィル
ムをシートとして用いることができる。プラスチックフ
ィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポ
リエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート
（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セル
ロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなる
フィルム等が挙げられる。
【００４７】これらの高分子フィルムには、トリオクチ
ルホスフェートやジブチルフタレート等の可塑剤を添加
してもよく、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系
等の公知の紫外線吸収剤を添加してもよい。また、テト
ラエトキシシラン等の無機高分子の原料を添加し、化学
触媒や熱、光等のエネルギーを付与することにより高分
子量化する、いわゆる有機−無機ポリマーハイブリッド
法を適用して作製した樹脂を原料として用いることもで
きる。
ルホスフェートやジブチルフタレート等の可塑剤を添加
してもよく、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系
等の公知の紫外線吸収剤を添加してもよい。また、テト
ラエトキシシラン等の無機高分子の原料を添加し、化学
触媒や熱、光等のエネルギーを付与することにより高分
子量化する、いわゆる有機−無機ポリマーハイブリッド
法を適用して作製した樹脂を原料として用いることもで
きる。
【００４８】さて本発明は、導電膜の切削により形成さ
れた間隙を有機半導体膜で連結して、有機半導体からな
るチャネルで連結されたソース電極及びドレイン電極を
構成することを特徴とする。
れた間隙を有機半導体膜で連結して、有機半導体からな
るチャネルで連結されたソース電極及びドレイン電極を
構成することを特徴とする。
【００４９】導電膜を切削する方法としてはレーザーア
ブレーション法、ダイシングソーやダイアモンドブレー
ド、ダイアモンドニードルによる加工等が挙げられる。
ブレーション法、ダイシングソーやダイアモンドブレー
ド、ダイアモンドニードルによる加工等が挙げられる。
【００５０】切削加工用のレーザーとしては、ルビーレ
ーザー、ガラスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＧａＡｌＡ
ｓやＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザー、ＡｒＦ，Ｋｒ
Ｆ，ＸｅＣｌ，ＸｅＦ等のエキシマレーザー、炭酸ガス
レーザー、Ａｒイオンレーザー等が挙げられ、これらの
うちエキシマレーザーが好ましく、特にＫｒＦエキシマ
レーザーが好ましい。
ーザー、ガラスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＧａＡｌＡ
ｓやＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザー、ＡｒＦ，Ｋｒ
Ｆ，ＸｅＣｌ，ＸｅＦ等のエキシマレーザー、炭酸ガス
レーザー、Ａｒイオンレーザー等が挙げられ、これらの
うちエキシマレーザーが好ましく、特にＫｒＦエキシマ
レーザーが好ましい。
【００５１】例えばエキシマレーザーによるアブレーシ
ョン法は、常温常圧で、短時間にミクロンオーダーの精
度の、熱歪みやバリの無い穴や溝を形成できる。またマ
スクを通してエキシマレーザー光を被加工物（ワーク）
に照射すれば、マスクパターンを転写して任意の形状の
穴や溝を形成できる。エキシマレーザーはパルスとして
発振され、材料を１パルスで約０．０１〜０．５μｍ除
去できるので、パルス数で除去する深さを正確に制御で
きる。
ョン法は、常温常圧で、短時間にミクロンオーダーの精
度の、熱歪みやバリの無い穴や溝を形成できる。またマ
スクを通してエキシマレーザー光を被加工物（ワーク）
に照射すれば、マスクパターンを転写して任意の形状の
穴や溝を形成できる。エキシマレーザーはパルスとして
発振され、材料を１パルスで約０．０１〜０．５μｍ除
去できるので、パルス数で除去する深さを正確に制御で
きる。
【００５２】図２は本発明の実施の形態に係る有機ＴＦ
Ｔ装置を用いた表示装置示す。マトリクス配置されたセ
