JP2006013433A - Thin-film transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜トランジスタに関するものである。 The present invention relates to a thin film transistor.
情報技術の目覚しい発展により、現在ではノート型パソコンや携帯情報端末などでの情報の送受信が頻繁に行われている。近い将来、場所を選ばずに情報をやり取りできるユビキタス社会が来るであろうことは周知の事実である。そのような社会においては、より軽量、薄型の情報端末が望まれる。 Due to the remarkable development of information technology, information is frequently sent and received at notebook computers and portable information terminals. It is a well-known fact that in the near future, a ubiquitous society that can exchange information regardless of location will come. In such a society, a lighter and thinner information terminal is desired.
現在半導体の主流はＳｉ系であるが、フレキシブル化、軽量化、低コスト化などの観点から有機半導体を用いたトランジスタ（有機トランジスタ）の研究が盛んになっている。一般に有機半導体を用いる場合、液体でのプロセスが可能となるため大面積化、印刷法の適用、プラスチック基板の利用などといった利点が挙げられる（非特許文献１参照）。 At present, the mainstream of semiconductors is Si-based, but from the viewpoints of flexibility, weight reduction, cost reduction, etc., research on transistors using organic semiconductors (organic transistors) has been actively conducted. In general, when an organic semiconductor is used, a liquid process is possible, and thus there are advantages such as an increase in area, application of a printing method, use of a plastic substrate, and the like (see Non-Patent Document 1).
またその応用分野は広く、上記のような薄型、軽量のフレキシブルディスプレイに限らず、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグやセンサーなどへの応用も見込まれている。このように、ユビキタス社会に向けて有機トランジスタの研究は必要不可欠である。 In addition, the application field is wide, and not only the thin and light flexible display as described above, but also application to RFID (Radio Frequency Identification) tags and sensors is expected. Thus, organic transistor research is indispensable for a ubiquitous society.
このような理由により、現在では印刷を用いた有機半導体の研究が注目されている。 For these reasons, research on organic semiconductors using printing is now drawing attention.
しかしながら、一般的に有機半導体を用いた電界効果トランジスタのキャリヤ移動度は現在では１０−２から１０−４オーダーと低く、実用化するレベルにまで至っていないため、有機半導体材料、電極材料、素子構成、製造プロセスなどの改良が急務となっている。 However, in general, the carrier mobility of a field effect transistor using an organic semiconductor is as low as 10 −2 to 10 −4 order and has not yet reached a practical level. Therefore, organic semiconductor materials, electrode materials, and device configurations There is an urgent need to improve the manufacturing process.
中でも有機半導体と電極界面の問題は重要であり、いかに効率よく電極から有機半導体にキャリヤを注入できるかによってトランジスタの性能が大きく変わってくる。現在有機半導体として用いられている化合物の多くはキャリヤがホールであるｐ型半導体が多いため、電極材料に仕事関数の大きな白金（５．６５ｅＶ）や金（５．１ｅＶ）等の金属材料や、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）（５．０ｅＶ）、ポリアニリン（４．９ｅＶ）等の導電性高分子材料を用いることにより、有機半導体／金属界面での障壁が下がり、キャリア注入効率が上がることがわかっている。 In particular, the problem of the interface between the organic semiconductor and the electrode is important, and the performance of the transistor varies greatly depending on how efficiently carriers can be injected from the electrode into the organic semiconductor. Many of the compounds that are currently used as organic semiconductors are p-type semiconductors in which carriers are holes. Therefore, the electrode material is a metal material such as platinum (5.65 eV) or gold (5.1 eV) having a large work function, By using a conductive polymer material such as poly (ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS) (5.0 eV), polyaniline (4.9 eV), the barrier at the organic semiconductor / metal interface is lowered, It has been found that carrier injection efficiency increases.
例えば、ソースおよびドレイン電極に仕事関数の高い金や白金を用いて薄膜トランジスタを作製している例がある（特許文献１参照）。 For example, there is an example in which a thin film transistor is manufactured using gold or platinum having a high work function for the source and drain electrodes (see Patent Document 1).
ところが、仕事関数の高い金属材料は通常高価であり、低コストな有機トランジスタを作製する上での障壁となっている。また、導電性高分子材料はその溶解度の低さから高粘度化が困難なためインクジェット等でパターニングされるが、その場合膜厚が薄いために抵抗が高くなり、その問題を解決するために何度か重ねてパターンを形成しなければならないなどの問題を抱えている。
本発明では上記のような問題を解決するため、電極材料にかかるコストが低く、かつ充分なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを提供することを課題とする。特に、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタを提供することを課題とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a thin film transistor that has low cost for electrode material and has sufficient transistor characteristics. In particular, it is an object to provide a thin film transistor using an organic semiconductor material.
