JP2006135109A - 電子デバイス、電子デバイスの製造方法および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】特性に優れ、かつ、特性の経時劣化を防止し得る電子デバイス、かかる電子デバイスを用いた表示装置、および、電子機器を提供すること。
【解決手段】薄膜トランジスタ１は、互いに分離して設けられたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂと、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に形成された有機膜６０と、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０と接触するように設けられた有機半導体層３０と、有機半導体層３０上に設けられたゲート絶縁層４０と、ゲート絶縁層４０上に設けられたゲート電極６０とを有する。有機膜６０は、好ましくは一般式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳＨ（ただし、ｍは１〜３５の整数を示し、ｎは２〜３３の整数を示す。）で表される非共役系有機化合物を含む有機化合物を、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に結合させてなるものである。
【選択図】図１
【解決手段】薄膜トランジスタ１は、互いに分離して設けられたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂと、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に形成された有機膜６０と、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０と接触するように設けられた有機半導体層３０と、有機半導体層３０上に設けられたゲート絶縁層４０と、ゲート絶縁層４０上に設けられたゲート電極６０とを有する。有機膜６０は、好ましくは一般式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳＨ（ただし、ｍは１〜３５の整数を示し、ｎは２〜３３の整数を示す。）で表される非共役系有機化合物を含む有機化合物を、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に結合させてなるものである。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子デバイス、電子デバイスの製造方法および電子機器に関する。
近年、無機半導体材料を用いた薄膜トランジスタを置き換え得るデバイスとして、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタが注目されている（例えば、特許文献１参照。）。
このような薄膜トランジスタでは、ソース電極およびドレイン電極に接触するようにして、有機半導体層が設けられている。
一般に、ソース電極およびドレイン電極は、金属材料で構成されているため、活性（有機物との反応性）が高い。このため、これらの電極と有機半導体層を構成する有機半導体材料との間で反応が生じ、有機半導体材料が変質・劣化し、その結果、薄膜トランジスタの特性が経時的に劣化するという問題がある。
このような薄膜トランジスタでは、ソース電極およびドレイン電極に接触するようにして、有機半導体層が設けられている。
一般に、ソース電極およびドレイン電極は、金属材料で構成されているため、活性（有機物との反応性）が高い。このため、これらの電極と有機半導体層を構成する有機半導体材料との間で反応が生じ、有機半導体材料が変質・劣化し、その結果、薄膜トランジスタの特性が経時的に劣化するという問題がある。
本発明の目的は、特性に優れ、かつ、特性が経時的に劣化するのを防止し得る電子デバイス、かかる電子デバイスを製造する電子デバイスの製造方法、および、電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイスは、一対の電極と有機半導体層とを有する電子デバイスであって、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させてなる有機膜を有することを特徴とする。
これにより、特性に優れ、かつ、特性が経時的に劣化するのを防止し得る電子デバイスが得られる。
本発明の電子デバイスは、一対の電極と有機半導体層とを有する電子デバイスであって、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させてなる有機膜を有することを特徴とする。
これにより、特性に優れ、かつ、特性が経時的に劣化するのを防止し得る電子デバイスが得られる。
本発明の電子デバイスでは、前記一対の電極が、それぞれ、ソース電極およびドレイン電極を構成し、
さらに、前記有機半導体層に電界をかけるゲート電極を備えるトランジスタであることが好ましい。
本発明の電子デバイスは、各種のものに適用可能であるが、特に、トランジスタへ適用するのが好適である。
さらに、前記有機半導体層に電界をかけるゲート電極を備えるトランジスタであることが好ましい。
本発明の電子デバイスは、各種のものに適用可能であるが、特に、トランジスタへ適用するのが好適である。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
前記有機膜が形成された電極の表面には、前記結合基が結合していない部分を有することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、効率よく行われるようになる。
前記有機膜が形成された電極の表面には、前記結合基が結合していない部分を有することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、効率よく行われるようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
前記有機膜が形成された電極の表面には、さらに前記結合基が結合し得る部分が残存することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、効率よく行われるようになる。
前記有機膜が形成された電極の表面には、さらに前記結合基が結合し得る部分が残存することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、効率よく行われるようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
該結合基は、ＳＨ基であることが好ましい。
ＳＨ基は、金属との間に特に強い結合を形成し得るため、結合基としてＳＨ基を有する有機化合物を用いることにより、電極に対して密着性の高い有機膜が得られる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記結合基と反対側に前記有機半導体層に荷電を供給し得る置換基を有することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、さらに効率よく行われるようになる。
該結合基は、ＳＨ基であることが好ましい。
ＳＨ基は、金属との間に特に強い結合を形成し得るため、結合基としてＳＨ基を有する有機化合物を用いることにより、電極に対して密着性の高い有機膜が得られる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記結合基と反対側に前記有機半導体層に荷電を供給し得る置換基を有することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、さらに効率よく行われるようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、直鎖状をなし、
前記有機膜の最大厚さは、前記有機化合物の前記結合基から前記置換基までの長さより小さいことが好ましい。
これにより、有機膜の絶縁性が比較的高くなる場合でも、その膜厚が薄くなることから、薄膜トランジスタの特性が劣化するのを防止することができる。
前記有機膜の最大厚さは、前記有機化合物の前記結合基から前記置換基までの長さより小さいことが好ましい。
これにより、有機膜の絶縁性が比較的高くなる場合でも、その膜厚が薄くなることから、薄膜トランジスタの特性が劣化するのを防止することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機化合物は、前記結合基と反対側に撥水性を示す構造を有することが好ましい。
これにより、電子デバイスを、例えば大気中等、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、電極の表面に水分等が付着するのを防止することができるようになる。その結果、電極の表面へ水分が付着することに起因する電子デバイスの特性の劣化を防止することができる。
これにより、電子デバイスを、例えば大気中等、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、電極の表面に水分等が付着するのを防止することができるようになる。その結果、電極の表面へ水分が付着することに起因する電子デバイスの特性の劣化を防止することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記非共役系有機化合物は、一般式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳＨで表され、ｍは１〜３５の整数を示し、ｎは２〜３３の整数を示すことが好ましい。
かかる非共役系有機化合物を主材料として有機膜を構成することにより、電子デバイスは、優れた特性を有するものとなるとともに、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、その優れた特性をより確実に維持することができるようになる。
かかる非共役系有機化合物を主材料として有機膜を構成することにより、電子デバイスは、優れた特性を有するものとなるとともに、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、その優れた特性をより確実に維持することができるようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記一般式において、ｍ／ｎが０．２５〜１８なる関係を満たすことが好ましい。
これにより、前記一般式で表される非共役系有機化合物は、この分子構造中に占めるフルオロ基の割合が十分に高くなり、特に高い撥水性を発揮するようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記非共役系有機化合物は、その総炭素数が４〜４５であることが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層とが接触するのを確実に防止しつつ、有機膜の絶縁性が不要に高くなるのを防止することができ、結果として、電子デバイスの特性の劣化を防止することができる。
これにより、前記一般式で表される非共役系有機化合物は、この分子構造中に占めるフルオロ基の割合が十分に高くなり、特に高い撥水性を発揮するようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記非共役系有機化合物は、その総炭素数が４〜４５であることが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層とが接触するのを確実に防止しつつ、有機膜の絶縁性が不要に高くなるのを防止することができ、結果として、電子デバイスの特性の劣化を防止することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機膜が形成された電極において、当該電極の表面へ結合した前記有機化合物の数は、０．０５×１０１５〜０．９６×１０１５個／ｃｍ２であることが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機膜が形成された電極は、前記有機膜の存在により前記有機半導体層と直接接触するのが防止されていることが好ましい。
これにより、有機半導体層を構成する有機半導体材料と、電極との間で反応が生じるのを防止して、有機半導体層の変質・劣化を防止することができる。その結果、薄膜トランジスタの特性が経時的に劣化するのを好適に防止することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機膜が形成された電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主材料として構成されていることが好ましい。