ルの各々は、有機ＴＦＴ素子１０、表示電極１１、蓄積
コンデンサ１２及び表示素子１７を有する。信号線１３
は有機ＴＦＴ素子１０のソース電極に接続され、走査線
１４は有機ＴＦＴ素子１０のゲート電極に接続され、表
示電極１１は有機ＴＦＴ素子１０のドレイン電極に接続
される。１５は垂直駆動回路、１６は水平駆動回路、１
７は液晶、電気泳動素子等の表示素子である。なお、表
示素子１７は等価回路で示されている。
Ｔ装置を用いた表示装置示す。マトリクス配置されたセ
ルの各々は、有機ＴＦＴ素子１０、表示電極１１、蓄積
コンデンサ１２及び表示素子１７を有する。信号線１３
は有機ＴＦＴ素子１０のソース電極に接続され、走査線
１４は有機ＴＦＴ素子１０のゲート電極に接続され、表
示電極１１は有機ＴＦＴ素子１０のドレイン電極に接続
される。１５は垂直駆動回路、１６は水平駆動回路、１
７は液晶、電気泳動素子等の表示素子である。なお、表
示素子１７は等価回路で示されている。
【００５３】水平駆動回路１６により走査線１４を順次
オン状態にし、垂直駆動回路１５からデータ信号を供給
することにより、有機ＴＦＴ素子１０を介して蓄積コン
デンサ１２に電荷を注入して表示電極１１に駆動電圧を
発生させ表示素子１７を駆動する。蓄積コンデンサ１２
に蓄積された電荷は、有機ＴＦＴ素子１０のスイッチン
グ機能により次のフレームが選択されるまで保持され
る。
オン状態にし、垂直駆動回路１５からデータ信号を供給
することにより、有機ＴＦＴ素子１０を介して蓄積コン
デンサ１２に電荷を注入して表示電極１１に駆動電圧を
発生させ表示素子１７を駆動する。蓄積コンデンサ１２
に蓄積された電荷は、有機ＴＦＴ素子１０のスイッチン
グ機能により次のフレームが選択されるまで保持され
る。
【００５４】次に、有機ＴＦＴ装置の製造について説明
する。本発明の実施の形態に係る有機ＴＦＴ装置は、ロ
ールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ ＲＯＬＬ）工程によ
り製造するのに適しており、低コストの大量生産が可能
になる。
する。本発明の実施の形態に係る有機ＴＦＴ装置は、ロ
ールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ ＲＯＬＬ）工程によ
り製造するのに適しており、低コストの大量生産が可能
になる。
【００５５】図３、４は製造工程の概念図である。導電
膜形成工程Ｓ１において、フィルムからなる支持体７上
に第１導電膜としての導電膜２０、２１を形成する。導
電膜２０は図２における表示電極１１を形成し、導電膜
２１は信号線１３を形成する。矢印Ｘは製造工程におけ
る支持体７の搬送方向である。導電膜２０には、突出部
２０ａが形成され、導電膜２１と突出部２０ａとの間に
は予備間隔Ｄ１が形成される。
膜形成工程Ｓ１において、フィルムからなる支持体７上
に第１導電膜としての導電膜２０、２１を形成する。導
電膜２０は図２における表示電極１１を形成し、導電膜
２１は信号線１３を形成する。矢印Ｘは製造工程におけ
る支持体７の搬送方向である。導電膜２０には、突出部
２０ａが形成され、導電膜２１と突出部２０ａとの間に
は予備間隔Ｄ１が形成される。
【００５６】導電膜２０、２１には、金、銀、銅等の金
属、ＩＴＯ等の金属酸化物、導電性ポリマー、導電性微
粒子の分散体が用いられる。金属又は金属酸化物は蒸
着、スパッタ、ＣＶＤ又はラミネート等により形成さ
れ、フォトリソグラフ法によりパターニングされる。導
電性ポリマー又は導電性微粒子の分散体から導電膜を形
成するには、インクジェット、スクリーン印刷等により
パターン印刷するか又は塗布液を用いて全面塗布しフォ
トリソグラフ法によりパターニングする。
属、ＩＴＯ等の金属酸化物、導電性ポリマー、導電性微
粒子の分散体が用いられる。金属又は金属酸化物は蒸
着、スパッタ、ＣＶＤ又はラミネート等により形成さ
れ、フォトリソグラフ法によりパターニングされる。導
電性ポリマー又は導電性微粒子の分散体から導電膜を形
成するには、インクジェット、スクリーン印刷等により
パターン印刷するか又は塗布液を用いて全面塗布しフォ
トリソグラフ法によりパターニングする。
【００５７】接合工程Ｓ２において、接合電極であり、
また第２導電膜としての導電膜２２が形成され、導電膜
２０と２１が接合される。導電膜２２には、仕事関数が