請求項１の発明は、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を含む薄膜トランジスタにおいて、該ソース電極および該ドレイン電極が、それぞれ少なくとも半導体層と接する接触部とそれ以外の非接触部からなり、該接触部と該非接触部の電極材料が異なることを特徴とする薄膜トランジスタである。
The invention of
請求項２の発明は、前記ソース電極およびドレイン電極が印刷法により設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタである。
The invention according to claim 2 is the thin film transistor according to
請求項３の発明は、前記印刷法がスクリーン印刷法またはインクジェット法であることを特徴とする請求項２記載の薄膜トランジスタである。 The invention according to claim 3 is the thin film transistor according to claim 2, wherein the printing method is a screen printing method or an ink jet method.
請求項４の発明は、前記半導体層が、有機半導体材料もしくは酸化物半導体材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタである。
The invention according to claim 4 is the thin film transistor according to any one of
請求項５の発明は、前記ソース電極およびドレイン電極の接触部に用いる電極材料の仕事関数が、非接触部に用いる電極材料の仕事関数より高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜トランジスタである。 The invention according to claim 5 is characterized in that the work function of the electrode material used for the contact portion of the source electrode and the drain electrode is higher than the work function of the electrode material used for the non-contact portion. It is a thin-film transistor as described in.
請求項６の発明は、前記接触部の電極材料が、金またはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネートまたはポリアニリンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜トランジスタである。
The invention according to claim 6 is the thin film transistor according to any one of
請求項７の発明は、前記ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極とドレイン電極、有機半導体層が、基材上に設けられてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタである。 The invention according to claim 7 is characterized in that the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode and the drain electrode, and the organic semiconductor layer are provided on a base material. It is an organic thin film transistor.
請求項８の発明は、前記ゲート絶縁膜がプラスチック基材からなり、少なくともその一方の面に前記ゲート電極を設け、もう一方の面にソース電極とドレイン電極、有機半導体層を設けてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜トランジスタである。
According to an eighth aspect of the invention, the gate insulating film is made of a plastic substrate, the gate electrode is provided on at least one surface thereof, and the source electrode, the drain electrode, and the organic semiconductor layer are provided on the other surface. The thin film transistor according to any one of
本発明では、キャリヤ注入効率の高い、高価な材料を半導体層との接触部にのみ用い、それ以外の非接触部を安価な導電材料を用いることで低コスト且つ高性能な薄膜トランジスタを作製することができる。また、半導体層の材料として有機半導体材料を用いることにより、フレキシブルな薄膜トランジスタとすることができ、印刷法を用いることで大量にトランジスタを作製することができる。 In the present invention, a low-cost and high-performance thin film transistor is manufactured by using an expensive material with high carrier injection efficiency only in the contact portion with the semiconductor layer and using an inexpensive conductive material in the other non-contact portion. Can do. In addition, a flexible thin film transistor can be formed by using an organic semiconductor material as a material for the semiconductor layer, and a large number of transistors can be manufactured by using a printing method.
本発明は、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を含む薄膜トランジスタにおいて、該ソース電極および該ドレイン電極が、それぞれ少なくとも半導体層と接する接触部とそれ以外の非接触部から成り、該接触部と該非接触部が異なる電極材料を用いて形成することにより、低コストで薄膜トランジスタを製造できるものである。 The present invention relates to a thin film transistor including at least a gate electrode, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer, wherein the source electrode and the drain electrode each contact at least the semiconductor layer and other non-contact portions The thin film transistor can be manufactured at low cost by forming the contact portion and the non-contact portion using different electrode materials.
本発明では、基材上にゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を設けることができる。 In the present invention, a gate electrode, a gate insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer can be provided on a substrate.
基材としては、特に限定されるものではないが、ガラス基板やプラスチックフィルムを用いることができる。具体的には、石英などのガラス基板、シリコンウェハーや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネートなどのプラスチックフィルムを用いることが出来る。プラスチックフィルムであれば、可撓性であり、フレキシブルな薄膜トランジスタとすることができ、好ましい。また、乾燥工程での熱処理を考慮すると熱安定性の高いガラスや石英ガラス、プラスチックフィルムではＰＥＳが好ましい。 Although it does not specifically limit as a base material, A glass substrate and a plastic film can be used. Specifically, a glass substrate such as quartz, a silicon wafer, or a plastic film such as polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), or polycarbonate can be used. A plastic film is preferable because it is flexible and can be a flexible thin film transistor. In consideration of the heat treatment in the drying process, PES is preferable for glass, quartz glass, and plastic film with high thermal stability.