これらのものは、有機膜を構成する有機化合物との結合を形成し易い材料であることから好ましい。
これにより、有機半導体層を構成する有機半導体材料と、電極との間で反応が生じるのを防止して、有機半導体層の変質・劣化を防止することができる。その結果、薄膜トランジスタの特性が経時的に劣化するのを好適に防止することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記有機膜が形成された電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主材料として構成されていることが好ましい。
これらのものは、有機膜を構成する有機化合物との結合を形成し易い材料であることから好ましい。
本発明の電子デバイスの製造方法は、一対の電極と有機半導体層とを有する電子デバイスの製造方法であって、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させることにより有機膜を形成する第１の工程と、
前記有機膜に接触するように、前記有機半導体層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、特性に優れ、かつ、特性が経時的に劣化するのを防止し得る電子デバイスを製造することができる。
前記一対の電極の少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させることにより有機膜を形成する第１の工程と、
前記有機膜に接触するように、前記有機半導体層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、特性に優れ、かつ、特性が経時的に劣化するのを防止し得る電子デバイスを製造することができる。
本発明の電子デバイスの製造方法では、前記第１の工程に先立って、少なくとも前記有機膜を形成する電極の表面を洗浄する工程を有し、
前記洗浄を酸素プラズマ処理により行うことが好ましい。
電極の表面に酸素プラズマ処理を施すと、電極の表面に、例えば、有機膜を構成する有機化合物が結合し難い凹凸部や欠陥部が形成され、これにより、電極の表面への有機化合物の結合速度（反応速度）や結合密度等を容易に制御することができるようになる。
前記洗浄を酸素プラズマ処理により行うことが好ましい。
電極の表面に酸素プラズマ処理を施すと、電極の表面に、例えば、有機膜を構成する有機化合物が結合し難い凹凸部や欠陥部が形成され、これにより、電極の表面への有機化合物の結合速度（反応速度）や結合密度等を容易に制御することができるようになる。
本発明の電子デバイスの製造方法では、前記第１の工程において、濃度０．０１〜１０ｍＭで前記有機化合物を含有する有機膜形成用液を、前記有機膜を形成する電極の表面に０．１〜２００分間接触させることにより、前記有機膜を形成することが好ましい。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
これにより、電極と有機半導体層との間での有機膜を介した荷電の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
以下、本発明の電子デバイス、電子デバイスの製造方法および電子機器について、図示の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合を代表に説明する。
図１は、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第１実施形態を示す概略図（図１中（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図）、図２および図３は、それぞれ、図１に示す薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合を代表に説明する。
図１は、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第１実施形態を示す概略図（図１中（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図）、図２および図３は、それぞれ、図１に示す薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
図１に示す薄膜トランジスタ１は、トップゲート型の薄膜トランジスタであり、互いに分離して設けられたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂと、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆うように設けられた有機半導体層３０と、有機半導体層３０とゲート電極５０との間に位置するゲート絶縁層４０とを有し、基板１０上に設けられている。
以下、各部の構成について、順次説明する。
以下、各部の構成について、順次説明する。
基板１０は、薄膜トランジスタ１を構成する各層（各部）を支持するものである。
基板１０には、例えば、ガラス基板、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）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリイミド（ＰＩ）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、金属基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
基板１０には、例えば、ガラス基板、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）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリイミド（ＰＩ）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、金属基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
薄膜トランジスタ１に可撓性を付与する場合には、基板１０には、プラスチック基板、あるいは、薄い（比較的膜厚の小さい）金属基板が選択される。
基板１０上には、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂ（一対の電極）が設けられている。すなわち、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂは、ほぼ同一平面上に設けられている。
基板１０上には、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂ（一対の電極）が設けられている。すなわち、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂは、ほぼ同一平面上に設けられている。
ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの構成材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌまたはこれらを含む合金のような金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの構成材料としては、それぞれ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主とするものが好ましい。これらのものは、後述する有機化合物との結合を形成し易い材料であることから好ましい。また、これらのものは、比較的仕事関数が大きいため、後述するように、有機半導体層３０がｐ型である場合には、ソース電極２０ａをこれらの材料で構成することにより、有機半導体層３０への正孔（キャリア）の注入効率を向上させることができる。
これらの中でも、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの構成材料としては、それぞれ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主とするものが好ましい。これらのものは、後述する有機化合物との結合を形成し易い材料であることから好ましい。また、これらのものは、比較的仕事関数が大きいため、後述するように、有機半導体層３０がｐ型である場合には、ソース電極２０ａをこれらの材料で構成することにより、有機半導体層３０への正孔（キャリア）の注入効率を向上させることができる。
なお、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、１０〜２０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
これらのソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂ（以下、これらを総称して「電極２０」と言うことがある。）の表面には、それぞれ、有機膜６０が形成されている。
これらのソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂ（以下、これらを総称して「電極２０」と言うことがある。）の表面には、それぞれ、有機膜６０が形成されている。
この有機膜６０は、電極２０の表面に、非共役系有機化合物（非共役系有機分子）を含む有機化合物（有機分子）を結合させてなるものである。すなわち、有機膜６０は、非共役系有機化合物で構成されるものであってもよく、非共役系有機化合物と他の化合物とで構成されるものであってもよい。
なお、有機膜６０は、好ましくは非共役系有機化合物を主とする有機化合物で構成される。
なお、有機膜６０は、好ましくは非共役系有機化合物を主とする有機化合物で構成される。
電極２０の表面に、有機膜６０を設けることにより、電極２０と有機半導体層３０とが直接接触するのを防止することができる。これにより、有機半導体層３０を構成する有機半導体材料と、電極２０との間で反応が生じるのを防止して、有機半導体層３０の変質・劣化を防止することができる。その結果、薄膜トランジスタ１の特性が経時的に劣化するのを好適に防止することができる。
また、有機膜６０を設けることにより、電極２０の表面に水分や汚れが付着するのを防止することができる。これにより、薄膜トランジスタ１の特性の向上を図ることかできる。
また、分子レベルで均一な表面の有機膜６０を形成することができるため、製造される薄膜トランジスタ１毎において、特性にバラツキが生じるのを防止することができ、かかる薄膜トランジスタ１を組み込んだ電子機器（後述する表示装置等）の信頼性の向上を図ることができる。
また、分子レベルで均一な表面の有機膜６０を形成することができるため、製造される薄膜トランジスタ１毎において、特性にバラツキが生じるのを防止することができ、かかる薄膜トランジスタ１を組み込んだ電子機器（後述する表示装置等）の信頼性の向上を図ることができる。
また、電極２０の表面には、さらに後述するような結合基が結合していない部分、すなわち、結合基（有機化合物）が結合し得る部分が残存しているのが好ましい。通常、非共役系有機化合物を含有する膜（特に、非共役系有機化合物を主材料とする膜）は、比較的高い絶縁性を示すが、電極２０の表面に敢えて有機化合物が結合し得る余地を残すことにより、電極２０と有機半導体層３０との間での有機膜６０を介した正孔（荷電）の受け渡しが、効率よく行われるようになる。
すなわち、ソース電極２０ａから有機半導体層３０への正孔の注入、および、有機半導体層３０からドレイン電極２０ｂへの正孔の受け渡しが、それぞれ、有機膜６０を介して効率よく行われるようになり、薄膜トランジスタ１では、十分な値のドレイン電流（ＯＮ電流）が得られる。
このような有機膜６０は、次の条件ＩおよびIIの一方を満足するのが好ましく、双方を満足するのがより好ましい。
すなわち、Ｉ：有機膜６０は、濃度０．０１〜１０ｍＭで有機化合物を含有する処理液（２０℃）を、電極２０の表面に、好ましくは０．１〜２００分間程度、より好ましくは１〜１５０分間程度、さらに好ましくは５〜６０分間程度接触させることにより形成されたものであること。
このような有機膜６０は、次の条件ＩおよびIIの一方を満足するのが好ましく、双方を満足するのがより好ましい。
すなわち、Ｉ：有機膜６０は、濃度０．０１〜１０ｍＭで有機化合物を含有する処理液（２０℃）を、電極２０の表面に、好ましくは０．１〜２００分間程度、より好ましくは１〜１５０分間程度、さらに好ましくは５〜６０分間程度接触させることにより形成されたものであること。
II：電極２０の表面へ結合した有機化合物の数が、好ましくは０．０５×１０１５〜０．９６×１０１５個／ｃｍ２程度、より好ましくは０．２０×１０１５〜０．９４×１０１５個／ｃｍ２程度、さらに好ましくは０．５０×１０１５〜０．９２×１０１５個／ｃｍ２程度であること。
