JP2005064496A - 有機半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業性に優れた絶縁膜を用い、信頼性が高く低コストである有機半導体装置を提供する。
【解決手段】 絶縁性基板１上にゲート電極２を形成し、その上にゲート絶縁膜３として有機ポリマー樹脂組成物膜を形成する。ゲート電極は、真空蒸着法、ＣＶＤ法等、用いる材料により適当な方法を選択し、用いる絶縁性基板の耐熱温度を考慮して、プロセス温度を考慮して形成することが好ましい。有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３上にソース電極４、ドレイン電極５を形成する。ソース／ドレイン電極は有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３によりゲート電極と電気的に分離した状態で形成する。有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン電極５上に有機半導体層６を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ポリマー樹脂組成物を絶縁膜として用いた有機半導体装置に関するものである。

従来、有機半導体は無機半導体に劣らない電子及び光機能を有しているとともに、無機半導体にはない軽さや薄さ、柔軟さといった特徴があることから、盛んに研究が行われてきている。特にディスプレイ用途では、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのアクティブマトリックス回路で現在使用されているポリシリコン薄膜トランジスタに替わり、低コストで大面積化し易い駆動回路として使用が期待されている。この有機半導体素子の信頼性には絶縁膜の絶縁性が大きく寄与しており、絶縁膜には一般的にＳｉＮやＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機膜が用いられている。

しかしながら、絶縁膜にＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機絶縁膜を使用すると、プラスチック基板等の柔軟性のある基板を用いたときに機械強度が不足し、クラックが入ることにより信頼性が低下するという問題点があった。また成膜の工程にも多大な時間を必要としていた。これら無機絶縁膜に代わる絶縁膜として、柔軟性、機械強度に優れ、成膜が容易である有機ポリマー絶縁膜が求められている。
特開２００３−１７９２３４号公報（第６項参照）

本発明は、作業性に優れた絶縁膜を用いた、信頼性が高く低コストである有機半導体装置を提供するものである。

このような目的は、下記［１］〜［８］に記載の本発明により達成される。
［１］ 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）で構成されてなるゲート絶縁膜の一方の面にゲート電極（Ｂ）、他の一方の面にソース電極（Ｃ）、ドレイン電極（Ｄ）、及び有機半導体層（Ｅ）とを有してなることを特徴とする有機半導体装置。
［２］ 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が、塗布、パターン加工、硬化してなるものである［１］項記載の有機半導体装置。
［３］ ソース電極（Ｃ）及びドレイン電極（Ｄ）が有機半導体層（Ｅ）に覆われて構成される［１］又は［２］項記載の有機半導体装置。
［４］ 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が一般式（１）で示されるポリアミド樹脂を含んでなる組成物である［１］［２］又は［３］項記載の有機半導体装置。

［５］ 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が一般式（１）で示されるポリアミド樹脂１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物１〜５０重量部とを含んでなるポジ型感光性樹脂組成物である［１］［２］［３］又は［４］項記載の有機半導体装置。
［６］ 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸが、式（２）の群より選ばれてなる［４］又は［５］記載の有機半導体装置。

［７］ 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＹが、式（３）の群より選ばれてなる［４］、［５］又は［６］記載の有機半導体装置。

［８］ 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む誘導体によって末端封止された［４］、［５］、［６］又は［７］記載の有機半導体装置。