非接触部に用いる電極材料としては、公知の材料を用いることが出来る。例えば、銀、カーボン、アルミニウム等の導電性材料、導電性の有機金属化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 As the electrode material used for the non-contact portion, a known material can be used. Examples thereof include, but are not limited to, conductive materials such as silver, carbon, and aluminum, and conductive organometallic compounds.
また、これらの電極材料は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの気相法や塗布法などにより設けることができる。好ましくはこれら電極材料のペースト化したものを印刷法などの塗布法により設けることが好ましい。 Further, these electrode materials can be provided by a vapor phase method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method, or a coating method. Preferably, a paste of these electrode materials is provided by a coating method such as a printing method.
また、コストを考慮すると低価格な銀・カーボン（仕事関数４．９ｅＶ）やアルミニウム（仕事関数４．３ｅＶ）を導電材料とした厚膜ペーストを用いることが好ましい。 In view of cost, it is preferable to use a thick film paste made of silver / carbon (work function 4.9 eV) or aluminum (work function 4.3 eV), which is a low price, as a conductive material.
有機半導体層との接触部に用いる電極材料も公知の材料を用いることが出来る。すなわち、金、白金やポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）などの有機導電性材料などであるが、これらに限定されるものではない。 A well-known material can also be used for the electrode material used for the contact portion with the organic semiconductor layer. That is, organic conductive materials such as gold, platinum, poly (ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS), and polyaniline (PANI) are not limited thereto.
また、これらの電極材料も蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの気相法や塗布法などにより設けることができる。好ましくは電極材料のペースト化したものを印刷法などの塗布法により設けることが好ましい。 These electrode materials can also be provided by a vapor phase method such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, or a coating method. It is preferable to provide a paste of the electrode material by a coating method such as a printing method.
また、多くの有機半導体が電荷を輸送するキャリヤがホールであるｐ型半導体であることから、半導体層とオーミック接触をとるためには仕事関数の高い材料が好ましく、中でも仕事関数の高い金や白金が望ましい。 In addition, since many organic semiconductors are p-type semiconductors in which carriers that transport charges are holes, materials having a high work function are preferable for making ohmic contact with the semiconductor layer. Is desirable.
半導体との接触部に仕事関数の高い材料を用いたトランジスタでは、オン電流が増加するため、キャリヤ移動度や電流値のオン／オフ比が増加する。 In a transistor in which a material having a high work function is used for a contact portion with a semiconductor, an on-current increases, so that carrier mobility and an on / off ratio of a current value increase.
また有機導電性材料を接触部に用いる場合、非接触部で膜厚をかせぐことができるため、有機導電性材料の膜厚が薄いことによる抵抗増加を回避することが出来る。 In addition, when an organic conductive material is used for the contact portion, the film thickness can be increased at the non-contact portion, so that an increase in resistance due to the thin film thickness of the organic conductive material can be avoided.
ゲート絶縁膜に用いる材料としては、公知の材料を用いることが出来る。例えば、ポリエステル／メラミン樹脂ペーストやエポキシ樹脂ペースト、フェノール樹脂ペーストなどの絶縁ペースト、チタン酸バリウムなどを樹脂に分散させた誘電体ペーストなどであるが、これらに限定されるものではない。 As a material used for the gate insulating film, a known material can be used. For example, an insulating paste such as a polyester / melamine resin paste, an epoxy resin paste, or a phenol resin paste, a dielectric paste in which barium titanate or the like is dispersed in a resin, and the like are not limited thereto.
また、ＰＥＴやＰＥＮ、ＰＥＳなどの薄膜をゲート絶縁膜として用いることも出来る。この場合、ゲート絶縁膜が基材を兼ねることができ、ゲート絶縁膜の片面にゲート電極、反対の面にソース電極およびドレイン電極を設ける。 A thin film such as PET, PEN, or PES can also be used as the gate insulating film. In this case, the gate insulating film can also serve as a base material, and a gate electrode is provided on one side of the gate insulating film, and a source electrode and a drain electrode are provided on the opposite side.
