JP2006253613A - 有機半導体層を有する電界効果型有機薄膜トランジスタ - Google Patents

Abstract

【課題】 成膜性を有し、フレキシビリティーに富んだ、低消費電力でドレイン電流を発生し得る、電界効果型有機薄膜トランジスタを提供する。
【解決手段】 基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とからなり、
前記ゲート絶縁層は、前記有機半導体層と接する第１絶縁層と、前記ゲート電極と接する第２絶縁層とからなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【選択図】 図３

Description

本発明は、有機半導体層を有する電界効果型有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。

従来のシリコンベース薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、一般的に、図１に示すように、Ｓｉ基板上に高濃度不純物拡散を行うことにより、ソース電極、ドレイン電極を形成し、ゲート絶縁膜として熱酸化膜（ＳｉＯ_２）を有し、さらにゲート電極を積層した構造を有する。ゲート電極に由来する電界を制御することにより、ソース・ドレイン電極間にチャネルを形成させ、トランジスタとして機能させる。

一方、近年、基板上にマトリックス配列して形成された画素（例えば、液晶、有機ＥＬ、電気泳動マイクロカプセル等の表示部と、これを駆動するトランジスタ）から成る、フレキシブルシートディスプレイを必要とする要請がある。フレキシブルシードディスプレイを従来のシリコンベース薄膜ＴＦＴを用いて達成しようとすると、種々の問題があり、（１）含有されるＳｉに由来して、十分なフレキシビリティーが確保できない、（２）高温が必要となるために、使用可能な基板種に制限がかかる、（３）膨大な設備コストが発生する、（４）有機半導体材料が有するメリット（フレキシビリティー、低コスト等）が活かしきれない、など、実用的でない。

これに代わって、有機活性層を備えた薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）は、従来のシリコンベース薄膜ＴＦＴの安価な代替品として近年大きな注目を集めてきている。有機材料を用いてデバイスを構成することにより、印刷法、スピンコート法、浸漬法などの湿式法によって簡便に薄膜や回路を形成することが可能となる。すなわちシリコンベースＴＦＴの製造プロセスで必要とされるコストのかかる工程を経ることなくデバイスを製造することが可能であり、製造コストの大幅なコストダウンや大面積化等が期待される。加えて有機材料ベースのデバイスの利点には、機械的フレキシビリティー、プロセスの単純化、軽量化及びコストの低減などが挙げられる。

しかしながら、有機材料を用いて有機薄膜トランジスタを製造する場合、トランジスタ本来の機能を有しつつ、成膜性に優れ、且つ、フレキシビリティーに富んだ、電界効果型有機薄膜トランジスタは得られていない、という問題がある。

そこで、上述の特性を有する、有機材料を用いた有機薄膜トランジスタが提案されている。図２は、有機材料の一例として、ゲート絶縁層にポリイミドを含有する有機薄膜トランジスタの一例を示した図であり、そのトランジスタ特性を図４に示す。図２による有機薄膜トランジスタは、フレキシブルな基板の主面上にゲート電極を積層し、これらを覆うようにポリイミドを含有するゲート絶縁層を積層し、さらに、有機半導体層及びソース電極／ドレイン電極を積層した構造を有する。

ソース電極およびドレイン電極の間に電圧をかけると、有機半導体層を通じてソース電極とドレイン電極の間に電流が流れる。この際、絶縁層により有機半導体層と隔てられたゲート電極に電圧を印加すると、電界効果によって有機半導体層の電導度が変化し、したがってソース・ドレイン電極間に流れる電流を変調することができる。

図２による有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性は、図４に示す通り、図３のＳｉＯ_２絶縁体を用いた有機ＴＦＴと比べ、オフ電流（Ｖｇ＝０Ｖにおけるドレイン電流）が大きくなり、オンオフ比が低下している。これは閾値電圧Ｖ_ｔｈがプラスにシフトすることによるデプレッション動作に起因している。このように、図２によるＴＦＴは、絶縁特性の高いポリイミドを用いているにも関わらず、ＴＦＴとしての性能が低くなるという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、成膜性を有し、フレキシビリティーに富んだ、低消費電力でドレイン電流を発生し得る、電界効果型有機薄膜トランジスタを提供することを目的とする。