このような条件を満足することにより、有機膜６０は、電極２０と有機半導体層３０との接触を十分に防止することができ、また、有機膜６０を介した電極２０と有機半導体層３０との間での正孔（キャリア）の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
このような条件を満足することにより、有機膜６０は、電極２０と有機半導体層３０との接触を十分に防止することができ、また、有機膜６０を介した電極２０と有機半導体層３０との間での正孔（キャリア）の受け渡しが、より効率よく行われるようになる。
有機層６０を構成する有機化合物は、その電極２０の表面に結合する側の端部に結合基を有している。この結合基としては、前述したような電極２０を構成する金属と化学結合を形成し得るものであればよく、特に限定されないが、ＳＨ基、ＲＯ基（ただし、Ｒはアルキルを示す）、ＳｉＯＲ等が挙げられるが、ＳＨ基であるのが好ましい。ＳＨ基は、金属との間に特に強い結合を形成し得るため、結合基としてＳＨ基を有する有機化合物を用いることにより、電極２０に対して密着性の高い有機膜６０が得られる。
また、有機化合物は、その電極２０の表面に結合する側と反対側に、有機半導体層３０に正孔（荷電）を供給し得る置換基（ドーパント性を有する置換基）を有するのが好ましい。これにより、有機膜６０を介した電極２０と有機半導体層３０との間での正孔の受け渡しが、さらに効率よく行われるようになる。
また、有機化合物は、その電極２０の表面に結合する側（結合基）と反対側に撥水性を示す構造を有するのが好ましい。これにより、薄膜トランジスタ１を、例えば大気中等、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、電極２０の表面に水分等が付着するのを防止することができるようになる。その結果、電極２０の表面へ水分が付着することに起因する薄膜トランジスタ１の特性の劣化（特に、ＯＦＦ電流値の上昇）を防止することができる。
また、有機化合物は、その電極２０の表面に結合する側（結合基）と反対側に撥水性を示す構造を有するのが好ましい。これにより、薄膜トランジスタ１を、例えば大気中等、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、電極２０の表面に水分等が付着するのを防止することができるようになる。その結果、電極２０の表面へ水分が付着することに起因する薄膜トランジスタ１の特性の劣化（特に、ＯＦＦ電流値の上昇）を防止することができる。
これらのことを考慮した場合、有機化合物は、その電極２０の表面に結合する側と反対側に、フルオロ基を有するのが好ましい。フルオロ基によれば、有機化合物の電極２０の表面に結合する側と反対側に１種類の官能基を導入するだけで、ドーパント性および撥水性の双方の特性を好適に発揮する有機化合物を得ることができる。
また、非共役系有機化合物は、その分子中に分岐状構造や環状構造を有するものであってもよいが、これらの構造を有さないもの、すなわち、直鎖状（直鎖状構造）をなすものであるのが好ましい。これにより、非共役有機化合物は、特に規則正しく、電極２０の表面に結合するようになり、さらに良好な膜質の有機膜６０を得ることができる。
また、非共役系有機化合物は、その分子中に分岐状構造や環状構造を有するものであってもよいが、これらの構造を有さないもの、すなわち、直鎖状（直鎖状構造）をなすものであるのが好ましい。これにより、非共役有機化合物は、特に規則正しく、電極２０の表面に結合するようになり、さらに良好な膜質の有機膜６０を得ることができる。
このようなことから、非共役系有機化合物としては、電極２０の表面に結合する結合基としてＳＨ基を有し、かつ、ＳＨ基と反対側にフルオロ基を有する直鎖状の化合物が好適に用いられるが、特に、一般式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳＨ（ただし、ｍは１〜３５の整数を示し、ｎは２〜３３の整数を示す。）で表される化合物を用いるのが好ましい。かかる非共役系有機化合物は、ドーパント性および撥水性の双方の高い特性を示すため、かかる非共役系有機化合物を主材料として有機膜６０を構成することにより、薄膜トランジスタ１は、高い値のドレイン電流（ＯＮ電流）が得られるとともに、比較的湿度の高い環境に曝した場合でも、その優れた特性をより確実に維持することができるようになる。
また、前記一般式において、ｍ／ｎは、０．２５〜１８なる関係を満足するのが好ましく、０．２５〜１０なる関係を満足するのがより好ましく、１〜７なる関係を満足するのがさらに好ましい。これにより、前記一般式で表される非共役系有機化合物は、この分子構造中に占めるフルオロ基の割合が十分に高くなり、特に高い撥水性を発揮するようになる。
また、非共役系有機化合物は、その炭素数が４〜４５であるのが好ましく、１０〜４２であるのがより好ましい。総炭素数が少な過ぎると、有機化合物の電極２０の表面へ結合した有機化合物の数等によっては、有機膜６０が電極２０と有機半導体層３０とが接触するのを十分に防止できなくなるおそれがあり、一方、総炭素数が多過ぎると、有機膜６０の絶縁性が不要に高くなり、薄膜トランジスタ１の特性が劣化するおそれがある。
なお、非共役系有機化合物には、その他、例えば、ＳＨ基を有する飽和炭化水素類またはその誘導体を用いることができる。この誘導体としては、ＳＨ基と反対側の端部に、例えば、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基等が導入されたものが挙げられる。
なお、非共役系有機化合物には、その他、例えば、ＳＨ基を有する飽和炭化水素類またはその誘導体を用いることができる。この誘導体としては、ＳＨ基と反対側の端部に、例えば、ＯＨ基、ＮＨ２基、ＣＯＯＨ基等が導入されたものが挙げられる。
有機膜６０が形成されたソース電極２０ａと、有機膜６０が形成されたドレイン電極２０ｂとの距離、すなわち、図１に示すチャネル長Ｌは、２〜３０μｍ程度であるのが好ましく、２〜２０μｍ程度であるのがより好ましい。このような範囲にチャネル長Ｌの値を設定することにより、薄膜トランジスタ１の特性の向上（特に、ＯＮ電流値の上昇）を図ることができる。
また、有機膜６０が形成されたソース電極２０ａおよび有機膜６０が形成されたドレイン電極２０ｂの長さ、すなわち、図１に示すチャネル幅Ｗは、０．１〜５ｍｍ程度であるのが好ましく、０．３〜３ｍｍ程度であるのがより好ましい。このような範囲にチャネル幅Ｗの値を設定することにより、寄生容量を低減させることができ、薄膜トランジスタ１の特性の劣化を防止することができる。また、薄膜トランジスタ１の大型化を防止することもできる。
基板１０上には、各ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０に接触するように、有機半導体層３０が設けられている。
基板１０上には、各ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０に接触するように、有機半導体層３０が設けられている。
本実施形態では、この有機半導体層３０は、主としてｐ型の有機半導体材料で構成されている。ｐ型の有機半導体材料には、ポリマー有機半導体材料（高分子系有機半導体材料）、低分子系有機半導体材料のいずれも使用可能である。
ポリマー有機半導体材料としては、例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）、（ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）（ＰＴＶ）、ポリ（パラ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＦＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ’−（４−メトキシフェニル）−ビス−Ｎ，Ｎ’−フェニル−１，４−フェニレンジアミン）（ＰＦＭＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール）（ＢＴ）、フルオレン−トリアリルアミン共重合体、トリアリルアミン系ポリマー、フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）等が挙げられる。
ポリマー有機半導体材料としては、例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）、（ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）（ＰＴＶ）、ポリ（パラ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＦＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ’−（４−メトキシフェニル）−ビス−Ｎ，Ｎ’−フェニル−１，４−フェニレンジアミン）（ＰＦＭＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール）（ＢＴ）、フルオレン−トリアリルアミン共重合体、トリアリルアミン系ポリマー、フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）等が挙げられる。
低分子系有機半導体としては、例えば、Ｃ６０、あるいは、金属フタロシアニンあるいはそれらの置換誘導体、あるいは、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン等のアセン分子材料、あるいは、α−オリゴチオフェン類、具体的にはクォーターチオフェン（４Ｔ）、セキシチオフェン（６Ｔ）、オクチチオフェン（８Ｔ）、ジヘキシルクォーターチオフェン（ＤＨ４Ｔ）、ジヘキルセキシチオフェン（ＤＨ６Ｔ）等が挙げられる。
これらの中でも、特に、ｐ型の有機半導体層３０は、チオフェン構造を有する有機半導体材料を主材料として構成されているのが好ましい。チオフェン構造を有する有機半導体材料は、キャリア移動度が高いものであるため、かかる有機半導体材料を主材料として有機半導体層３０を構成することにより、薄膜トランジスタ１の特性の向上を図ることができる。
また、チオフェン構造を有する有機半導体材料は、特に、金属との反応性が高いものであるため、かかる有機半導体材料を主材料として構成される有機半導体層３０を備える薄膜トランジスタ１に、本発明を適用するのは特に有効である。
また、有機半導体層３０が有機膜６０に直接接触していることにより、電極２０と有機半導体層３０との間での正孔（キャリア）の受け渡しがより効率よく行われるようになる。その結果、薄膜トランジスタ１の特性をより向上させることができる。
この有機半導体層３０の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１〜１００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
また、有機半導体層３０が有機膜６０に直接接触していることにより、電極２０と有機半導体層３０との間での正孔（キャリア）の受け渡しがより効率よく行われるようになる。その結果、薄膜トランジスタ１の特性をより向上させることができる。
この有機半導体層３０の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１〜１００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
有機半導体層３０上、すなわち、有機半導体層３０を介してソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂと反対側には、ゲート絶縁層（絶縁体層）４０が設けられている。
このゲート絶縁層４０は、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂに対して、後述するゲート電極（第３の電極）５０を絶縁するものである。
ゲート絶縁層４０の構成材料としては、公知のゲート絶縁体材料であれば、種類は特に限定されるものではなく、有機材料、無機材料のいずれも使用可能である。
このゲート絶縁層４０は、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂに対して、後述するゲート電極（第３の電極）５０を絶縁するものである。
ゲート絶縁層４０の構成材料としては、公知のゲート絶縁体材料であれば、種類は特に限定されるものではなく、有機材料、無機材料のいずれも使用可能である。
有機材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルフェノール等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
一方、無機材料としては、シリカ、窒化珪素、酸化アルミ、酸化タンタル等の金属酸化物、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウムチタン酸鉛等の金属複合酸化物が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