半導体層の材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、ポリチオフェン、ポリアリルアミン、フルオレンビチオフェン共重合体およびそれらの誘導体のような高分子有機半導体材料を用いることが出来る。 A known material can be used as the material of the semiconductor layer. For example, high molecular organic semiconductor materials such as polythiophene, polyallylamine, fluorenebithiophene copolymer, and derivatives thereof can be used.
また、カーボンナノチューブあるいはフラーレンなどの炭素化合物や半導体ナノ粒子分散液なども半導体材料として用いることが出来る。また、ＩｎＧａＺｎＯ系、ＩｎＧａＯ系、ＺｎＧａＯ系、ＩｎＺｎＯ系、ＺｎＯ系、ＳｎＯ系などの酸化物半導体も半導体材料として用いることができる。 Further, carbon compounds such as carbon nanotubes or fullerenes, semiconductor nanoparticle dispersions, and the like can also be used as semiconductor materials. An oxide semiconductor such as InGaZnO-based, InGaO-based, ZnGaO-based, InZnO-based, ZnO-based, or SnO-based can also be used as a semiconductor material.
本発明では、電界効果トランジスタの構造として、ボトムゲート・ボトムコンタクト（プレーナー）型、ボトムゲート・トップコンタクト（逆スタガー）型、トップゲートボトムコンタクト（スタガー）型などの全ての基本構造に用いることが出来る。 In the present invention, as a structure of the field effect transistor, it is used for all basic structures such as a bottom gate / bottom contact (planar) type, a bottom gate / top contact (reverse stagger) type, and a top gate / bottom contact (stagger) type. I can do it.
本発明では、前記ゲート電極、ソース・ドレイン電極、ゲート絶縁膜、有機半導体材料の一部もしくは全部を基板上に印刷法でパターン形成することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a part or all of the gate electrode, the source / drain electrode, the gate insulating film, and the organic semiconductor material is patterned on the substrate by a printing method.
印刷法としては、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット法など公知の手法を用いることができる。 As the printing method, known methods such as gravure printing, offset printing, screen printing, and ink jet method can be used.
電極の非接触部を印刷で形成する場合、グラビア印刷やオフセット印刷、スクリーン印刷などが適用できるが、膜厚が薄いと配線抵抗が増すため、厚膜を形成しやすいスクリーン印刷が好ましい。 When the non-contact portion of the electrode is formed by printing, gravure printing, offset printing, screen printing, or the like can be applied. However, since the wiring resistance increases when the film thickness is thin, screen printing that easily forms a thick film is preferable.
電極の接触部を印刷で形成する場合、トランジスタの特性を上げるためには狭いギャップ（チャネル）を形成することが要求される。狭ギャップを形成できる印刷法であれば適宜利用することが出来るが、用いる電極材料によって印刷法が異なる。すなわち、金のナノペーストのように粘度が５００ｍＰａｓ前後と高い材料の場合スクリーン印刷が、また金のナノペーストでも１０ｍＰａｓ前後と低い材料や導電性高分子の溶液を用いる場合はその粘度特性からインクジェット法が適している。以下、実施例を元に説明する。 When the contact portion of the electrode is formed by printing, it is required to form a narrow gap (channel) in order to improve the characteristics of the transistor. Any printing method capable of forming a narrow gap can be used as appropriate, but the printing method varies depending on the electrode material used. In other words, screen printing is used in the case of a material having a high viscosity of about 500 mPas, such as gold nanopaste, and the ink jet method is used from the viscosity characteristics in the case of using a gold nanopaste having a low material of about 10 mPas or a conductive polymer solution. Is suitable. Hereinafter, a description will be given based on examples.
図１に示すプレーナー型電界効果トランジスタを図３に示す製造工程図の要領で作製した。ガラス基板上に銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりゲート電極を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ゲート電極上にポリエステル／メラミン樹脂の絶縁ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷でゲート絶縁膜を印刷後、１３０℃で乾燥して形成した。ゲート絶縁膜上に、銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりソース・ドレイン電極の非接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。金のナノ粒子を分散させたペースト（ハリマ化成株式会社製）を用いてスクリーン印刷で有機半導体層との接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。しかる後、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）のアニソール溶液をインクジェット装置で印刷、１００℃で乾燥して形成した。 The planar type field effect transistor shown in FIG. 1 was produced according to the manufacturing process diagram shown in FIG. A gate electrode was printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) using silver and carbon as a conductive material on a glass substrate, and then dried at 150 ° C. to form. A gate insulating film was printed on the gate electrode by screen printing using an insulating paste of polyester / melamine resin (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) and then dried at 130 ° C. On the gate insulating film, a non-contact portion of the source / drain electrode is printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Laboratories) using silver and carbon as a conductive material, and then dried at 150 ° C. did. A contact portion with the organic semiconductor layer was printed by screen printing using a paste (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) in which gold nanoparticles were dispersed, and then dried at 150 ° C. to form. Thereafter, an anisole solution of poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) was printed with an ink jet apparatus and dried at 100 ° C. to form.
