JP2006093191A - 有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタシート及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 支持体と金属箔とをラミネートする接着層を支持体上に有し、前記支持体と前記金属箔とが前記接着層によりラミネートされ、前記支持体上にラミネートされた前記金属箔表面が研磨されたものであることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【選択図】 図6
Description
支持体1は、ガラスやフレキシブルなポリマーシートで構成され、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。前記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。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、可撓性を有し、衝撃に対する耐性を向上できる。
ゲート電極の形成方法としては、公知のフォトリソグラフ法によって、上記金属箔にフォトレジストを塗布しレーザーによるパターン露光を行いその後金属のエッチング液を用いてパターン化する電極形成方法が好ましいが、
その他、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りパターニングしたレジストを用いてエッチングする方法がある。
(1)ゲート電極・・・・第1金属層
ゲート絶縁層・・・・・前記第1金属層とは異なる金属の第2陽極酸化膜
このような組み合わせを実現する金属材料としては、前記第1金属層に、銅又はアルミニウムを用いることができ、第2金属層に、アルミニウム又はタンタルを用いることができる。
200は金属箔、201は金属箔を支持体より低い所定の張力で繰り出す繰り出し手段、202は金属箔を支持体と同一速度で矢印方向に搬送する搬送手段、
300は支持体に金属箔を加圧密着させラミネートする加圧ローラ対(加圧ローラ対300は使用する接着層材料に応じ所定の温度に加熱される。)、301は金属箔がラミネートされた支持体、302は金属箔がラミネートされた支持体の搬送手段で、
繰り出し手段101から繰り出された支持体100は搬送手段102で搬送されて塗布手段103で接着層104を塗布され、他方、繰り出し手段201から繰り出された金属箔200は搬送手段202で搬送され、加圧ローラ対300で支持体と金属箔が加圧密着されてラミネートされる。
厚さ8μmのアルミニウム箔がラミネートされたPETフィルムを用いて、以下のように有機薄膜トランジスタを形成した。
〈研磨処理〉
1、バフを用いた一般的な機械研磨を行った。
〈ゲート電極〉
市販のフォトレジストを用いて、フォトリソグラフ法によりゲート電極状のレジストパタンを形成後、エッチング液を用いてアルミ箔をエッチングし、ゲート電極を形成し、その後よく洗浄した。
〈陽極酸化処理〉
一部のサンプルに陽極酸化処理を行った。
〈ゲート絶縁膜形成〉
大気圧プラズマ処理により、厚さ250nmの酸化ケイ素膜(ゲート絶縁膜)を設けた。
不活性ガス:ヘリウム98.25体積%
反応性ガス:酸素ガス1.5体積%
反応性ガス:テトラエトキシシラン蒸気(ヘリウムガスにてバブリング)0.25体積%
(放電条件)
放電出力:10W/cm2
(電極条件)
冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材にセラミック溶射によるアルミナを1mm被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてRmax5μmとした誘電体(比誘電率10)を有するロール電極であり、アースされている。
<半導体層形成工程>
次に、EDTAを用いたキレート洗浄法により、よく精製したポリ(3−ヘキシルチオフェン)のregioregular体(アルドリッチ社製)のクロロホルム溶液を調製し、N2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、N2ガス雰囲気中で前記の表面処理済のゲート絶縁膜の表面にアプリケーターを用いて塗布し、室温で乾燥させた後、窒素ガス下で、50℃、15分間の熱処理を施した。このときポリ(3−ヘキシルチオフェン)の膜厚は50nmであった。
<ソース、ドレイン形成>
上記半導体層上に、マスクを介して、金の電極パターンを蒸着することで、L=30μm、W=1mmの有機薄膜トランジスタを作成した。
また、ソース電極とゲート電極の間にバイアスを印加し、ブレークダウン(絶縁膜の放電破壊)が生じたバイアスを比較した。
1、研磨処理なし 30μm 3 −
2、機械研磨 3μm 10 0.0005
+陽極酸化 35 0.0008
3、電解研磨 1μm 15 0.0007
+陽極酸化 40 0.0012
4、CMP 0.05μm 35 0.011
+陽極酸化 100 0.025
5、機械研磨+電解研磨 0.05μm 40 0.030
+陽極酸化 120 0.045
また、その比較例として、下記を行ったが、トランジスタの製造ができなかった。
2、200 金属箔
2a ゲート電極
3a 陽極酸化膜
3b ゲート絶縁層
4 接着層
5 有機半導体層
6 ソース電極
7 ドレイン電極
8 絶縁膜
10 有機薄膜トランジスタシート
11 ゲートバスライン
12 ソースバスライン
13 出力電極
103 塗布手段
300 加圧ローラ対
400 CMP装置
401 スラリー供給手段
402 研磨パッド
403 テーブル
500 洗浄装置
600 電解研磨装置
601、701 電源
602 金属ローラ
603 電解液
605 白金電極
700 陽極酸化装置
703 電解液
Claims (12)
- 支持体と金属箔とをラミネートする接着層を支持体上に有し、前記支持体と前記金属箔とが前記接着層によりラミネートされ、前記支持体上にラミネートされた前記金属箔表面が研磨されたものであることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
- 前記研磨は電解研磨であることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記研磨は電解研磨と化学的機械研磨とであることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記研磨は前記金属箔の表面粗さをRmax=500nm以下に研磨するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- ゲート電極の形成は研磨後に金属箔をエッチングするものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記金属箔はアルミニウムまたはタンタル、または、それらのいずれかを含有する合金であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- ゲート電極の一部が前記金属箔の陽極酸化被膜であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 研磨された前記金属箔にゲート電極が形成され、前記ゲート電極表面を覆うゲート絶縁層が形成され、前記ゲート絶縁層上に有機半導体層が形成され、前記有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層が形成され、前記原電極層上に光感応性樹脂層が形成され、前記光感応性樹脂層が露光され、露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極が形成されたものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 前記支持体は少なくとも樹脂よりなるものを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
- 支持体と金属箔とをラミネートする接着層を支持体上に形成する工程と、前記支持体と前記金属箔とを前記接着層によりラミネートする工程と、前記支持体上にラミネートされた前記金属箔表面を研磨する工程と、研磨した前記金属箔にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極表面を覆うゲート絶縁層を形成する工程と、前記ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程と、前記有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程と、前記原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程と、前記光感応性樹脂層を露光する工程及び、露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。 - 支持体と金属箔とをラミネートする接着層を支持体上に形成する工程と、前記支持体と前記金属箔とをラミネートする工程と、前記支持体上にラミネートされた前記金属箔表面を研磨する工程と、研磨した前記金属箔にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極表面を覆うゲート絶縁層を形成する工程と、前記ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程と、前記有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程と、前記原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程と、前記光感応性樹脂層を露光する工程及び、露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を有し、
前記ゲート電極を形成する工程において、前記ゲート電極を有する走査線を形成し、ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程において、前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む信号線及び前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む入出力電極を形成することにより、前記走査線及び前記信号線により接続されマトリクス配置された複数の有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタシートを製造することを特徴とする有機薄膜トランジスタシートの製造方法。 - 請求項11に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタシート。
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