上述の課題に鑑み、鋭意検討したところ、以下の（１）〜（５）に示す発明をするに至った。

（１） 基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とからなり、
前記ゲート絶縁層は、前記有機半導体層と接する第１絶縁層と、前記ゲート電極と接する第２絶縁層とからなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。

（２） 前記第１絶縁層は、ポリイミドを含有す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。

（３） 前記第２絶縁層は、ポリパラキシリレン又はその誘導体を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機薄膜トランジスタ。

（４） 前記有機半導体層は、液晶性フルオレン系高分子材料を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。

（５） 前記有機半導体層は、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。

オフ電流が抑制され、オンオフ比の向上が可能になる。表示画素を駆動させる場合、これによりダイナミックレンジが向上し、バッテリー消費も抑えられる。

（本発明におけるゲート絶縁層）
そこで本発明では、成膜性を有し、フレキシビリティーに富んだ、低消費電力でドレイン電流を発生し得る、電界効果型有機薄膜トランジスタを得るため、種々検討したところ、配向膜として利用可能な有機化合物、例えば、ポリイミドを含有する層にさらに、第２絶縁層を設けることにより、トランジスタ特性を大幅に向上させた有機薄膜トランジスタを得るに至った。つまり、本発明は、上記図２の構成において、ゲート絶縁層を二層構造とすることにより達成され、例えばポリイミドを主体とする有機絶縁体を含有する層と、さらに他の一層とで構成される。

本発明におけるゲート絶縁層は、第１絶縁層と第２絶縁層とでなり、第１絶縁層は、有機半導体層に接して積層され、第２絶縁層は、ゲート電極と接して積層される構造を有する。第１絶縁層は、好ましくは、絶縁性を有するポリイミドからなる。

（第１絶縁層）
本発明に係る第１絶縁層は、この第１絶縁層の上に積層する有機半導体層の配向を保持させ得る化合物であれば、種々の絶縁性有機化合物を用いることが可能で、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、有機シラン化合物等を用いることが可能である。なかでも、絶縁性や耐熱性、さらに耐溶剤性の面から、ポリイミドが好適である。

（第２絶縁層）
本発明における第２絶縁層は、種々の絶縁材料で製造可能であり、例えば、有機絶縁体や無機絶縁体が挙げられるが、成膜の簡便性を考慮すると、有機絶縁体が好ましい。また、絶縁性を有している有機化合物であれば、種々の材料を用いることが可能であり、さらに当該有機化合物の分子骨格中に極性基を有していることが好ましい。

特に、第２絶縁層に用い得る有機絶縁体は、ポリプロピレン、ＣＹＴＯＰ（登録商標）、ＰＭＭＡ、ポリビニルフェノール、シアノレジン、ポリプロピレン−１−ブテン共重合体、ポリビニルアルコール、ポリイソブチレン、ポリパラキシリレンが挙げられるが、特に好ましくは、ポリパラキシリレンである。

また、ゲート絶縁層を構成する第２絶縁層に用い得る無機絶縁体は、当業者に周知の絶縁材料を用いることが可能で、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン等の無機系材料や、またはフレキシビリティー、軽量、安価なデバイスが所望される場合にはポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリパラキシリレン、ポリアクリロニトリル、シアノエチルプルラン等はじめとする高分子化合物や、各種絶縁性ＬＢ膜等の種々の有機系材料が挙げられ、これらの材料を２つ以上合わせて用いてもよい。特に材料は限定しないが、中でも誘電率が高く、導電率が低いものが好ましく、酸化シリコンが好適である。また、無機絶縁膜に含有され得る金属酸化物は、種々の化合物が挙げられるが、低温成膜可能なこと、化学量論組成を取りやすいもの、金属価数が安定しているものが求められ、窒化シリコン、オキシ窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウムが好ましく、さらに好ましくは、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯＮ等が挙げられる。