本発明によれば、信頼性が高く低コストである有機半導体装置を得ることができる。

本発明の有機半導体装置について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の有機半導体装置の一例を示す断面図である。図１（ｄ）に示すように、絶縁性基板（シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板等）１上にゲート電極（Ａｕ、Ａｌ、ＺｎＯ、Ｔａ）２を形成し、その上にゲート絶縁膜３として有機ポリマー樹脂組成物膜を後述の手法を用いて形成する。ゲート電極は、真空蒸着法、ＣＶＤ法等、用いる材料により適当な方法を選択し、用いる絶縁性基板の耐熱温度を考慮して、プロセス温度を考慮して形成することが好ましい。有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３上にソース電極（Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ等）４、ドレイン電極（Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌ等）５を形成する。ソース／ドレイン電極は、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法等により用いる材料により、適当な方法を選択して形成することができる。ソース／ドレイン電極は有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３によりゲート電極と電気的に分離した状態で形成する。有機ポリマー樹脂組成物膜で構成されるゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン電極５上に有機半導体層６を形成する。低分子系の有機半導体は、ペンタセン、テトラセン、ナフタセン等の単結晶が用いられ、高分子系の有機半導体ではポリチオフェン系やポリパラキシリレン系が用いられる。有機半導体層６の形成は、有機材料を溶剤（クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジエチルグリコール等）に溶解し、キャスティング法、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等の方法を用いて塗布し、乾燥させることによって形成することができる。また、用いる材料によっては、プラズマ重合法、電解重合法、ＬＢ法、延伸法等によっても形成することができる。
さらに、有機半導体層６の上に保護膜７を設けても良い。

本発明で用いる有機ポリマー樹脂組成物としては、一般的な非感光ポリイミド前駆体（ポリアミド酸）樹脂、ポリアミド酸にエステル結合で感光基を導入したり、ポリイミド酸にイオン結合で感光基を導入したネガ型感光性樹脂前駆体組成物、更に、キノンジアジドスルホン酸エステルを添加したポジ型感光性樹脂前駆体組成物等が使用できる。

これらの中で有効なのは硬化したときの応力が高くなる感光性樹脂組成物である。その中でも特にポジ型の感光性樹脂前駆体組成物が有効である。これはポジ型の場合、添加する感光剤のキノンジアジドスルホン酸エステルの添加量が多いため、硬化後の応力が高くなるという傾向にあるため、その低弾性化の効果は大きい。またポジ型の感光性樹脂前駆体組成物の中でも一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂にキノンジアジドスルホン酸エステルを添加した組成物は、密着性に優れるため更に好ましい。この一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂は有している水酸基が硬化時に消失するため、特に耐湿処理を行った後の密着性向上の効果はポジ型感光性樹脂の中でも大きい。

一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸは、２〜４価の有機基を表し、Ｒ₁は、水酸基、Ｏ−Ｒ₃で、ｍは０〜２の整数、これらは同一でも異なっていても良い。Ｙは、２〜６価の有機基を表し、Ｒ₂は水酸基、カルボキシル基、Ｏ−Ｒ₃、ＣＯＯ−Ｒ₃で、ｎは０〜４の整数、これらは同一でも異なっていても良い。ここでＲ₃は炭素数１〜１５の有機基である。但し、Ｒ₁として水酸基がない場合は、Ｒ₂は少なくとも１つはカルボキシル基でなければならない。又Ｒ₂としてカルボキシル基がない場合は、Ｒ₁は少なくとも１つは水酸基でなければならない。

一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂は、例えば、Ｘの構造を有するジアミン或いはビス（アミノフェノール）、２，４−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるＺの構造を有するシリコーンジアミンとＹの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロライド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応して得られるものである。なお、ジカルボン酸の場合には反応収率等を高めるため、１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール等を予め反応させた活性エステルの型のジカルボン酸誘導体を用いてもよい。

一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂において、Ｘの置換基としてのＯ−Ｒ₃、Ｙの置換基としてのＯ−Ｒ₃、ＣＯＯ−Ｒ₃は、水酸基、カルボキシル基のアルカリ水溶液に対する溶解性を調節する目的で、炭素数１〜１５の有機基で保護された基であり、必要により水酸基、カルボキシル基を保護しても良い。Ｒ₇の例としては、ホルミル基、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、ターシャリーブトキシカルボニル基、フェニル基、ベンジル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。