この結果、ガラス基板上にプレーナー型有機電界効果トランジスタを作製することができた。 As a result, a planar organic field effect transistor could be fabricated on a glass substrate.
図１に示すプレーナー型電界効果トランジスタを図３に示す製造工程図の要領で作製した。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板（東レ株式会社製）上に銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりゲート電極を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ゲート電極上にポリエステル／メラミン樹脂の絶縁ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷でゲート絶縁膜を印刷後、１３０℃で乾燥して形成した。ゲート絶縁膜上に、銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりソース・ドレイン電極の非接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。金のナノ粒子を分散させたペースト（ハリマ化成株式会社製）を用いてスクリーン印刷で有機半導体層との接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。しかる後、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）のアニソール溶液をインクジェット装置で印刷、１００℃で乾燥して形成した。 The planar type field effect transistor shown in FIG. 1 was produced according to the manufacturing process diagram shown in FIG. A gate electrode is printed by screen printing on a polyethylene terephthalate (PET) substrate (made by Toray Industries, Inc.) using a polymer thick film paste (made by Asahi Chemical Research Laboratories) using silver and carbon as a conductive material, and then dried at 150 ° C. Formed. A gate insulating film was printed on the gate electrode by screen printing using an insulating paste of polyester / melamine resin (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) and then dried at 130 ° C. On the gate insulating film, a non-contact portion of the source / drain electrode is printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Laboratories) using silver and carbon as a conductive material, and then dried at 150 ° C. did. A contact portion with the organic semiconductor layer was printed by screen printing using a paste (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) in which gold nanoparticles were dispersed, and then dried at 150 ° C. to form. Thereafter, an anisole solution of poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) was printed with an ink jet apparatus and dried at 100 ° C. to form.
この結果、ＰＥＴ基板上にプレーナー型有機電界効果トランジスタを作製することができた。 As a result, a planar organic field effect transistor could be fabricated on the PET substrate.
図１に示すプレーナー型電界効果トランジスタを図４に示す製造工程図の要領で作製した。ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板（帝人デュポン株式会社製）上に銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりゲート電極を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ゲート電極上にポリエステル／メラミン樹脂の絶縁ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷でゲート絶縁膜を印刷後、１３０℃で乾燥して形成した。ゲート絶縁膜上に、銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりソース・ドレイン電極の非接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水溶液（スタルクヴィテック株式会社製）を用いて有機半導体層との接触部をインクジェット装置で印刷、１３０℃で乾燥させて形成した。しかる後、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）のアニソール溶液をインクジェット装置で印刷、１００℃で乾燥して形成した。 The planar type field effect transistor shown in FIG. 1 was produced according to the manufacturing process diagram shown in FIG. A gate electrode is printed by screen printing on a polyethylene naphthalate (PEN) substrate (manufactured by Teijin DuPont Co., Ltd.) using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) using silver and carbon as a conductive material. Dried to form. A gate insulating film was printed on the gate electrode by screen printing using an insulating paste of polyester / melamine resin (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) and then dried at 130 ° C. On the gate insulating film, a non-contact portion of the source / drain electrode is printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Laboratories) using silver and carbon as a conductive material, and then dried at 150 ° C. did. The contact portion with the organic semiconductor layer was printed with an inkjet device using an aqueous solution of PEDOT / PSS (manufactured by Starck Vitec Co., Ltd.) and dried at 130 ° C. Thereafter, an anisole solution of poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) was printed with an ink jet apparatus and dried at 100 ° C. to form.
この結果、ＰＥＮ基板上にプレーナー型有機電界効果トランジスタを作製することができた。 As a result, a planar organic field effect transistor could be fabricated on the PEN substrate.