（ゲート絶縁層の製造方法）
ゲート絶縁層を構成する第１絶縁層及び第２絶縁層の塗布法は、種々の一般的なスプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などが挙げられる。また、これらのほかに、印刷やインクジェット等のパターン方法が挙げられる。

特に、有機絶縁体を用いて塗布する場合、特にポリパラキシリレン絶縁層を形成するには、ＣＶＤ法が好ましい。第２絶縁層としてポリパラキシリレンを形成させる場合、具体的には、ラボコーターＰＤＳ２０１０装置を用いて、原料のジモノクロロパラキシリレン固体ダイマーを気化、熱分解させ、発生する安定なジラジカルモノクロロパラキシリレンモノマーが基板上で同時に吸着／重合反応することにより、ポリパラキシリレン膜が形成される。

また、特に、無機絶縁体を用いて塗布する場合、スパッタリング、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ（テトラエトキシシランを用いた化学気相成長）法、さらにホットワイヤーＣＶＤ法を用いることができ、ホットワイヤーＣＶＤ法では、基板温度１８０℃で十分な膜質を得ることが可能である。

第１絶縁層を塗布した後、有機半導体の配向性を向上させる目的で、種々の方法にて後処理を行ってもよく、例えば、ポリイミドを塗布した後、ラビング処理を行うことが好ましい。

（本発明における有機半導体層）
本発明における有機半導体層は、液晶性を有する有機材料からなる層であれば、種々の化合物を用いてもよく、下記のポリ−９，９’ジオクチル−フルオレン−ビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）（式（Ａ））、ポリ−９，９’ジオクチル−フルオレン−ベンゾチアジアゾール共重合体（Ｆ８ＢＴ）（式（Ｂ））等が挙げられる。

一方、本発明における有機半導体は、下記一般式（Ｉ）

で示される繰り返し単位を有する重合体を用いてもよい。

一般式（Ｉ）において、Ａｒ^１は、置換又は無置換の芳香族炭化水素の１価基であり、Ａｒ^２及びＡｒ^３は、それぞれ独立に、置換又は無置換の芳香族炭化水素の２価基である。また、Ａｒ^４は、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素又は置換若しくは無置換の複素環式化合物の２価基である。ここで、上記の「芳香族炭化水素」は、単環式の芳香族炭化水素、非縮合多環式（環集合）炭化水素、及び縮合多環式炭化水素を含むものとする。

本発明の有機半導体材料は、芳香環上に置換基を有していてもよい。溶解性の向上の観点からはアルキル基やアルコキシ基、アルキルチオ基などが挙げられる。これら置換基の炭素数が増加すれば溶解性はより向上するが、その反面キャリア移動度は低下してしまうため、溶解性が損なわれない範囲で所望の特性が得られるような置換基を選択することが好ましい。その場合の好適な置換基の例としては炭素数が１〜２５の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基が挙げられる。更に好適には、炭素数が２〜１８の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基が挙げられる。これら置換基は同一のものを複数導入してもよいし、異なるものを複数導入してもよい。また、これらのアルキル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基はさらにハロゲン原子、シアノ基、アリール基、ヒドロキシル基、カルボキシル基または炭素数１〜１２の直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル基やアルコキシ基、アルキルチオ基で置換されたアリール基などのさらなる置換基を含有していてもよい。

アルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基、２−エチルヘキシル基、トリフルオロメチル基、２−シアノエチル基、ベンジル基、４−クロロベンジル基、４−メチルベンジル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を一例として挙げることができ、アルコキシ基、アルキルチオ基としては上記アルキル基の結合位に酸素原子または硫黄原子を挿入してアルコキシ基、アルキルチオ基としたものが一例として挙げられる。