このポリアミド樹脂を約２５０〜４００℃で加熱すると脱水閉環し、ポリイミド、又はポリベンゾオキサゾール、或いは両者の共重合という形で耐熱性樹脂が得られる。

本発明の一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＸは、例えば、

等であるがこれらに限定されるものではない。

これらの中で特に好ましいものとしては、

より選ばれるものであり、これらは２種以上用いても良い。

又一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＹは、例えば、

等であるがこれらに限定されるものではない。

これらの中で特に好ましいものとしては、

より選ばれるものであり、これらは２種以上用いても良い。

又本発明においては、保存性という観点から、末端を封止する事が望ましい。封止にはアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を有する誘導体を一般式（１）で示されるポリアミドの末端に酸誘導体やアミン誘導体として導入することができる。具体的には、Ｘの構造を有するジアミン或いはビス（アミノフェノール）、２，４−ジアミノフェノール等から選ばれる化合物、必要により配合されるＺの構造を有するシリコーンジアミンとＹの構造を有するテトラカルボン酸無水物、トリメリット酸無水物、ジカルボン酸或いはジカルボン酸ジクロライド、ジカルボン酸誘導体、ヒドロキシジカルボン酸、ヒドロキシジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応させて得られた一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂を合成した後、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端のアミノ基をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物又は酸誘導体を用いてアミドとしてキャップすることが好ましい。アミノ基と反応した後のアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む酸無水物又は酸誘導体に起因する基としては、例えば、

等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

これらの中で特に好ましいものとしては、

より選ばれるものであり、これらは２種以上用いても良い。またこの方法に限定される事はなく、該ポリアミド樹脂中に含まれる末端の酸をアルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含むアミン誘導体を用いてアミドとしてキャップすることもできる。

更に、必要によって用いる一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＺは、例えば、

等であるがこれらに限定されるものではなく、又２種以上用いても良い。

一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂のＺは、例えば、シリコンウェハーのような基板に対して、特に優れた密着性が必要な場合に用いるが、その使用割合ｂは最大４０モル％までである。４０モル％を越えると露光部の樹脂の溶解性が極めて低下し、現像残り（スカム）が発生し、パターン加工ができなくなる。

本発明で用いる感光性ジアゾキノン化合物は、１，２−ベンゾキノンジアジド或いは１，２−ナフトキノンジアジド構造を有する化合物であり、米国特許明細書第２７７２９７５号、第２７９７２１３号、第３６６９６５８号により公知の物質である。例えば、下記のものが挙げられる。

これらの内で、特に好ましいのは、フェノール化合物と１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−５−スルホン酸又は１，２−ナフトキノン−２−ジアジド−４−スルホン酸とのエステルである。それらについては例えば、下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは２種以上用いても良い。

本発明で用いる感光性ジアゾキノン化合物（Ｂ）の添加量は、アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部である。１重量部未満だとポリアミド樹脂のパターニング性が不良となり、５０重量部を越えると感度が大幅に低下する。

本発明において、感度向上を目的として必要により、フェノール化合物を添加することができる。例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

これらフェノール化合物の添加量は、アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部である。１重量部未満だと現像時における感度が低下し、３０重量部を越えると現像時に著しい未露光部の膜減りが生じたり、冷凍保存中において析出が起こり実用性に欠ける。

本発明において、必要により感光特性を高めるためにジヒドロピリジン誘導体を含んでいてもよい。ジヒドロピリジン誘導体としては、例えば、２，６−ジメチル−３，５−ジアセチル−４−（２′−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロピリジン、４−（２′−ニトロフェニル）−２，６−ジメチル−３，５−ジカルボエトキシ−１，４−ジヒドロピリジン、４−（２′，４′−ジニトロフェニル）−２，６−ジメチル−３，５−ジカルボメトキシ−１，４−ジヒドロピリジン等を挙げることができる。

本発明において、必要によりレベリング剤、シランカップリング剤等の添加剤を含んでも良い。
本発明においては、これらの成分を溶剤に溶解し、ワニス状にして使用する。溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−１，３−ブチレングリコールアセテート、１，３−ブチレングリコール−３−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート等が挙げられ、単独でも混合して用いても良い。