４．５以上の材料が望ましい。このような材料として
は、金、銀、銅、白金、ニッケル、イリジウム、タング
ステン、モリブデン等の金属及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ誘
導体等の導電性ポリマーがある。
また第２導電膜としての導電膜２２が形成され、導電膜
２０と２１が接合される。導電膜２２には、仕事関数が
４．５以上の材料が望ましい。このような材料として
は、金、銀、銅、白金、ニッケル、イリジウム、タング
ステン、モリブデン等の金属及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ誘
導体等の導電性ポリマーがある。
【００５８】これらの金属の微粒子分散液又は導電性ポ
リマーの溶液をインクジェット又はスクリーン印刷によ
りパターン印刷するか又は全面塗布後フォトリソグラフ
によりパターニングして導電膜２２が形成される。
リマーの溶液をインクジェット又はスクリーン印刷によ
りパターン印刷するか又は全面塗布後フォトリソグラフ
によりパターニングして導電膜２２が形成される。
【００５９】切削加工工程Ｓ３において、導電膜２２を
切削加工して、予備間隔Ｄ１よりも狭い間隙Ｄ２を形成
する。切削加工にはレーザーアブレーション法、ダイシ
ングソーやダイアモンドブレード、ダイアモンドニード
ル等が用いられる。特に、エキシマレーザーを用いたレ
ーザーアブレーション方が望ましい。
切削加工して、予備間隔Ｄ１よりも狭い間隙Ｄ２を形成
する。切削加工にはレーザーアブレーション法、ダイシ
ングソーやダイアモンドブレード、ダイアモンドニード
ル等が用いられる。特に、エキシマレーザーを用いたレ
ーザーアブレーション方が望ましい。
【００６０】Ｘ方向に支持体を搬送しながら、信号線間
隔で並列配置したダイアモンドニードルを用いて切削す
るか、レーザーを連続発振させて切削することができ
る。切削後、機械的な洗浄を施すか又はプラズマ酸素処
理等のドライ洗浄を施す。間隙Ｄ２はチャネルが形成さ
れる間隙である。
隔で並列配置したダイアモンドニードルを用いて切削す
るか、レーザーを連続発振させて切削することができ
る。切削後、機械的な洗浄を施すか又はプラズマ酸素処
理等のドライ洗浄を施す。間隙Ｄ２はチャネルが形成さ
れる間隙である。
【００６１】有機半導体層形成工程Ｓ４において、間隙
Ｄ２に有機半導体層２３が付設され、図１におけるチャ
ネル４が形成される。前記した有機半導体層２３は前記
した各種の膜形成法により付設されるが、有機半導体の
溶液を塗布する方向が望ましい。塗布方法としては、イ
ンクジェット又はスクリーン印刷によりパターン印刷す
るのが望ましい。なお、有機半導体層を全面に塗布して
もよい。
Ｄ２に有機半導体層２３が付設され、図１におけるチャ
ネル４が形成される。前記した有機半導体層２３は前記
した各種の膜形成法により付設されるが、有機半導体の
溶液を塗布する方向が望ましい。塗布方法としては、イ
ンクジェット又はスクリーン印刷によりパターン印刷す
るのが望ましい。なお、有機半導体層を全面に塗布して
もよい。
【００６２】絶縁層形成工程Ｓ５において、装置全面を
覆う絶縁層２４が形成され、図１におけるゲート絶縁層
６が形成される。前記した絶縁材料が用いられるが、無
機酸化物又は無機窒化物の設層には蒸着、スパッタ、Ｃ
ＶＤ、大気圧プラズマ等が用いられる。有機絶縁材料の
設層には、溶液塗布法が用いられる。
覆う絶縁層２４が形成され、図１におけるゲート絶縁層
６が形成される。前記した絶縁材料が用いられるが、無
機酸化物又は無機窒化物の設層には蒸着、スパッタ、Ｃ
ＶＤ、大気圧プラズマ等が用いられる。有機絶縁材料の
設層には、溶液塗布法が用いられる。
【００６３】ゲート電極形成工程Ｓ６において、ゲート
電極膜２５（図１におけるゲート電極５）が形成され
る。ゲート電極膜２５は図２における走査線１４を構成
する。導電膜２２と同様に、金、銀、銅等の金属、ＩＴ
Ｏ等の金属酸化物、導電性ポリマー、導電性微粒子の分
散体が用いられ、インクジェット、スクリーン印刷等の
パターン印刷によりゲート電極膜２５が形成される。
電極膜２５（図１におけるゲート電極５）が形成され
る。ゲート電極膜２５は図２における走査線１４を構成
する。導電膜２２と同様に、金、銀、銅等の金属、ＩＴ
Ｏ等の金属酸化物、導電性ポリマー、導電性微粒子の分
散体が用いられ、インクジェット、スクリーン印刷等の