アリール基としては、具体的には、フェニル基、ナフタレニル基、及びアントラセニル基などが挙げられる。

上記重合体は、アルキル基やアルコキシ基、アルキルチオ基の存在により、溶媒への溶解性がさらに向上する。これらの材質において溶解性を向上させることは、フィルムの湿式成膜過程の製造許容範囲が大きくなることから重要である。例えば塗工溶媒の選択肢の拡大、溶液調製時の温度範囲の拡大、溶媒の乾燥時の温度及び圧力範囲の拡大となり、これらプロセッシビリティーの高さにより、結果的に高純度で均一性の高い高品質な薄膜が得られる可能性が高くなる。

前記一般式（Ｉ）における置換もしくは無置換の芳香族炭化水素（の１価）基Ａｒ^１としては単環基、多環基（縮合多環基、非縮合多環基）の何れでもよく、一例として以下のものを挙げることができる。例えばフェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などが挙げられる。

また、置換又は無置換の芳香族炭化水素の２価基Ａｒ^２及びＡｒ^３としては、一例としてベンゼン、ナフタレン、ピレン、フルオレン、アズレン、アントラセン、トリフェニレン、クリセン、ビフェニル、及びターフェニルの２価基が挙げられる。

さらに、置換若しくは無置換の芳香族炭化水素又は置換若しくは無置換の複素環式化合物の２価基Ａｒ^４としては、一例としてベンゼン、アントラセン、ビフェニル、及びチオフェンの２価基が挙げられる。

また、これら芳香族炭化水素（の１価）基及び２価基、並びに複素環式化合物の２価基は以下に示す置換基を有していてもよい。

（１）ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基。

（２）炭素数１〜２５の直鎖または分岐鎖の、アルキル基、アルコキシ基。これらのアルキル基及びアルコキシ基は、さらにハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルチオ基で置換されていてもよい。

（３）アリールオキシ基。（アリール基としてフェニル基、ナフチル基を有するアリールオキシ基が挙げられる。これらのアリールオキシ基は、ハロゲン原子を置換基として含有しても良く、炭素数１〜２５の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基またはアルコキシ基あるいはアルキルチオ基を置換基として含有していても良い。具体的には、フェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−メトキシフェノキシ基、４−クロロフェノキシ基、６−メチル−２−ナフチルオキシ基等が挙げられる）。

（４）アルキルチオ基又はアリールチオ基。（アルキルチオ基又はアリールチオ基としては、具体的にはメチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−メチルフェニルチオ基等が挙げられる）。

（５）アルキル置換アミノ基。（具体的には、ジエチルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ基、ジベンジルアミノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、ユロリジル基等が挙げられる）。

（６）アシル基。（アシル基としては、具体的にはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、マロニル基、ベンゾイル基等が挙げられる）。

本発明における一般式（Ｉ）で示される、重合体の繰り返し単位の具体例を列挙する。なお、これら具体例は、本発明を限定するものでもない。

上記一般式に示される繰り返し単位を含む重合体の製造方法は、例えばアルデヒドとホスホネートを用いたＷｉｔｔｉｇ−Ｈｏｒｎｅｒ反応、アルデヒドとホスホニウム塩を用いたＷｉｔｔｉｇ反応、ビニル置換体とハロゲン化物を用いたＨｅｃｋ反応、アミンとハロゲン化物を用いたＵｌｌｍａｎｎ反応などを用いることができ、公知の方法により製造可能である。

特に、Ｗｉｔｔｉｇ−Ｈｏｒｎｅｒ反応及びＷｉｔｔｉｇ反応は、反応操作の簡便さのために有効である。

上記一般式に示される重合体の好ましい分子量はＧＰＣによるポリスチレン換算数平均分子量で１０００〜１００００００であり、より好ましくは２０００〜５０００００である。分子量が小さすぎる場合にはクラックの発生等成膜性が悪化し実用性に乏しくなる。また分子量が大きすぎる場合には、一般の有機溶媒への溶解性が悪くなり、溶液の粘度が高くなって塗工が困難になり、やはり実用性上問題になる。