本発明の有機ポリマー樹脂組成物膜を得る好ましい方法は、まず有機ポリマー樹脂を含む該組成物を適当な支持体、例えば、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板等に塗布する。塗布方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコーターを用いた噴霧塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等がある。次に、６０〜１３０℃でプリベークして塗膜を乾燥後、所望のパターン形状に化学線を照射する。化学線としては、Ｘ線、電子線、紫外線、可視光線等が使用できるが、２００〜５００ｎｍの波長のものが好ましい。次に照射部を現像液で溶解除去することによりレリーフパターンを得る。現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の第１アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン等の第２アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第３アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩等のアルカリ類の水溶液、及びこれにメタノール、エタノールのごときアルコール類等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液を好適に使用することができる。現像方法としては、スプレー、パドル、浸漬、超音波等の方式が可能である。次に、現像によって形成したレリーフパターンをリンスする。リンス液としては、蒸留水を使用する。次に２５０〜４００℃で加熱処理を行い、オキサゾール環を形成し、耐熱性に富む有機ポリマー樹脂を得る。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
《実施例１》
＊ポリアミド樹脂の合成
４，４’―オキシジフタル酸無水物１７．１ｇ（０．０５５モル）と２−メチル−２−プロパノール１２．４ｇ（０．１６７モル）とピリジン１０．９ｇ（０．１３８モル）とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス導入管を備えた４つ口のセパラブルフラスコに入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１５０ｇを加えて溶解させた。この反応溶液に１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール１４．９ｇ（０．１１０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン３０ｇと共に滴下した後、ジシクロヘキシルカルボジイミド２２．７ｇ（０．１１０モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン５０ｇと共に滴下し、室温で一晩反応させた。その後、この反応溶液にジフェニルエーテル−４，４’−ジカルボン酸１モルと１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール２モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体（活性エステル）２７．１ｇ（０．０５５モル）とヘキサフルオロ−２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン４４．８ｇ（０．１２２モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン７０ｇと共に添加し、室温で２時間攪拌した。その後オイルバスを用いて７５℃にて１２時間攪拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応混合物を水／メタノール＝３／１（体積比）の溶液に投入、沈殿物を濾集し水で十分洗浄した後、真空下で乾燥し、一般式（１）で示され、Ｘが下記式Ｘ−１、Ｙが下記式Ｙ−１及びＹ−２で、ａ＝１００、ｂ＝０からなるポリアミド樹脂（Ａ−１）を合成した。

＊有機ポリマー樹脂組成物の作製
合成したポリアミド樹脂（Ａ−1）１００ｇをγ−ブチロラクトン１５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過し有機ポリマー樹脂組成物を得た。

＊特性評価（有機半導体の作製）
まず、図１（ａ）に示したように、樹脂基板からなる絶縁性基板１表面上に、基板温度を１００℃に保持しながら、真空蒸着にてアルミニウム膜を膜厚３００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングによりゲート電極２を形成した。
続いて、ゲート電極２上に、上述の有機ポリマー樹脂組成物をスピンコーターによって塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分乾燥し、膜厚２００ｎｍの塗膜を得た。次にクリーンオーブンを用いて、窒素雰囲気下で１５０℃で３０分、３２０℃で３０分硬化を行い、ゲート絶縁膜３を得た。
次に、図１（ｂ）に示したように、ゲート絶縁膜３上に、導電体膜としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)をＥＢ蒸着法により基板温度１００℃、膜厚３００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングを行いソース電極４及びドレイン電極５を形成した。

さらに、図１（ｃ）に示したように、ゲート絶縁膜３上に有機半導体層６を形成した。有機半導体層６は、ポリチオフェンをキャスティング法により膜厚１μｍでゲート絶縁膜３、ソース電極４及びドレイン電極５に塗布して形成した。
次に、ソース電極４、ドレイン電極５及び有機半導体層６を覆うようにポリイミドによる保護層７を膜厚１μｍで形成した。さらに、ゲート電極２、ソース電極４及びドレイン電極５上の保護膜７に、フォトリソグラフィー及びエッチングによりコンタクトホールを形成した。続いて、このコンタクトホールを埋め込むように保護膜７上全面に、真空蒸着法によりＡｌ膜を成膜し、パターニングを行なってゲート電極３に接続するための引出し電極、ソース電極４及びドレイン電極５にそれぞれ接続する引出し電極を形成した。有機半導体の作製において、ゲート絶縁膜のクラック等は発生しなかった。