パターン印刷によりゲート電極膜２５が形成される。
【００６４】支持体をＹ方向に搬送し、ゲート電極膜２
５を固定のインクジェットヘッドを用いて形成するのが
望ましい。
５を固定のインクジェットヘッドを用いて形成するのが
望ましい。
【００６５】図５は他の製造工程の例の概念図である。
本例においては、図３に示す層形成工程を経て有機ＴＦ
Ｔ装置が製造されるが、チャネル４を形成する間隙Ｄ２
が走査線に平行な切削処理工程により形成される。即
ち、図３の導電膜形成工程Ｓ１において、導電膜２０、
２１が形成されるが、図２における信号線１３を形成す
る導電膜２１に突出部２１ａが形成され、導電膜２０と
突出部２１ａとの間に予備間隙Ｄ１が形成される。そし
て、接合工程Ｓ２において、導電膜２０と２１とが接合
され、切削加工工程Ｓ３において、チャネル４のための
間隙Ｄ２が形成される。本製造工程においては、支持体
をＹ方向に搬送する工程において、間隙Ｄ２が形成され
る。
本例においては、図３に示す層形成工程を経て有機ＴＦ
Ｔ装置が製造されるが、チャネル４を形成する間隙Ｄ２
が走査線に平行な切削処理工程により形成される。即
ち、図３の導電膜形成工程Ｓ１において、導電膜２０、
２１が形成されるが、図２における信号線１３を形成す
る導電膜２１に突出部２１ａが形成され、導電膜２０と
突出部２１ａとの間に予備間隙Ｄ１が形成される。そし
て、接合工程Ｓ２において、導電膜２０と２１とが接合
され、切削加工工程Ｓ３において、チャネル４のための
間隙Ｄ２が形成される。本製造工程においては、支持体
をＹ方向に搬送する工程において、間隙Ｄ２が形成され
る。
【００６６】図６、７は導電膜形成工程Ｓ１と接合工程
Ｓ２とを１工程にした例における導電膜のパターンを示
す。図６、７の例を、図２を合わせ参照して説明する。
Ｓ２とを１工程にした例における導電膜のパターンを示
す。図６、７の例を、図２を合わせ参照して説明する。
【００６７】図６の例では、導電膜形成工程Ｓ１におい
て導電膜３０が形成され、切削加工工程Ｓ３においてチ
ャネルのための間隙Ｄ２が形成される。切削加工工程Ｓ
３により形成された導電膜３１が信号線１３、導電膜３
２が表示電極１１となり、導電膜３１の一部３１ａがソ
ース電極、導電膜３２に形成された突出部３２ａがドレ
イン電極となる。
て導電膜３０が形成され、切削加工工程Ｓ３においてチ
ャネルのための間隙Ｄ２が形成される。切削加工工程Ｓ
３により形成された導電膜３１が信号線１３、導電膜３
２が表示電極１１となり、導電膜３１の一部３１ａがソ
ース電極、導電膜３２に形成された突出部３２ａがドレ
イン電極となる。
【００６８】図７の例では、導電膜形成工程Ｓ１におい
て導電膜３０が形成され、切削加工工程Ｓ３においてチ
ャネルのための間隙Ｄ２が形成される。信号線を形成す
る導電膜３１に形成した突出部３１ａがソース電極を形
成し、表示電極を形成する導電膜３２の一部がドレイン
電極を形成する。
て導電膜３０が形成され、切削加工工程Ｓ３においてチ
ャネルのための間隙Ｄ２が形成される。信号線を形成す
る導電膜３１に形成した突出部３１ａがソース電極を形
成し、表示電極を形成する導電膜３２の一部がドレイン
電極を形成する。
【００６９】
【発明の効果】請求項１、２、４〜８、１１〜１８のい
ずれかの発明により、ＴＦＴ素子間に性能のバラツキが
極めて少なく、高性能の有機ＴＦＴが簡便な方法で製造
され、低コストで高性能のＴＦＴ装置が実現される。
ずれかの発明により、ＴＦＴ素子間に性能のバラツキが
極めて少なく、高性能の有機ＴＦＴが簡便な方法で製造
され、低コストで高性能のＴＦＴ装置が実現される。
【００７０】請求項３の発明により、高性能で低コスト
のディスプレイ、電子ペーパーが実現される。
のディスプレイ、電子ペーパーが実現される。
【００７１】請求項９又は１０の発明によりフレキシブ
ルな表示媒体が安価に製造されるようになる。
ルな表示媒体が安価に製造されるようになる。
【図１】本発明の有機ＴＦＴ素子の構成をモデル的に示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機ＴＦＴ装置を用
いた表示装置を示す図である。
いた表示装置を示す図である。
【図３】製造工程の概念図である。
【図４】製造工程の一例の概念図である。
【図５】製造工程の他の例の概念図である。
【図６】電極パターンの一例を示す図である。