本発明の半導体材料は種々の一般的有機溶媒、例えばジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム、トルエン、ジクロロベンゼン及びキシレン等に対し、良好な溶解性を示す。従って本発明の高分子材料を溶解できる適当な溶媒により適当な濃度の溶液を作製し、これを用いて湿式成膜法により半導体薄膜を作製することができる。特にテトラヒドラフランを主成分とし、トルエン、キシレン、ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメタンのうち少なくとも一種を混合した溶媒が好ましい。

有機半導体層を形成するための湿式成膜法としては、スピンコート法、ディッピング法、ブレード塗工法、スプレー塗工法、キャスト法、インクジェット法、印刷法等の公知の湿式成膜技術によって薄膜化することができる。これら各種成膜法に対し、上記記載の溶媒種から適切な溶媒が選択される。

本発明に係る有機半導体材料は、固体もしくは溶液の状態では、空気中でも実質的に酸化されることはない。

本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、上記重合体にて形成される有機半導体材層の厚みは、均一なフィルム（即ち、材質のキャリア輸送特性に悪影響を及ぼすギャップやホールがない薄膜）が形成されるような厚みに選択される。有機半導体層の厚みは、約２００ｎｍ〜約５ｎｍが好ましく、特に約１００ｎｍ〜約５ｎｍが好適である。

（本発明における基板）
本発明の有機薄膜トランジスタは、絶縁性基板であればよく、ガラス、シリコン、プラスチックよりなる基板上に形成される。フレキシブル性を考慮して、薄板の歪み導入強化ガラス基板、プラスチックシートやニッケル電鋳シートに絶縁処理したものでも良く、フレキシビリティー、軽量、安価等の特性が所望される場合、プラスチック基板が好ましく用いられる。

（本発明におけるソース電極、ドレイン電極及びゲート電極）
本発明のデバイスは、３つの空間的に分離された電極（ソース、ドレイン、ゲート電極）を有する。ゲート電極は、絶縁層と接触している。各電極は周知の従来技術を用いて基板上に形成される。

ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極の材質としては、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、およびこれらの合金や、インジウム・錫酸化物等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた無機および有機半導体、たとえばシリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン等が挙げられる。ソース電極およびドレイン電極は、上記導電性物質の中でも半導体層との接触面においてオーミックに接続されるものが好ましい。

（実施例１）
［Ｓｉ基板上にゲート電極を形成］
Ｓｉ基板（熱酸化膜：１００ｎｍ）にＨＭＤＳ蒸気処理（ヘキサメチルジシラザン）を５分間施し、１２０℃で５分乾燥した。その表面に、フォトレジスト（ＴＳＭＲ８８００；東京応化社製）をスピンコートし、表面のみを保護した。さらに、得たＳｉ基板（熱酸化膜：１００ｎｍ）をダイキン工業製バッファード・フッ酸（ＢＨＦ６３Ｕ）に１００秒浸漬し、裏面の酸化膜を除去した。その後、超音波により洗浄を行い、真空蒸着法により、Ｓｉ基板裏面に厚さ３００ｎｍのＡｌ膜を成膜した。

［有機半導体層形成］
上記の通り得たＳｉ基板は、アセトンを用いて表面のフォトレジスト層を除去した。そのＳｉ基板表面にＨＭＤＳ蒸気処理を１分間施し、１２０℃で５分乾燥した。上記式（Ａ）で示した液晶性フルオレン系ポリマーであるＦ８Ｔ２（分子量：６８，０００）を半導体材料に用い、スピンコートにより膜厚３０ｎｍに形成させた。

［ソース・ドレイン電極形成］
上記の通り得た有機半導体層上に、真空蒸着法により、厚さ１００ｎｍのＡｕ膜を成膜し、有機薄膜トランジスタ１を得た。この有機薄膜トランジスタ１のトランジスタ静特性を図３に示す。図３の通り、有機薄膜トランジスタ１のオフ電流は約１００ｐＡとなり、このトランジスタはエンハンスメント動作する（Ｖｔｈ＜０Ｖ）ことを示す。

