JP2004503116A - 有機電界効果トランジスタ（ｏｆｅｔ）の製造及び構造化方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、機能性ポリマーを印刷インキと同様に慣用の印刷方法を用いて、準備されたＯＦＥＴ又は基板上に塗布する点で、ＯＦＥＴの少なくとも１種の機能性ポリマーの可溶性を利用することによる、ＯＦＥＴの廉価でかつ正確な製造及び構造化方法を提供する。

Description

【０００１】
本発明は有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）の製造及び構造化方法に関する。
【０００２】
ＯＦＥＴをベースとするポリマー集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）は、マイクロエレクトロニクスの大量使用及び使い捨て製品、たとえば認識「タグ」及び製品「タグ」のために用いられる。この「タグ」とは、たとえば製品に取り付けられるか又はトランクに取り付けられるような電子的なバーコードである。この場合、シリコン−テクノロジーの優れた運転挙動は諦めなければならないが、その代わりに低い製造コスト及び機械的柔軟性が保証される。この部材、たとえば電子的なバーコードは、一般に使い捨て製品であり、廉価なプロセスで製造される場合にだけ経済的に重要となる。
【０００３】
今までは、製造コストの理由で、ＯＦＥＴの導体層だけが構造化される、それというのもこの構造化は、まず全面を被覆し、それに引き続き材料特異的である構造化を行う二段階プロセス（これについては”Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅｍｅｔｈｏｄｅ”，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ７３（１）， １９９８， ｐ． １０８−１１０及びＭｏｌ． Ｃｒｙｓｔ． Ｌｉｑ． Ｃｒｙｓｔ． １８９， １９９０， ｐ． ２２１−２２５参照）によってだけ達成できるためである。「材料特異性」とは、前記の光化学的成分を用いる記載されたプロセスが導電性ポリマーのポリアニリンに関してだけ機能することを意味している。他の導電性ポリマー、たとえばポリピロールは簡単に構造化できない。
【０００４】
機能性ポリマーからなる他の層、たとえば半導体層及び絶縁層の構造化ができないことは、得られたＯＦＥＴの明らかな性能低下を引き起こすが、しかしながらコストの理由からこれは断念される。
【０００５】
従って、本発明の課題は、ＯＦＥＴの廉価でかつ大量生産にふさわしい製造及び構造化方法を提供すること及び著しく構造化された層を装備することで性能が向上したＯＦＥＴを提供することであった。
【０００６】
本発明の対象は、基板上に少なくとも次の層：
ソース電極及びどれ陰電極との間の半導体層
半導体層上の絶縁層及び
導体層
を有し、その際、導体層及びその他の２つの層の少なくとも一方が構造化されている有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）である。さらに、本発明の対象は、少なくとも１つの機能性ポリマーを基板上に印刷し、その際、この機能性ポリマーをまず印刷インキに類似するコンシステンシーにもたらし、次いで基板上に印刷されることによるＯＦＥＴの製造及び構造化方法に関する。
【０００７】
「印刷インキに類似するコンシステンシー」とは、印刷すべき機能性ポリマーが、慣用の印刷インキと比べて、次の点で比較可能であることを意味している：
印刷可能な混合物の粘度（流動挙動を決定）
印刷可能な混合物のポリマー濃度（層厚を決定）
溶剤の沸点（どの蒸発法が使用できるかを決定）
印刷可能な混合物の表面張力（基板又は他の層の濡れ性を決定）。
【０００８】
原則として、ＯＦＥＴの製造のために、カラー画像を製造できる全ての印刷法が適している。しかしながら、μｍ領域で充分に高い解像度を達成することを考慮すべきである。
【０００９】
シリコーンタンポを用いたタンポ印刷の場合には、μｍ領域での構造化のために適している高い解像度を達成する。
【００１０】
機能性ポリマーを溶剤中に導入することにより印刷インキに類似するコンシステンシーにもたらす。たとえば次の機能性ポリマーから次の溶剤を用いて印刷可能な混合物が製造される：
ポリアニリン（導電体）をｍ−クレゾール中に溶解、
ポリチオフェン（半導体）をクロロホルム中に溶解、及び
ポリビニルフェノール（絶縁体）をジオキサン中に溶解。
【００１１】
本発明の実施態様によると、まず溶解した機能性ポリマーをブレードを用いて、印刷すべき層の「ネガ」版に充填する。タンポ（たとえばシリコーンからなる）を用いて成形された機能性ポリマーを次いでネガ型（版、Ｋｌｉｓｃｈｅｅといわれる）から取り出し、基板上に及び場合により作成された層上に設置する。