一方、無機材料としては、シリカ、窒化珪素、酸化アルミ、酸化タンタル等の金属酸化物、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウムチタン酸鉛等の金属複合酸化物が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
ゲート絶縁層４０の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜５０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜２０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。ゲート絶縁層４０の厚さを前記範囲とすることにより、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂとゲート電極５０とを確実に絶縁しつつ、薄膜トランジスタ１の動作電圧を低くすることができる。
なお、ゲート絶縁層４０は、単層構成のものに限定されず、複数層の積層構成のものであってもよい。
なお、ゲート絶縁層４０は、単層構成のものに限定されず、複数層の積層構成のものであってもよい。
ゲート絶縁層４０上の所定の位置、すなわち、ソース電極２０ａとドレイン電極２０ｂとの間の領域に対応する位置には、有機半導体層３０に電界をかけるゲート電極５０が設けられている。
このゲート電極５０の構成材料としては、公知の電極材料であれば、種類は特に限定されるものではない。具体的には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｏまたはこれらを含む合金のような金属材料、およびそれらの酸化物等を用いることができる。
また、ゲート電極５０は、導電性有機材料で構成することもできる。
このゲート電極５０の構成材料としては、公知の電極材料であれば、種類は特に限定されるものではない。具体的には、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｏまたはこれらを含む合金のような金属材料、およびそれらの酸化物等を用いることができる。
また、ゲート電極５０は、導電性有機材料で構成することもできる。
ゲート電極５０の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜２０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
このような薄膜トランジスタ１では、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電圧を印加した状態で、ゲート電極５０にゲート電圧を印加すると、有機半導体層３０のゲート絶縁層４０との界面付近にチャネルが形成され、チャネル領域をキャリア（正孔）が移動することで、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電流が流れる。
このような薄膜トランジスタ１では、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電圧を印加した状態で、ゲート電極５０にゲート電圧を印加すると、有機半導体層３０のゲート絶縁層４０との界面付近にチャネルが形成され、チャネル領域をキャリア（正孔）が移動することで、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電流が流れる。
すなわち、ゲート電極５０に電圧が印加されていないＯＦＦ状態では、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂとの間に電圧を印加しても、有機半導体層３０中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。
一方、ゲート電極５０に電圧が印加されているＯＮ状態では、有機半導体層３０のゲート絶縁層４０に面した部分に電荷が誘起され、チャネル（キャリアの流路）が形成される。この状態でソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電圧を印加すると、チャネル領域を通って電流が流れる。
以上のような薄膜トランジスタ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
一方、ゲート電極５０に電圧が印加されているＯＮ状態では、有機半導体層３０のゲート絶縁層４０に面した部分に電荷が誘起され、チャネル（キャリアの流路）が形成される。この状態でソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの間に電圧を印加すると、チャネル領域を通って電流が流れる。
以上のような薄膜トランジスタ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図１に示す薄膜トランジスタ１の製造方法は、基板１０上にソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する工程［Ａ１］と、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に有機膜６０を形成する工程［Ａ２］と、有機膜６０が形成されたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆うように有機半導体層３０を形成する工程［Ａ３］と、有機半導体層３０上にゲート絶縁層４０を形成する工程［Ａ４］と、ゲート絶縁層４０上にゲート電極５０を形成する工程［Ａ５］とを有している。
［Ａ１］ ソース電極およびドレイン電極形成工程
まず、基板１０上に、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する（図２（ａ）参照。）。
このソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂは、例えば、エッチング法、リフトオフ法等を用いて形成することができる。
まず、基板１０上に、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する（図２（ａ）参照。）。
このソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂは、例えば、エッチング法、リフトオフ法等を用いて形成することができる。
エッチング法によりソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する場合には、Ｉ：まず、例えば、スパッタ法、蒸着法、メッキ法等を用いて、基板１０の全面に金属膜（金属層）を形成する。II：次に、例えばフォトリソグラフィー法、マイクロコンタクトプリンティング法等を用いて、金属膜上（表面）にレジスト層を形成する。III：次に、このレジスト層をマスクに用いて、金属膜にエッチングを施して、所定の形状にパターニングする。
また、リフトオフ法によりソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する場合には、Ｉ：まず、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを形成する領域以外の領域に、レジスト層を形成する。II：次に、例えば、蒸着法、メッキ法等を用いて、基板１０のレジスト層側の全面に金属膜（金属層）を形成する。III：次に、レジスト層を除去する。
［Ａ２］ 有機膜形成工程（第１の工程）
次に、有機膜６０を、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に形成する（図２（ｂ）参照。）。
まず、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂが形成された基板１０を洗浄する。
基板１０（電極２０）の洗浄方法としては、例えば、洗浄液による洗浄、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理、紫外線オゾン処理等が挙げられる。これら洗浄方法は、単独で行ってもよく、任意の２種類以上の方法を組み合わせて行うようにしてもよい。
次に、有機膜６０を、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に形成する（図２（ｂ）参照。）。
まず、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂが形成された基板１０を洗浄する。
基板１０（電極２０）の洗浄方法としては、例えば、洗浄液による洗浄、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理、紫外線オゾン処理等が挙げられる。これら洗浄方法は、単独で行ってもよく、任意の２種類以上の方法を組み合わせて行うようにしてもよい。
例えば、基板１０を、洗浄液により洗浄して乾燥を行った後、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理、紫外線オゾン処理の少なくとも１つの処理を行うというように、複数回の洗浄を行うと、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面を、高度に清浄化することができる。
これらの中でも、基板１０（電極２０）の洗浄方法としては、酸素プラズマ処理が好ましい。電極２０の表面に酸素プラズマ処理を施すと、電極２０の表面に、例えば、有機膜６０を構成する有機化合物が結合し難い凹凸部や欠陥部が形成される。これにより、電極２０の表面への有機化合物の結合速度（反応速度）や結合量（結合密度）等を容易に制御することができるようになり、有機化合物の結合数を前述したような範囲に容易に設定することができる。その結果、薄膜トランジスタ１の特性の向上を図ることができる。
これらの中でも、基板１０（電極２０）の洗浄方法としては、酸素プラズマ処理が好ましい。電極２０の表面に酸素プラズマ処理を施すと、電極２０の表面に、例えば、有機膜６０を構成する有機化合物が結合し難い凹凸部や欠陥部が形成される。これにより、電極２０の表面への有機化合物の結合速度（反応速度）や結合量（結合密度）等を容易に制御することができるようになり、有機化合物の結合数を前述したような範囲に容易に設定することができる。その結果、薄膜トランジスタ１の特性の向上を図ることができる。
特に、有機化合物の結合密度を低下させることにより、電極２０の表面に有機化合物が結合していない部分を形成することができる。また、直鎖状の有機化合物が電極２０の表面に対して立ちにくくなり、横になる成分が多くなる。その結果、有機膜６０の絶縁性が比較的高くなる場合でも、その膜厚が薄くなることから、薄膜トランジスタ１の特性が劣化するのを防止することができる。
例えば、有機化合物が前述したような置換基（ドーパント性を有する置換基）を有する場合、有機膜６０の最大厚さは、有機化合物の結合基から置換基までの長さより小さくなっているのが好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
この酸素プラズマ処理における条件は、例えば、次のように設定するのが好ましい。
処理ガスとしては、純酸素ガスを用いるのが好ましい。
この酸素プラズマ処理における条件は、例えば、次のように設定するのが好ましい。
処理ガスとしては、純酸素ガスを用いるのが好ましい。
また、処理ガスの流量は、１０〜５００ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、５０〜４００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。
また、ＲＦパワーは、０．００５〜０．２Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．０５〜０．１Ｗ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。
また、酸素プラズマ処理における時間（処理時間）は、１〜６００秒程度であるのが好ましく、１８０〜３６０秒程度であるのがより好ましい。
また、ＲＦパワーは、０．００５〜０．２Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．０５〜０．１Ｗ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。
また、酸素プラズマ処理における時間（処理時間）は、１〜６００秒程度であるのが好ましく、１８０〜３６０秒程度であるのがより好ましい。