【図７】電極パターンの他の例を示す図である。
２ ソース電極
３ ドレイン電極
４ チャネル
５ ゲート電極
６ ゲート絶縁層
７ 支持体
１０ 有機ＴＦＴ素子
２０、２１、２２、３０、３１、３２ 導電膜
２３ 有機半導体層
２４ ゲート絶縁層
２５ ゲート電極膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 51/00 Ｈ０１Ｌ 29/28
Ｆターム(参考） 2H090 JB03 LA04
2H092 HA28 JA28 JA34 JA37 JA41
KA09 MA01 NA27 NA29 PA01
5F004 BA20 BB03 DB08 DB09 DB23
DB31 EB02
5F110 AA16 AA30 BB01 CC05 DD01
EE02 EE07 EE41 FF01 FF25
FF28 FF29 GG05 GG22 GG25
GG41 GG42 HK02 HK04 HK07
HK21 HK31 HK32 HK33 HK34
NN72 QQ01 QQ03
Claims (18)
- 【請求項１】 導電膜の切削により形成した間隙をもっ
て対向するソース電極及びドレイン電極、前記間隙を埋
める有機半導体層からなるチャネル、該チャネルを覆う
ゲート絶縁層並びに該ゲート絶縁層を介して前記チャネ
ルと対向するゲート電極を備える有機ＴＦＴ素子を、信
号線と走査線で構成したマトリクスに配列し、前記ソー
ス電極で前記信号線の一部を、前記ゲート電極で前記走
査線の一部をそれぞれ構成したことを特徴とする有機Ｔ
ＦＴ装置。 - 【請求項２】 表示電極を有し該表示電極は前記ドレイ
ン電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記
載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項３】 前記表示電極に前記走査線に交差する第
１突出部を形成し、該第１突出部と前記信号線との間に
前記チャネルを形成したことを特徴とする請求項２に記
載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項４】 前記信号線に前記信号線と交差する方向
に伸びた第２突出部を形成し、第第２突出部と前記表示
電極との間に前記チャネルを形成したことを特徴とする
請求項２に記載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項５】 前記切削が機械的切削処理であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機Ｔ
ＦＴ装置。 - 【請求項６】 前記切削がレーザアブレーションである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項７】 前記ゲート絶縁層は、大気圧プラズマ法
により形成された無機酸化物又は無機窒化物からなるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有
機ＴＦＴ装置。 - 【請求項８】 前記有機半導体層は、π共役系高分子化
合物からなる有機半導体を有することを特徴とする請求
項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項９】 高分子フィルムからなる支持体上に形成
されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に
記載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項１０】 前記チャネルがポリイミド、ポリアミ
ド、ポリエステル及びポリアクリレートから選択た支持
体上に形成されたことを特徴とする請求項１〜９のいず
れか１項に記載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項１１】 予備間隔をもって対向する第１導電
膜、該予備間隔及び該第１導電膜を覆う第２導電膜の前
記切削により前記チャネルを構成するための前記間隙を
形成したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１
項に記載の有機ＴＦＴ装置。 - 【請求項１２】 支持体上に信号線及び表示電極を形成