（実施例２）
［ガラス基板上にゲート電極を形成］
プラスチック基板上に厚さ３００ｎｍのＣｒ膜を真空蒸着法により成膜し、フォトリソグラフィー・エッチング（硝酸セリウムアンモニウムを含む酸性溶液）をし、ゲート電極を形成させた。

［ゲート絶縁膜形成］
上記の通りゲート電極を形成した後、ポリイミド絶縁膜（京セラケミカルＫＥＭＩＴＩＴＥ ＣＴ４１１２）をスピンコートし、１８０℃１時間、オーブンで硬化し 膜厚５００ｎｍのポリイミド絶縁膜を形成させ、ラビング処理を施した。

［半導体層形成］
上記の通りポリイミド絶縁膜を形成させた後、上記式（Ａ）で示した液晶性フルオレン系ポリマーであるＦ８Ｔ２（分子量：６８，０００）を半導体材料に用い、スピンコートにより膜厚３０ｎｍ成膜させ、２８５℃での加熱の後、クレンチにより室温まで下げ、有機半導体層を形成させた。

［ソース・ドレイン電極形成］
上述の通り形成させた有機半導体層の上に。厚さ１００ｎｍのＡｕ膜をシャドウマスクを用いた真空蒸着法によりパターン成膜し、有機薄膜トランジスタ２を得た。この有機薄膜トランジスタ２のトランジスタ静特性を図４に示す。図４に示す通り、絶縁層にポリイミドを用いたトランジスタは大きなドレイン電流が得られるが、デプレッション動作を示し、オフ電流は、上述の実施例で得た有機薄膜トランジスタ１と比べて一桁大きくなり、約１０００ｐＡとなった。これにより、表示画素を駆動させる場合、ダイナミックレンジが小さくなり、オフ電流（ゲート電圧０Ｖにおけるドレイン電流）の増加はバッテリーライフを減少させた。このことは、ゲート電極中の自由電子をポリイミド膜が吸引し、負の表面電位を形成することに起因すると考えられ、有機半導体層に負のゲートバイアスが印加されていることと同義であると考えられる。

（実施例３）
ポリイミド絶縁膜を形成させる前に、ラポコーターＰＤＳ２０１０でパリレンＣ（ダイマー）を用い、試料温度：室温にて、厚さ１００ｎｍ のパリレンＣ絶縁膜を成膜すること以外、実施例２と同様に行い、プラスチック基板／ゲート電極（Ｃｒ）／パリレン／ポリイミド／有機半導体／ソース・ドレイン電極（Ａｕ）（図５参照）の構成の有機薄膜トランジスタ３を得た。この有機薄膜トランジスタ３のトランジスタ静特性を図６に示す。上述の実施例２で得た有機薄膜トランジスタ２と比べて、有機薄膜トランジスタ３は、エンハンスメント動作し、オンオフ比の向上が見られた。

シリコン基板を用いた有機ＴＦＴ構造である。 フレキシブルな基板を用い、ポリイミドを含有する絶縁層を備えた有機ＴＦＴ構造である。 ＳｉＯ_２絶縁体を用いた有機薄膜トランジスタの静特性である。 ポリイミド絶縁膜を用いた有機ＴＦＴの静特性である。 パリレン層を挿入した有機ＴＦＴ構造である。 基板／ポリイミド間にパリレンを挿入した有機ＴＦＴの静特性である。

Claims (5)

1. 基板と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、有機半導体層とからなり、
   前記ゲート絶縁層は、前記有機半導体層と接する第１絶縁層と、前記ゲート電極と接する第２絶縁層とからなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
2. 前記第１絶縁層は、ポリイミドを含有す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。
3. 前記第２絶縁層は、ポリパラキシリレン又はその誘導体を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機薄膜トランジスタ。
4. 前記有機半導体層は、液晶性フルオレン系高分子材料を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
5. 前記有機半導体層は、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。

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