また、酸素プラズマ処理における雰囲気の温度（雰囲気温度）は、０〜１００℃程度であるのが好ましく、２０〜５０℃程度であるのがより好ましい。
また、酸素プラズマ処理における雰囲気の圧力（雰囲気圧力）は、減圧状態（例えば、１×１０−１Ｐａ程度）とするのが好ましい。
次に、電極２０の表面に、前述したような有機化合物を含む有機膜形成用液を接触させる。これにより、電極２０を構成する金属材料と有機化合物が有する結合基とが反応し、有機化合物が電極２０の表面に結合して、有機膜６０が形成される。
また、酸素プラズマ処理における雰囲気の圧力（雰囲気圧力）は、減圧状態（例えば、１×１０−１Ｐａ程度）とするのが好ましい。
次に、電極２０の表面に、前述したような有機化合物を含む有機膜形成用液を接触させる。これにより、電極２０を構成する金属材料と有機化合物が有する結合基とが反応し、有機化合物が電極２０の表面に結合して、有機膜６０が形成される。
有機膜形成用液を電極２０の表面に接触させる方法には、例えば、基板１０を有機膜形成用液に浸漬する方法、基板１０に有機膜形成用液をシャワー状に噴霧する方法、基板１０の電極２０が形成された側の面を、有機膜形成用液に接触させる方法等を用いることができる。
処理液を調整するのに用いる溶媒としては、例えば、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、１，４−ジオキサン、酢酸ブチル、キシレン、プロパノール、水等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
処理液を調整するのに用いる溶媒としては、例えば、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、１，４−ジオキサン、酢酸ブチル、キシレン、プロパノール、水等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
［Ａ３］ 有機半導体層形成工程（第２の工程）
次に、有機膜６０が形成されたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０に接触するように、有機半導体層３０を形成する（図２（ｃ）参照。）。 このとき、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂとの間には、チャネル領域が形成される。
次に、有機膜６０が形成されたソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂを覆い、かつ、有機膜６０に接触するように、有機半導体層３０を形成する（図２（ｃ）参照。）。 このとき、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂとの間には、チャネル領域が形成される。
有機半導体層３０は、ポリマー有機半導体材料（高分子系有機半導体材料）で構成する場合、例えば、スピンコート法やディップコート法のような塗布法、インクジェット印刷法（液滴吐出法）やスクリーン印刷法のような印刷法等を用いて形成することができる。
また、有機半導体層３０は、低分子系有機半導体材料で構成する場合、例えば、蒸着法や、低分子系有機半導体材料の前駆体を含む溶液を、スピンコート法やディップコート法にような塗布法、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法のような印刷法等を用いて塗膜を形成した後、この塗膜に対してアニール処理を施すことにより形成することができる。
また、有機半導体層３０は、低分子系有機半導体材料で構成する場合、例えば、蒸着法や、低分子系有機半導体材料の前駆体を含む溶液を、スピンコート法やディップコート法にような塗布法、インクジェット印刷法やスクリーン印刷法のような印刷法等を用いて塗膜を形成した後、この塗膜に対してアニール処理を施すことにより形成することができる。
なお、有機半導体層３０の形成領域は、図示の構成に限定されず、有機半導体層３０は、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂとの間の領域（チャネル領域）に選択的に形成してもよい。これにより、同一基板上に、複数の薄膜トランジスタ（素子）１を並設する場合に、各素子の有機半導体層３０を独立して形成することにより、リーク電流、各素子間のクロストークを抑えることができる。また、有機半導体材料の使用量を削減することができ、製造コストの削減を図ることもできる。
［Ａ４］ ゲート絶縁層形成工程
次に、有機半導体層３０上に、ゲート絶縁層４０を形成する（図３（ｄ）参照。）。
例えば、ゲート絶縁層４０を有機高分子材料で構成する場合、ゲート絶縁層４０は、有機高分子材料またはその前駆体を含む溶液を、有機半導体層３０上を覆うように塗布（供給）した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することができる。
次に、有機半導体層３０上に、ゲート絶縁層４０を形成する（図３（ｄ）参照。）。
例えば、ゲート絶縁層４０を有機高分子材料で構成する場合、ゲート絶縁層４０は、有機高分子材料またはその前駆体を含む溶液を、有機半導体層３０上を覆うように塗布（供給）した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することができる。
有機高分子材料またはその前駆体を含む溶液を、有機半導体層３０上へ塗布（供給）する方法としては、前記工程［Ａ３］で挙げた塗布法、印刷法等を用いることができる。
また、ゲート絶縁層４０を無機材料で構成する場合、ゲート絶縁層４０は、例えば、熱酸化法、ＣＶＤ法、ＳＯＧ法により形成することができる。また、原材料にポリシラザンを用いることにより、ゲート絶縁層４０として、シリカ膜、窒化珪素膜を湿式プロセスで成膜することが可能となる。
また、ゲート絶縁層４０を無機材料で構成する場合、ゲート絶縁層４０は、例えば、熱酸化法、ＣＶＤ法、ＳＯＧ法により形成することができる。また、原材料にポリシラザンを用いることにより、ゲート絶縁層４０として、シリカ膜、窒化珪素膜を湿式プロセスで成膜することが可能となる。
［Ａ５］ ゲート電極形成工程
次に、ゲート絶縁膜４０上に、ゲート電極５０を形成する（図３（ｅ）参照。）。
まず、金属膜（金属層）を形成する。
これは、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等により形成することができる。
次に、ゲート絶縁膜４０上に、ゲート電極５０を形成する（図３（ｅ）参照。）。
まず、金属膜（金属層）を形成する。
これは、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等により形成することができる。
この金属膜上に、レジスト材料を塗布した後に硬化させ、ゲート電極５０の形状に対応する形状のレジスト層を形成する。このレジスト層をマスクに用いて、金属膜の不要部分を除去する。
この金属膜の除去には、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
この金属膜の除去には、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
その後、レジスト層を除去することにより、ゲート電極５０が得られる。
なお、ゲート電極５０は、ゲート絶縁層４０上に、例えば、導電性粒子や、導電性有機材料を含む導電性材料を塗布（供給）して塗膜を形成した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することもできる。
なお、ゲート電極５０は、ゲート絶縁層４０上に、例えば、導電性粒子や、導電性有機材料を含む導電性材料を塗布（供給）して塗膜を形成した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理（例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施すことにより形成することもできる。
導電性粒子を含む導電性材料としては、金属微粒子を分散させた溶液、導電性粒子を含むポリマー混合物等が挙げられる。
また、導電性有機材料を含む導電性材料としては、導電性有機材料の溶液または分散液が挙げられる。
ゲート絶縁層４０上に導電性材料を塗布（供給）する方法としては、例えば、前記工程［Ａ３］で挙げた塗布法、印刷法等を用いることができる。
また、導電性有機材料を含む導電性材料としては、導電性有機材料の溶液または分散液が挙げられる。
ゲート絶縁層４０上に導電性材料を塗布（供給）する方法としては、例えば、前記工程［Ａ３］で挙げた塗布法、印刷法等を用いることができる。
以上のような工程を経て、第１実施形態の薄膜トランジスタ１が得られる。
なお、本実施形態では、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面の双方に、有機膜６０を形成する場合について示したが、ドレイン電極２０ｂの表面には、有機膜６０を形成せず、ソース電極２０ａの表面に選択的に有機膜６０を形成するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面の双方に、有機膜６０を形成する場合について示したが、ドレイン電極２０ｂの表面には、有機膜６０を形成せず、ソース電極２０ａの表面に選択的に有機膜６０を形成するようにしてもよい。
また、有機膜６０を構成する有機化合物に、ドーパント性を有する官能基が導入さていない場合には、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面を含む基板１０の上面全体に有機膜６０を形成するようにしてもよい。
また、例えば、有機膜６０を構成する有機化合物の種類を選択することにより、有機半導体層３０として、ｎ型の有機半導体層を用いることもできる。
また、例えば、有機膜６０を構成する有機化合物の種類を選択することにより、有機半導体層３０として、ｎ型の有機半導体層を用いることもできる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第２実施形態を示す概略断面図である。
以下、第２実施形態の薄膜トランジスタについて、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の電子デバイスを薄膜トランジスタに適用した場合の第２実施形態を示す概略断面図である。
以下、第２実施形態の薄膜トランジスタについて、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の薄膜トランジスタ１は、全体構成が異なり、それ以外は、前記第１実施形態の薄膜トランジスタ１と同様である。
すなわち、図４に示す薄膜トランジスタ１は、ゲート電極５０がゲート絶縁層４０を介して、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂより基板１０側に位置するボトムゲート型の薄膜トランジスタである。
すなわち、図４に示す薄膜トランジスタ１は、ゲート電極５０がゲート絶縁層４０を介して、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂより基板１０側に位置するボトムゲート型の薄膜トランジスタである。
そして、ソース電極２０ａおよびドレイン電極２０ｂの表面に形成された有機膜６０が、前記第１実施形態と同様の構成となっている。
このような薄膜トランジスタ１も、前記第１実施形態の薄膜トランジスタ１と同様にして製造することができる。
このような第２実施形態の薄膜トランジスタ１によっても、前記第１実施形態の薄膜トランジスタ１と同様の作用・効果が得られる。
なお、本発明の電子デバイスは、前述したような薄膜トランジスタへの適用に限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ素子や光電変換素子等に適用することもできる。
このような薄膜トランジスタ１も、前記第１実施形態の薄膜トランジスタ１と同様にして製造することができる。
このような第２実施形態の薄膜トランジスタ１によっても、前記第１実施形態の薄膜トランジスタ１と同様の作用・効果が得られる。
なお、本発明の電子デバイスは、前述したような薄膜トランジスタへの適用に限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ素子や光電変換素子等に適用することもできる。
＜表示装置＞
次に、前述したような薄膜トランジスタ１を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた表示装置について、電気泳動表示装置を一例に説明する。
図５は、電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図、図６は、図５に示す電気泳動表示装置が備えるアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図である。