する導電膜形成工程、 前記信号線と前記表示電極とを接合する接合電極を形成
する接合工程、 該接合電極の一部を切削により除去して、間隙を形成し
ソース電極及びドレイン電極を形成する切削加工工程、 該間隙に有機半導体層を充填する半導体層形成工程、 前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体
層を覆うゲート絶縁層を設ける絶縁層形成工程及び、 前記ゲート絶縁層上に走査線を構成するゲート電極を形
成するゲート電極形成工程、 を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製造方法。 - 【請求項１３】 支持体上に信号線及び表示電極を構成
する導電膜を形成する導電膜形成工程、 該導電膜の一部を切削により除去して、間隙を形成しソ
ース電極及びドレイン電極を形成する切削加工工程、 該間隙に有機半導体層を充填する半導体膜形成工程、 前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体
層を覆うゲート絶縁層を設ける絶縁層形成工程及び、 前記ゲート絶縁層上に走査線を構成するゲート電極を形
成するゲート電極形成工程、 を有することを特徴とする有機ＴＦＴ装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記ゲート絶縁層は無機酸化物又は無
機窒化物からなることを特徴とする請求項１２又は請求
項１３に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。 - 【請求項１５】 前記絶縁層形成工程は、大気圧プラズ
マ法により行われることを特徴とする請求項１２〜１４
のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。 - 【請求項１６】 前記ソース電極を信号線で形成し、該
信号線上に前記絶縁像を形成することを特徴とする請求
項１２〜１５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の
製造方法。 - 【請求項１７】 前記絶縁層形成工程において、前記絶
縁層を装置全面に形成することを特徴とする請求項１２
〜１６のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方
法。 - 【請求項１８】 前記接合工程がスクリーン印刷法又は
インクジェット法により行われることを特徴とする請求
項１２に記載の有機ＴＦＴ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051247A JP2003258256A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 有機ｔｆｔ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051247A JP2003258256A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 有機ｔｆｔ装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003258256A true JP2003258256A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28663272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051247A Pending JP2003258256A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 有機ｔｆｔ装置及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003258256A (ja) |
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- 2002-02-27 JP JP2002051247A patent/JP2003258256A/ja active Pending
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