図２に示すスタガー型有機電界効果トランジスタを図５に示す製造工程図の要領で作製した。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板（東レ株式会社製）上に銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりゲート電極を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ゲート電極上にポリエステル／メラミン樹脂の絶縁ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷でゲート絶縁膜を印刷後、１３０℃で乾燥して形成した。ゲート絶縁膜上に、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）のアニソール溶液をインクジェット装置で印刷、１００℃で乾燥して形成した。有機半導体上に金のナノ粒子を分散させたペースト（ハリマ化成株式会社製）を用いてスクリーン印刷で有機半導体層との接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。しかる後、銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりソース・ドレイン電極の非接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。 The staggered organic field effect transistor shown in FIG. 2 was produced according to the manufacturing process diagram shown in FIG. A gate electrode is printed by screen printing on a polyethylene terephthalate (PET) substrate (made by Toray Industries, Inc.) using a polymer thick film paste (made by Asahi Chemical Research Laboratories) using silver and carbon as a conductive material, and then dried at 150 ° C. Formed. A gate insulating film was printed on the gate electrode by screen printing using an insulating paste of polyester / melamine resin (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) and then dried at 130 ° C. An anisole solution of poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.) was printed on the gate insulating film by an inkjet apparatus and dried at 100 ° C. The contact portion with the organic semiconductor layer was printed by screen printing using a paste (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) in which gold nanoparticles were dispersed on the organic semiconductor, and then dried at 150 ° C. to form. Thereafter, a non-contact portion of the source / drain electrode was printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Laboratories) using silver and carbon as conductive materials, and then dried at 150 ° C. to form.
この結果、ＰＥＴ基板上にスタガー型有機電界効果トランジスタを作製することができた。 As a result, a staggered organic field effect transistor could be fabricated on the PET substrate.
図１に示すプレーナー型有機電界効果トランジスタを図６に示す製造工程図の要領で作製した。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）薄膜（東レ株式会社製）からなるゲート絶縁膜を基板として用い、ロール状で印刷装置に供給し、銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりゲート電極を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。ＰＥＴ薄膜を裏側にし、ゲート電極の反対側に銀およびカーボンを導電材料とするポリマー厚膜ペースト（アサヒ化学研究所製）を用いてスクリーン印刷によりソース・ドレイン電極の非接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。金のナノ粒子を分散させたペースト（ハリマ化成株式会社製）を用いてスクリーン印刷で有機半導体層との接触部を印刷後、１５０℃で乾燥して形成した。しかる後、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（シグマアルドリッチジャパン株式会社製）のアニソール溶液をインクジェット装置で印刷、１００℃で乾燥して形成した。 The planar type organic field effect transistor shown in FIG. 1 was produced according to the manufacturing process diagram shown in FIG. A polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) using a gate insulating film made of polyethylene terephthalate (PET) thin film (manufactured by Toray Industries, Inc.) as a substrate and supplying it to a printing device in a roll shape and using silver and carbon as conductive materials After the gate electrode was printed by screen printing using, it was formed by drying at 150 ° C. A non-contact portion of the source / drain electrode is printed by screen printing using a polymer thick film paste (manufactured by Asahi Chemical Research Laboratories) with a PET thin film on the back side and silver and carbon as the conductive material on the opposite side of the gate electrode. Formed by drying at 0C. A contact portion with the organic semiconductor layer was printed by screen printing using a paste (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) in which gold nanoparticles were dispersed, and then dried at 150 ° C. to form. Thereafter, an anisole solution of poly (3-hexylthiophene) (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) was printed with an ink jet apparatus and dried at 100 ° C. to form.
この結果、ＰＥＴ薄膜をゲート絶縁膜兼基板としたプレーナー型有機電界効果トランジスタを作製することができた。 As a result, a planar organic field effect transistor using a PET thin film as a gate insulating film / substrate could be fabricated.
１０・・・基板
２０・・・ゲート電極
２１・・・ゲート電極材料
３０・・・ゲート絶縁膜
３１・・・ゲート絶縁膜材料
４０・・・ソース電極（非接触部）
４１・・・ドレイン電極（非接触部）
４２・・・ソース・ドレイン電極非接触部材料
５０・・・ソース電極（接触部）
５１・・・ドレイン電極（接触部）
５２・・・ソース・ドレイン電極接触部材料
６０・・・半導体層
６１・・・有機半導体材料
７０・・・スクリーン板
７１・・・スキージ
７２・・・インクジェット装置
DESCRIPTION OF
41 ... Drain electrode (non-contact part)
42 ... Source / drain electrode
51 ... Drain electrode (contact part)
52 ... Source / drain
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