【００１２】
この方法の特に有利な実施態様によると連続的製造方法が行われ、たとえばタンポローラがまずネガ型上を転動し、そのローラ上に機能性ポリマーを転写し、さらに連続的な進行で基板上を転動し、その後、再びネガ型上を、次いで再び基板上を転動する。
【００１３】
従って、ネガ型に応じて、多様な構造化プロセスも大きなタンポローラの周面に収容することができる。
【００１４】
機能性ポリマーとして、導電体（たとえばポリアニリン）、半導体（たとえばポリチオフェン）及び絶縁体（たとえばポリビニルフェノール）を使用することができる。
【００１５】
この印刷により、ＯＦＥＴの層の構築及び構造化を同時に実現することができる。
【００１６】
次に、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１〜７には、タンポローラを用いる連続的方法の場合のタンポ印刷の個々のプロセス工程が示されている。
【００１８】
図１では、まず設置すべき構造体のネガ型２を有する版１を表す。ネガ−印刷する前に、機能性ポリマー４を版に沿ってブレード塗布するブレード３が確認できる。図２では、版のネガに機能性ポリマー４を充填し、たとえば転動可能な版の上をポリマーの残りと共にちょうどブレードが滑走している。図３では、大きなタンポローラ５が確認でき、このタンポローラ５が版３から構造化し終わった機能性ポリマーを受け取り、基板６上に転写する（図４〜７参照）。図７では設置し終わりかつ構造化されたＯＦＥＴ７が確認できる。
【００１９】
本発明は、機能性ポリマーが印刷インキと同様に慣用の印刷法を用いて準備されたＯＦＥＴ又は基板上に塗布される点で、ＯＦＥＴの少なくとも１種の機能性ポリマーの可溶性を利用することにより、ＯＦＥＴの製造及び構造化のための廉価でかつ正確な方法を提供する。この製造方法は製品タグ及び／又は認識タグの廉価な製造のために使用することができる。
【００２０】
ＯＦＥＴの導体層だけを構造化できかつＯＦＥＴの他の層は構造化されないままであるような従来の方法とは反対に、本発明により提案された印刷プロセスは、材料特異的ではなく、つまりそれぞれ任意の導電性ポリマーを印刷することができる。つまり、ポリアニリンもポリピロール及び他の導電性ポリマーもこの印刷法を用いて基板上にＯＦＥＴを形成するために構造化できる。「リソグラフィー法」はコストの理由から有機トランジスタの導電性でない層（半導体及び絶縁体）の構造化のためには無意味である。ここでは、他の構造化方法が欠如しているが本発明による印刷だけが本来問題となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブレードで機能性ポリマーを版に塗布する前の工程を示す図
【図２】ブレードで機能性ポリマーを版に塗布した後の工程を示す図
【図３】タンポローラにより構造化された機能性ポリマーを受け取る工程を示す図
【図４】タンポローラで基板に構造化された機能性ポリマーを転写する工程を示す図
【図５】タンポローラで基板に構造化された機能性ポリマーを転写する工程を示す図
【図６】タンポローラで基板に構造化された機能性ポリマーを転写する工程を示す図
【図７】タンポローラで基板に構造化された機能性ポリマーを転写した後の工程を示す図

Claims (10)

1. 基板上に少なくとも次の層：
   ソース電極とドレイン電極との間の半導体層
   半導体層上の絶縁層及び
   導体層
   を有し、その際、導体層とその他の２つの層の少なくとも一方が構造化されている、有機電界効果トランジスタ。
2. 基板上に少なくとも１種の機能性ポリマーを印刷し、その際、機能性ポリマーをまず印刷インキに類似するコンシステンシーにもたらし、次いで基板に印刷することによるＯＦＥＴの製造方法。
3. カラー画像を製造することができる印刷法を、印刷インキの代わりに機能性ポリマーの使用下で用いる、請求項２記載の方法。
4. タンポ印刷法を使用する、請求項２又は３記載の方法。
5. シリコーンからなるタンポを使用する、請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 連続プロセスにおいてタンポローラを使用する、請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 溶剤中への導入により機能性ポリマーを印刷インキに類似するコンシステンシーにもたらす、請求項２から６までのいずれか１項記載の方法。
8. μｍ領域での解像度及び／又は構造化を実現する、請求項２から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 認識タグ及び製品タグを製造するための請求項１記載のＯＦＥＴの使用。
10. 認識タグ及び製品タグを製造するための請求項２から８までのいずれか１項記載の方法の使用。