次に、前述したような薄膜トランジスタ１を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた表示装置について、電気泳動表示装置を一例に説明する。
図５は、電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図、図６は、図５に示す電気泳動表示装置が備えるアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図である。
図５に示す電気泳動表示装置２００は、基板５００上に設けられたアクティブマトリクス装置３００と、このアクティブマトリクス装置３００に電気的に接続された電気泳動表示部４００とで構成されている。
図６に示すように、アクティブマトリクス装置３００は、互いに直交する複数のデータ線３０１と、複数の走査線３０２と、これらのデータ線３０１と走査線３０２との各交点付近に設けられた薄膜トランジスタ１とを有している。
図６に示すように、アクティブマトリクス装置３００は、互いに直交する複数のデータ線３０１と、複数の走査線３０２と、これらのデータ線３０１と走査線３０２との各交点付近に設けられた薄膜トランジスタ１とを有している。
そして、薄膜トランジスタ１が有するゲート電極５０は走査線３０２に、ソース電極２０ａはデータ線３０１に、ドレイン電極２０ｂは後述する画素電極（個別電極）４０１に、それぞれ接続されている。
図５に示すように、電気泳動表示部４００は、基板５００上に、順次積層された、画素電極４０１と、マイクロカプセル４０２と、透明電極（共通電極）４０３および透明基板４０４とを有している。
図５に示すように、電気泳動表示部４００は、基板５００上に、順次積層された、画素電極４０１と、マイクロカプセル４０２と、透明電極（共通電極）４０３および透明基板４０４とを有している。
そして、マイクロカプセル４０２がバインダ材４０５により、画素電極４０１と透明電極４０３との間に固定されている。
画素電極４０１は、マトリクス状に、すなわち、縦横に規則正しく配列するように分割されている。
各カプセル４０２内には、それぞれ、特性の異なる複数種の電気泳動粒子、本実施形態では、電荷および色（色相）の異なる２種の電気泳動粒子４２１、４２２を含む電気泳動分散液４２０が封入されている。
画素電極４０１は、マトリクス状に、すなわち、縦横に規則正しく配列するように分割されている。
各カプセル４０２内には、それぞれ、特性の異なる複数種の電気泳動粒子、本実施形態では、電荷および色（色相）の異なる２種の電気泳動粒子４２１、４２２を含む電気泳動分散液４２０が封入されている。
このような電気泳動表示装置２００では、１本あるいは複数本の走査線３０２に選択信号（選択電圧）を供給すると、この選択信号（選択電圧）が供給された走査線３０２に接続されている薄膜トランジスタ１がＯＮとなる。
これにより、かかる薄膜トランジスタ１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは、実質的に導通する。このとき、データ線３０１に所望のデータ（電圧）を供給した状態であれば、このデータ（電圧）は画素電極４０１に供給される。
これにより、かかる薄膜トランジスタ１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは、実質的に導通する。このとき、データ線３０１に所望のデータ（電圧）を供給した状態であれば、このデータ（電圧）は画素電極４０１に供給される。
これにより、画素電極４０１と透明電極４０３との間に電界が生じ、この電界の方向、強さ、電気泳動粒子４２１、４２２の特性等に応じて、電気泳動粒子４２１、４２２は、いずれかの電極に向かって電気泳動する。
一方、この状態から、走査線３０２への選択信号（選択電圧）の供給を停止すると、薄膜トランジスタ１はＯＦＦとなり、かかる薄膜トランジスタ１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは非導通状態となる。
一方、この状態から、走査線３０２への選択信号（選択電圧）の供給を停止すると、薄膜トランジスタ１はＯＦＦとなり、かかる薄膜トランジスタ１に接続されているデータ線３０１と画素電極４０１とは非導通状態となる。
したがって、走査線３０２への選択信号の供給および停止、あるいは、データ線３０１へのデータの供給および停止を適宜組み合わせて行うことにより、電気泳動表示装置２００の表示面側（透明基板４０４側）に、所望の画像（情報）を表示させることができる。
特に、本実施形態の電気泳動表示装置２００では、電気泳動粒子４２１、４２２の色を異ならせていることにより、多階調の画像を表示することが可能となっている。
特に、本実施形態の電気泳動表示装置２００では、電気泳動粒子４２１、４２２の色を異ならせていることにより、多階調の画像を表示することが可能となっている。
また、本実施形態の電気泳動表示装置２００は、アクティブマトリクス装置３００を有することにより、特定の走査線３０２に接続された薄膜トランジスタ１を選択的にＯＮ／ＯＦＦすることができるので、クロストークの問題が生じにくく、また、回路動作の高速化が可能であることから、高い品質の画像（情報）を得ることができる。
また、本実施形態の電気泳動表示装置２００は、低い駆動電圧で作動するため、省電力化が可能である。
なお、前述したような薄膜トランジスタ１を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた表示装置は、このような電気泳動表示装置２００への適用に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置、有機または無機ＥＬ表示装置等に適用することもできる。
なお、前述したような薄膜トランジスタ１を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた表示装置は、このような電気泳動表示装置２００への適用に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置、有機または無機ＥＬ表示装置等に適用することもできる。
＜電子機器＞
このような電気泳動表示装置２００は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置２００を備える本発明の電子機器について説明する。
＜＜電子ペーパー＞＞
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態について説明する。
このような電気泳動表示装置２００は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置２００を備える本発明の電子機器について説明する。
＜＜電子ペーパー＞＞
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態について説明する。
図７は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
この図に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。
このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような電気泳動表示装置２００で構成されている。
この図に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。
このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような電気泳動表示装置２００で構成されている。
＜＜ディスプレイ＞＞
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図８は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
この図に示すディスプレイ８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図７に示す構成と同様のものである。
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図８は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
この図に示すディスプレイ８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図７に示す構成と同様のものである。
本体部８０１は、その側部（図中、右側）に電子ペーパー６００を挿入可能な挿入口８０５が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂが設けられている。電子ペーパー６００を、挿入口８０５を介して本体部８０１内に挿入すると、電子ペーパー６００は、搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂにより挟持された状態で本体部８０１に設置される。
また、本体部８０１の表示面側（下図（ｂ）中、紙面手前側）には、矩形状の孔部８０３が形成され、この孔部８０３には、透明ガラス板８０４が嵌め込まれている。これにより、本体部８０１の外部から、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を視認することができる。すなわち、このディスプレイ８００では、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４において視認させることで表示面を構成している。
また、電子ペーパー６００の挿入方向先端部（図中、左側）には、端子部８０６が設けられており、本体部８０１の内部には、電子ペーパー６００を本体部８０１に設置した状態で端子部８０６が接続されるソケット８０７が設けられている。このソケット８０７には、コントローラー８０８と操作部８０９とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。
また、このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００が、前述したような電気泳動表示装置２００で構成されている。
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、電気泳動表示装置２００を適用することが可能である。
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、電気泳動表示装置２００を適用することが可能である。
以上、本発明の電子デバイス、電子デバイスの製造方法および電子機器について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
また、本発明の電子デバイスおよび電子機器の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。
また、本発明の電子デバイスおよび電子機器の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
まず、有機化合物として、以下に示す化合物（１）〜（１３）を用意した。
まず、有機化合物として、以下に示す化合物（１）〜（１３）を用意した。
（実施例１）
１−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ａ〜１７Ａの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（（サンプルＮｏ．１Ａ））
まず、ガラス基板（ＮＥＣコーニング社製、「ＯＡ１０」）を用意し、水を用いて洗浄した後、乾燥した。
１−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ａ〜１７Ａの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（（サンプルＮｏ．１Ａ））
まず、ガラス基板（ＮＥＣコーニング社製、「ＯＡ１０」）を用意し、水を用いて洗浄した後、乾燥した。
次に、ガラス基板上に、フォトリソグラフィー法により、ソース電極およびドレイン電極の形成領域以外の領域にレジスト層を形成した。
そして、ガラス基板のレジスト層側の面に、蒸着法により金の薄膜を形成した後、レジスト層を剥離した。
これにより、平均厚さ１００ｎｍのソース電極およびドレイン電極を形成した。
そして、ガラス基板のレジスト層側の面に、蒸着法により金の薄膜を形成した後、レジスト層を剥離した。
これにより、平均厚さ１００ｎｍのソース電極およびドレイン電極を形成した。
次に、ガラス基板のソース電極およびドレイン電極を形成した側の面に、酸素プラズマ処理を行った。
なお、酸素プラズマ処理の条件は、以下に示す通りである。
処理ガス ：純酸素ガス