《実施例２》
実施例１と同様に合成したポリアミド樹脂（Ａ−1）１００ｇと、下記式（Ｑ−１）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物１９ｇをγ−ブチロラクトン１５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過し有機ポリマー樹脂組成物を得た。

図２（ａ）に示したように、樹脂基板からなる絶縁性基板８表面上に、有機半導体層９を形成した。有機半導体層９は、まずポリチオフェンをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解し、これをキャスティング法により膜厚１μｍで成膜した。
次いで、図２（ｂ）に示したように、有機半導体層９を含む絶縁性基板８上に、ＥＢ蒸着法によりＩＴＯ膜を膜厚５００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、ソース電極１０及びドレイン電極１１を形成した。
続いて、図２（ｃ）に示したように、有機半導体層９、ソース電極１０及びドレイン電極１１を含む絶縁性基板８上に、有機ポリマー樹脂組成物をスピンコーターによって塗布した後、ホットプレートにて１２０℃で４分乾燥し、膜厚２００ｎｍの塗膜を得た。この塗膜にｇ線ステッパー露光機ＮＳＲ−１５０５Ｇ３Ａ（ニコン（株）製）によりレチクルを通
して２００ｍＪ／ｃｍ²で露光を行った。

次に１．４０％のテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド水溶液に６０秒浸漬することによって露光部を溶解除去した後、純水で３０秒間リンスした。
次にクリーンオーブンを用いて、窒素雰囲気下で１５０℃で３０分、３２０℃で３０分硬化を行い、ソース電極１０及びドレイン電極１１上に窓１２ａが形成されたゲート絶縁膜１２を得た。
その後、図２（ｄ）に示したように、窓１２ａを含むゲート絶縁膜１２上全面に真空蒸着法によりＡｌ膜を膜厚３００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングによりゲート電極１３及びソース電極１０及びドレイン電極１１の引出し電極を形成した。有機半導体の作製において、ゲート絶縁膜のクラック等は発生しなかった。

《実施例３》
＊ポリアミド樹脂の合成
テレフタル酸０．９モルとイソフタル酸０．１モルと１−ヒドロキシ−１，２，３−ベンゾトリアゾール２モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体（活性エステル）３６０．４ｇ（０．９モル）とヘキサフルオロ−２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン３６６．３ｇ（１モル）とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス導入管を備えた４つ口のセパラブルフラスコに入れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン３０００ｇを加えて溶解させた。その後オイルバスを用いて７５℃にて１２時間反応させた。次にＮ−メチル−２−ピロリドン５００ｇに溶解させた５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物３２．８ｇ（０．２モル）を加え、更に１２時間攪拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応混合物を水／メタノール＝３／１（体積比）の溶液に投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥し、一般式（１）で示され、Ｘが下記式Ｘ−１、Ｙが下記式Ｙ−３及びＹ−４の混合物で、ａ＝１００、ｂ＝０からなる目的のポリアミド樹脂（Ａ−２）を得た。

ポジ型感光性樹脂組成物の作製
合成したポリアミド樹脂（Ａ−２）１００ｇをγ−ブチロラクトン１５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。それ以外は実施例１と同様の評価を行った。有機半導体の作製において、ゲート絶縁膜のクラック等は発生しなかった。

《実施例４》
実施例３と同様に合成したポリアミド樹脂（Ａ−２）１００ｇと、下記式（Ｑ−１）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物２１ｇをγ−ブチロラクトン１５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過し有機ポリマー樹脂組成物を得た。
それ以外は実施例２と同様の評価を行った。有機半導体の作製において、ゲート絶縁膜のクラック等は発生しなかった。