処理ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー ：０．０５Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：３００秒
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：１×１０−１Ｐａ
次に、ソース電極およびドレイン電極を形成したガラス基板を、化合物（１）の０．１ｍＭクロロホルム溶液（有機膜形成用液）中に０．０５分間浸漬した。
なお、酸素プラズマ処理の条件は、以下に示す通りである。
処理ガス ：純酸素ガス
処理ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー ：０．０５Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：３００秒
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：１×１０−１Ｐａ
次に、ソース電極およびドレイン電極を形成したガラス基板を、化合物（１）の０．１ｍＭクロロホルム溶液（有機膜形成用液）中に０．０５分間浸漬した。
なお、有機膜形成用液の温度は、２０℃とした。
これにより、ソース電極およびドレイン電極の表面に有機膜を形成した。
なお、ソース電極およびドレイン電極の表面に結合した化合物（１）の数は、０．０１×１０１５個／ｃｍ２であった。
このソース電極およびドレイン電極の表面に結合した有機化合物の数の測定は、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｓ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）、ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等の装置を用いて行った。
これにより、ソース電極およびドレイン電極の表面に有機膜を形成した。
なお、ソース電極およびドレイン電極の表面に結合した化合物（１）の数は、０．０１×１０１５個／ｃｍ２であった。
このソース電極およびドレイン電極の表面に結合した有機化合物の数の測定は、ＱＣＭ（Ｑｕａｒｔｓ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ）、ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等の装置を用いて行った。
また、有機膜が形成されたソース電極と有機膜が形成されたドレイン電極との距離（チャネル長Ｌ）は２０μｍ、チャネル幅Ｗは１ｍｍであった。
次に、ガラス基板上に、フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）の１％ｗｔ／ｖｏｌトルエン溶液を、スピンコート法（２４００ｒｐｍ）により塗布した後、６０℃×１０分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ５０ｎｍの有機半導体層を形成した。
次に、ガラス基板上に、フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）の１％ｗｔ／ｖｏｌトルエン溶液を、スピンコート法（２４００ｒｐｍ）により塗布した後、６０℃×１０分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ５０ｎｍの有機半導体層を形成した。
次に、有機半導体層上に、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）の５％ｗｔ／ｖｏｌ酢酸ブチル溶液を、スピンコート法（２４００ｒｐｍ）により塗布した後、６０℃×１０分間で乾燥した。次いで、この上に、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）の２％ｗｔ／ｖｏｌブタノ−ル溶液を、スピンコート法（２４００ｒｐｍ）により塗布した後、６０℃×１０分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ（合計）５００ｎｍの２層構成のゲート絶縁層を形成した。
次に、ゲート絶縁層上の、ソース電極とドレイン電極との間の領域に対応する領域に、Ａｇ微粒子水分散液を、インクジェット法により塗布した後、８０℃×１０分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ１００ｎｍ、平均幅３０μｍのゲート電極を形成した。
以上の工程により、サンプルＮｏ．１Ａの薄膜トランジスタを得た。
次に、ゲート絶縁層上の、ソース電極とドレイン電極との間の領域に対応する領域に、Ａｇ微粒子水分散液を、インクジェット法により塗布した後、８０℃×１０分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ１００ｎｍ、平均幅３０μｍのゲート電極を形成した。
以上の工程により、サンプルＮｏ．１Ａの薄膜トランジスタを得た。
（（サンプルＮｏ．２Ａ〜１６Ａ））
有機膜形成用液の種類、有機膜形成用液へ基板の浸漬時間を、それぞれ、表１に示すように変更した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．１７Ａ））
有機膜の形成を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ａ〜１４Ａで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、各有機膜の形成に用いた化合物（１）、（２）および（７）〜（１１）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
有機膜形成用液の種類、有機膜形成用液へ基板の浸漬時間を、それぞれ、表１に示すように変更した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．１７Ａ））
有機膜の形成を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ａ〜１４Ａで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、各有機膜の形成に用いた化合物（１）、（２）および（７）〜（１１）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
１−２．評価
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、窒素囲気下において、ドレイン電流値Ｉｄ、しきい電圧値Ｖｔｈ、Ｓ値を測定した。
ここで、しきい電圧Ｖｔｈとは、ゲート電圧とＩｄ１／２との関係を表す近似式（関係式）の値が０となるときのゲート電圧であり、ドレイン電流が流れ始めるのに要するゲート電圧とみなすことができる。
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、窒素囲気下において、ドレイン電流値Ｉｄ、しきい電圧値Ｖｔｈ、Ｓ値を測定した。
ここで、しきい電圧Ｖｔｈとは、ゲート電圧とＩｄ１／２との関係を表す近似式（関係式）の値が０となるときのゲート電圧であり、ドレイン電流が流れ始めるのに要するゲート電圧とみなすことができる。
また、Ｓ値とは、ドレイン電流の値が１桁上昇するのに要するゲート電圧の値である。
なお、これらの値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後および窒素雰囲気下で３週間放置した後に測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表１に示す。
なお、表１中のドレイン電流値Ｉｄは、ゲート電圧が−４０Ｖでの値である。
また、表１中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
なお、これらの値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後および窒素雰囲気下で３週間放置した後に測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表１に示す。
なお、表１中のドレイン電流値Ｉｄは、ゲート電圧が−４０Ｖでの値である。
また、表１中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
表１に示すように、サンプルＮｏ．１Ａ〜１４Ａの薄膜トランジスタ（本発明）は、いずれも、３週間経過後において、その特性が維持されていた。すなわち、これらのものは、いずれも、その特性が経時に劣化し難いものであることが明らかとなった。
また、有機膜を構成する有機化合物として、フルオロ基を４つ以上有するものを用いること（サンプルＮｏ．１Ａ〜９Ａ）により、特性に優れるものとなった。
また、有機膜を構成する有機化合物として、フルオロ基を４つ以上有するものを用いること（サンプルＮｏ．１Ａ〜９Ａ）により、特性に優れるものとなった。
さらに、ソース電極およびドレイン電極の表面に結合させる有機化合物の数を適宜設定することにより、薄膜トランジスタの特性が向上する傾向を示し、特に、サンプルＮ０．４Ａおよび５Ａの薄膜トランジスタにおいて、高い特性が得られた。
これに対し、サンプルＮｏ．１５Ａ〜１７Ａの薄膜トランジスタ（比較例）は、いずれも、特性が劣り、特に、有機膜を設けなかったサンプルＮｏ．１７Ａの薄膜トランジスタでは、３週間経過後において、著しい特性の劣化が認められた。
これに対し、サンプルＮｏ．１５Ａ〜１７Ａの薄膜トランジスタ（比較例）は、いずれも、特性が劣り、特に、有機膜を設けなかったサンプルＮｏ．１７Ａの薄膜トランジスタでは、３週間経過後において、著しい特性の劣化が認められた。
（実施例２）
２−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ｂ〜４Ｂの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（（サンプルＮｏ．１Ｂ））
前記サンプルＮｏ．５Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
２−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ｂ〜４Ｂの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（（サンプルＮｏ．１Ｂ））
前記サンプルＮｏ．５Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．２Ｂ））
ソース電極およびドレイン電極の表面に対して、酸素プラズマ処理に代えてアルゴンプラズマ処理を行った以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、アルゴンプラズマ処理の条件は、以下に示す通りである。
ソース電極およびドレイン電極の表面に対して、酸素プラズマ処理に代えてアルゴンプラズマ処理を行った以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、アルゴンプラズマ処理の条件は、以下に示す通りである。
処理ガス ：純アルゴンガス
処理ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー ：０．０５Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：３００秒
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：１×１０−１Ｐａ
処理ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー ：０．０５Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：３００秒
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：１×１０−１Ｐａ
（（サンプルＮｏ．３Ｂ））
ソース電極およびドレイン電極の表面に対して、酸素プラズマ処理に代えて紫外線オゾン処理を行った以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、紫外線オゾン処理の条件は、以下に示す通りである。
ソース電極およびドレイン電極の表面に対して、酸素プラズマ処理に代えて紫外線オゾン処理を行った以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、紫外線オゾン処理の条件は、以下に示す通りである。
紫外線の波長 ：２５４ｎｍ
紫外線の強度 ：０．０１Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：９００秒