《実施例５》
ヘキサフルオロ−２，２−ビス（３−アミノ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン４４．０ｇ（０．１２モル）をＮ−メチル−２−ピロリドン２００ｇに溶解させた後、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１６０ｇに溶解させたトリメリット酸クロライド５０．６ｇ（０．２４モル）を５℃以下に冷却しながら加えた。更にピリジン２２．８ｇ（０．２９モル）を加えて、２０℃以下で３時間攪拌した。次に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル２４．０ｇ（０．１２モル）を加えた後、室温で５時間反応させた。次に内温を８５℃に上げ、３時間攪拌した。反応終了後、濾過した反応混合物を、水／メタノール＝５／１（体積比）に投入し、沈殿物を濾集して水で充分洗浄した後、真空下で乾燥し、一般式（２）で示され、Ｘが下記式Ｘ−１、Ｘ―２で、Ｙが下記式Ｙ−５からなる混合物で、ａ＝１００、ｂ＝０からなる目的のポリアミド樹脂（Ａ−３）を合成した。

合成したポリアミド樹脂（Ａ−３）１００ｇ、下記式（Ｑ−２）の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物２２ｇ、下記式（Ｃ−１）の構造を有するフェノール化合物１６ｇをγ−ブチロラクトン１５０ｇに溶解した後、０．２μｍのテフロン（Ｒ）フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。それ以外は実施例２と同様の評価を行った。有機半導体の作製において、ゲート絶縁膜のクラック等は発生しなかった。

《比較例１》
実施例１の有機半導体装置の作製において、ゲート絶縁膜２としてＳｉＯ₂を成膜し、後は実施例１と同様の評価を行ったところ、ＳｉＯ₂膜にクラックが生じた。

《比較例２》
実施例１の有機半導体装置の作製において、ゲート絶縁膜２としてＳｉＮを成膜し、後は実施例１と同様の評価を行ったところ、ＳｉＯ₂膜にクラックが生じた。

《比較例３》
実施例２の有機半導体装置の作製において、ゲート絶縁膜１２としてＳｉＯ₂を成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングにより窓１２ａを作成した。その後、実施例２と同様の評価を行ったところ、ＳｉＮ膜にクラックが生じた。

本発明の有機半導体装置は、信頼性に優れ、低コストで作製しやすい特徴をもつものであり、これらの特性が要求される分野、特に今後の大型化やフレキシブル化が進められるディスプレイ分野で有用である。

本発明の実施例を示す有機半導体装置の製造工程断面図である。 本発明の実施例を示す有機半導体装置の製造工程断面図である。

符号の説明

１：絶縁性基板
２：ゲート電極
３：ゲート絶縁膜
４：ソース電極
５：ドレイン電極
６：有機半導体層
７：保護膜
８：絶縁性基板
９：有機半導体層
１０：ソース電極
１１：ドレイン電極
１２：ゲート絶縁膜
１２ａ：ゲート絶縁膜窓
１３：ゲート電極

Claims (8)

1. 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）で構成されてなるゲート絶縁膜の一方の面にゲート電極（Ｂ）、他の一方の面にソース電極（Ｃ）、ドレイン電極（Ｄ）、及び有機半導体層（Ｅ）とを有してなることを特徴とする有機半導体装置。
2. 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が、塗布、パターン加工、硬化してなるものである請求項１記載の有機半導体装置。
3. ソース電極（Ｃ）及びドレイン電極（Ｄ）が有機半導体層（Ｅ）に覆われて構成される請求項１又は２記載の有機半導体装置。
4. 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が一般式（１）で示されるポリアミド樹脂を含んでなる組成物である請求項１、２又は３記載の有機半導体装置。
   

   
5. 有機ポリマー樹脂組成物（Ａ）が一般式（１）で示されるポリアミド樹脂１００重量部と感光性ジアゾキノン化合物１〜５０重量部とを含んでなるポジ型感光性樹脂組成物である請求項１、２、３又は４記載の有機半導体装置。
6. 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＸが、式（２）の群より選ばれてなる請求項４又は５記載の有機半導体装置。
   

   
7. 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂中のＹが、式（３）の群より選ばれてなる請求項４、５、又は６記載の有機半導体装置。
   

   

   
8. 一般式（１）で示される構造を含むポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも１個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む誘導体によって末端封止された請求項４、５、６、又は７記載の有機半導体装置。
   

Images