雰囲気 ：大気雰囲気（紫外線照射によりオゾンが発生）
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：大気圧
紫外線の強度 ：０．０１Ｗ／ｃｍ２
処理時間 ：９００秒
雰囲気 ：大気雰囲気（紫外線照射によりオゾンが発生）
雰囲気温度 ：２５℃
雰囲気圧力 ：大気圧
（（サンプルＮｏ．４Ｂ））
ソース電極およびドレイン電極の表面に対する酸素プラズマ処理を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ｂ〜４Ｂで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、化合物（１）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
ソース電極およびドレイン電極の表面に対する酸素プラズマ処理を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｂと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ｂ〜４Ｂで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、化合物（１）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
２−２．評価
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、窒素囲気下において、ドレイン電流値Ｉｄ、しきい電圧値Ｖｔｈ、Ｓ値を測定した。
なお、これらの値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後に測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表２に示す。
なお、表２中のドレイン電流値Ｉｄは、ゲート電圧が−４０Ｖでの値である。
また、表２中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、窒素囲気下において、ドレイン電流値Ｉｄ、しきい電圧値Ｖｔｈ、Ｓ値を測定した。
なお、これらの値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後に測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表２に示す。
なお、表２中のドレイン電流値Ｉｄは、ゲート電圧が−４０Ｖでの値である。
また、表２中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
表２に示すように、有機膜を形成するのに先立って、ソース電極およびドレイン電極の表面に酸素プラズマ処理を施すことにより、特性に優れる薄膜トランジスタが得られることが明らかとなった。
（実施例３）
３−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ｃ〜７Ｃの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（実施例３）
３−１．薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、サンプルＮｏ．１Ｃ〜７Ｃの薄膜トランジスタを、それぞれ、２００個ずつ製造した。
（（サンプルＮｏ．１Ｃ））
前記サンプルＮｏ．５Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．２Ｃ〜６Ｃ））
有機膜形成用液の種類を、それぞれ、表３に示すように変更した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｃと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
前記サンプルＮｏ．５Ａと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．２Ｃ〜６Ｃ））
有機膜形成用液の種類を、それぞれ、表３に示すように変更した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｃと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
（（サンプルＮｏ．７Ｃ））
有機膜の形成を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｃと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ｃ〜６Ｃで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、各有機膜の形成に用いた化合物（１）〜（６）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
有機膜の形成を省略した以外は、前記サンプルＮｏ．１Ｃと同様にして、薄膜トランジスタを製造した。
なお、サンプルＮｏ．１Ｃ〜６Ｃで形成された有機膜の最大厚さは、それぞれ、各有機膜の形成に用いた化合物（１）〜（６）が有するメチレン基の繰り返し構造の長さより小さいものであった。
３−２．評価
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、ドレイン電流値Ｉｄを測定した。
なお、ドレイン電流値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後に窒素雰囲気中において、および、大気中に１日放置した後に大気中において測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表３に示す。
また、表３中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
各サンプルＮｏ．の薄膜トランジスタについて、それぞれ、ドレイン電流値Ｉｄを測定した。
なお、ドレイン電流値は、それぞれ、薄膜トランジスタを製造した直後に窒素雰囲気中において、および、大気中に１日放置した後に大気中において測定した。
また、ドレイン電流値Ｉｄは、ソース電極−ドレイン電極間の電位差を４０Ｖとし、ゲート電圧の値を変化させて測定した。
この結果を表３に示す。
また、表３中の各数値は、２００個の薄膜トランジスタの平均値である。
表３に示すように、サンプルＮｏ．１Ｃ〜６Ｃの薄膜トランジスタ（本発明）は、いずれも、特性に優れるものであった。
また、これらのものは、いずれも、大気中に放置した後の特性の劣化が、サンプルＮｏ．７の薄膜トランジスタ（比較例）に比べて明らかに低いものであった。
また、有機膜を構成する有機化合物の（ＣＦ２）ユニットの数と（ＣＨ２）ユニットの数とを適宜設定することにより、大気中に放置した後の特性の劣化が抑制される傾向を示し、サンプルＮ０．１Ｃおよび２Ｃの薄膜トランジスタにおいて、特に高い抑制効果が認められた。
また、これらのものは、いずれも、大気中に放置した後の特性の劣化が、サンプルＮｏ．７の薄膜トランジスタ（比較例）に比べて明らかに低いものであった。
また、有機膜を構成する有機化合物の（ＣＦ２）ユニットの数と（ＣＨ２）ユニットの数とを適宜設定することにより、大気中に放置した後の特性の劣化が抑制される傾向を示し、サンプルＮ０．１Ｃおよび２Ｃの薄膜トランジスタにおいて、特に高い抑制効果が認められた。
さらに、表１〜表３を比較して明らかなように、有機膜を形成した本発明の薄膜トランジスタは、同一の条件で製造した場合（サンプルＮｏ．５Ａ、１Ｂ、１Ｃを比較）、特性のバラツキが小さいものであるのに対し、有機膜の形成を省略した比較例の薄膜トランジスタは、同一の条件で製造した場合（サンプルＮｏ．１７Ａ、７Ｃを比較）でも、特性のバラツキが顕著であった。
１……薄膜トランジスタ １０……基板 ２０ａ……ソース電極 ２０ｂ……ドレイン電極 ２０……電極 ３０……有機半導体層 ４０……ゲート絶縁層 ５０……ゲート電極 ６０……有機膜 ２００‥‥電気泳動表示装置 ３００‥‥アクティブマトリクス装置 ３０１‥‥データ線 ３０２‥‥走査線 ４００‥‥電気泳動表示部 ４０１‥‥画素電極 ４０２‥‥マイクロカプセル ４２０‥‥電気泳動分散液 ４２１、４２２‥‥電気泳動粒子 ４０３‥‥透明電極 ４０４‥‥透明基板 ４０５‥‥バインダ材 ５００‥‥基板 ６００‥‥電子ペーパー ６０１‥‥本体 ６０２‥‥表示ユニット ８００‥‥ディスプレイ ８０１‥‥本体部 ８０２ａ、８０２ｂ‥‥搬送ローラ対 ８０３‥‥孔部 ８０４‥‥透明ガラス板 ８０５‥‥挿入口 ８０６‥‥端子部 ８０７‥‥ソケット ８０８‥‥コントローラー ８０９‥‥操作部
Claims (18)
- 一対の電極と有機半導体層とを有する電子デバイスであって、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させてなる有機膜を有することを特徴とする電子デバイス。 - 前記一対の電極が、それぞれ、ソース電極およびドレイン電極を構成し、
さらに、前記有機半導体層に電界をかけるゲート電極を備えるトランジスタである請求項１に記載の電子デバイス。 - 前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
前記有機膜が形成された電極の表面には、前記結合基が結合していない部分を有する請求項１または２に記載の電子デバイス。 - 前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
前記有機膜が形成された電極の表面には、さらに前記結合基が結合し得る部分が残存する請求項１または２に記載の電子デバイス。 - 前記有機化合物は、前記電極に結合する結合基を有し、
該結合基は、ＳＨ基である請求項１ないし４のいずれかに記載の電子デバイス。 - 前記有機化合物は、前記結合基と反対側に前記有機半導体層に荷電を供給し得る置換基を有する請求項３ないし５のいずれかに記載の電子デバイス。
- 前記有機化合物は、直鎖状をなし、
前記有機膜の最大厚さは、前記有機化合物の前記結合基から前記置換基までの長さより小さい請求項６に記載の電子デバイス。 - 前記有機化合物は、前記結合基と反対側に撥水性を示す構造を有する請求項３ないし７のいずれかに記載の電子デバイス。
- 前記非共役系有機化合物は、一般式：ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎＳＨで表され、ｍは１〜３５の整数を示し、ｎは２〜３３の整数を示す請求項８に記載の電子デバイス。
- 前記一般式において、ｍ／ｎが０．２５〜１８なる関係を満たす請求項９に記載の電子デバイス。
- 前記非共役系有機化合物は、その総炭素数が４〜４５である請求項１ないし１２のいずれかに記載の電子デバイス。
- 前記有機膜が形成された電極において、当該電極の表面へ結合した前記有機化合物の数は、０．０５×１０１５〜０．９６×１０１５個／ｃｍ２である請求項１ないし１１のいずれかに記載の電子デバイス。
- 前記有機膜が形成された電極は、前記有機膜の存在により前記有機半導体層と直接接触するのが防止されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の電子デバイス。
- 前記有機膜が形成された電極は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔまたはこれらを含む合金を主材料として構成されている請求項１ないし１３のいずれかに記載の電子デバイス。
- 一対の電極と有機半導体層とを有する電子デバイスの製造方法であって、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極の表面に、非共役系有機化合物を含む有機化合物を結合させることにより有機膜を形成する第１の工程と、
前記有機膜に接触するように、前記有機半導体層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記第１の工程に先立って、少なくとも前記有機膜を形成する電極の表面を洗浄する工程を有し、
前記洗浄を酸素プラズマ処理により行う請求項１５に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記第１の工程において、濃度０．０１〜１０ｍＭで前記有機化合物を含有する有機膜形成用液を、前記有機膜を形成する電極の表面に０．１〜２００分間接触させることにより、前記有機膜を形成する請求項１６または１７に記載の電子デバイスの製造方法。
- 請求項１ないし１４のいずれかに記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
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