JP2009302441A

JP2009302441A - 有機ｔｆｔ

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Publication number: JP2009302441A
Application number: JP2008157649A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Tsuji; 安紀辻; Jun Yamada; 潤山田; Takeya Hirao; 雄也平尾; Takashi Morimoto; 隆史森本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い製造安定性を得ることができる有機ＴＦＴを提供する。
【解決手段】有機半導体層を有する有機ＴＦＴにおいて、有機半導体層が形成される下地層には、親液性を有する凹部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＴＦＴに関する。

近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも記す）を形成する技術が大幅に進歩し、特にアクティブマトリクス型の大画面表示装置の駆動素子への応用開発が進められている。現在実用化されているＴＦＴは、ａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−ＳｉといったＳｉ系の無機材料で製造されているが、このような無機材料を用いたＴＦＴの製造においては、真空プロセスや高温プロセスを必要とし、製造コストに大きく影響を及ぼしている。

そこで、このような問題に対応する為、近年、有機材料を用いたＴＦＴ（以下、有機ＴＦＴとも記す）が種々検討されている。有機材料は無機材料に比べ、材料の選択肢が広く、また、有機ＴＦＴの製造工程においては、前述の真空プロセス、高温プロセスに代わり、印刷、塗布といった生産性に優れたプロセスが用いられる為、製造コストを抑えることができる。さらに耐熱性の乏しい、例えばプラスティックフィルム基板等にも形成することができる可能性があり、多方面への応用が期待されている。

有機半導体材料の塗布方法としては、有機半導体材料を溶解した溶液を直接塗布するインクジェット法、ディスペンサ法等の液滴塗布技術が知られている。これらの技術は、１．真空プロセスが不要、２．材料の浪費がない、３．直接パターニングできる為フォトリソグラフィー法と比べてエッチング工程が不要、といった利点がある。これにより、製造コストを抑えることができ、多方面で鋭意研究が行われている。

しかしながら、有機ＴＦＴの有機半導体層を前述のインクジェット法やディスペンサ法等を用いて形成する際には、着弾した液滴が乾燥に至る前に広がり、隣接する画素にまで到達し、クロストークやリーク電流の増加等に繋がるパターニング不良やトランジスタの特性が劣化するといった問題がある。このような問題に対して、従来より、構造物（バンク、隔壁）を用いて、液滴の広がりを塞き止める方法が知られているが、該方法は、構造物を別途設ける必要があり製造工程の複雑化と高価格化を招くといった問題がある。また、液滴の着弾精度が悪くバンクの外側に着弾してしまった場合にはトランジスタとして機能せず歩留まりが低下するといった問題がある。

そこで、このような問題に対応する為、ソース電極・ドレイン電極に開口部を設け、開口部の底に露出した表面エネルギーの低いゲート絶縁膜で着弾した液滴を弾いて、液滴の広がりを抑える方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−４１８８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、着弾した液滴は、開口部で塞き止められるが、開口部の底面が撥液性の為、中心部分に厚みを持った半球状の液滴となる。このような半球状の液滴が結晶化する場合には、周囲から中心に向かって結晶が成長していく為、チャネルのある中心部分に結晶粒界が多数できてしまい移動度の低下といったトランジスタの特性劣化が生じる。また、チャネル部分の乾燥が進行せず、溶液の状態が長く続くことになるが、このような状態では有機材料は不安定で周囲の雰囲気の影響を受けやすく、材料の劣化を引き起こすだけでなく良好な結晶成長の妨げとなる。

また、インクジェット法で液滴を塗布する際には、吐出曲がり等により着弾位置が安定しないことがある。このような着弾精度により開口部の外側に液滴が着弾した場合、開口部の底面が撥液性の為、液が弾かれチャネル部分に至らず、歩留まりの低下に繋がる。一方、開口部に着弾した場合でも、開口部の両側にはじかれる為、チャネル部分に広がる液量が安定せずトランジスタの特性にばらつきが生じる。

さらに、この開口部による効果を十分発揮するには、開口部を広く取らざるを得ないが（例えば、チャネル幅弱まで）、ソース電極・ドレイン電極に開口部を設けていることから、開口部を広くするほど断線し易くなり、歩留まりの低下に繋がる。といった問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い製造安定性を得ることができる有機ＴＦＴを提供することを目的とする。

上記目的は、下記の１乃至７いずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．有機半導体層を有する有機ＴＦＴにおいて、
前記有機半導体層が形成される下地層には、親液性を有する凹部が形成されていることを特徴とする有機ＴＦＴ。

２．前記下地層は、ソース電極およびドレイン電極であることを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴ。

３．前記下地層は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴ。

４．前記凹部は、チャネル部からチャネル長方向に、所定の距離を隔てて該チャネル部の両側に設けられていることを特徴とする前記２または３に記載の有機ＴＦＴ。

５．前記凹部は、前記下地層のゲート電極と重ならない領域に形成されていることを特徴とする前記４に記載の有機ＴＦＴ。

６．前記有機半導体層は、液滴塗布法を用いて、前記凹部の少なくとも一部の領域を含む前記下地層の上に形成されていることを特徴とする前記５に記載の有機ＴＦＴ。

７．前記液滴塗布法は、インクジェット法またはディスペンサ法であることを特徴とする前記６に記載の有機ＴＦＴ。

本発明によれば、有機半導体層が形成される下地層に、親液性を有する凹部を形成する構成とした。これにより、下地層に着弾した有機半導体の液滴が凹部で塞き止められるとともに、親液性により馴染む為、バンクを設けることなく液滴の広がりを防止できる。その結果、パターニング不良やトランジスタの特性劣化を防止できる。また、凹部が親液性の為、液の広がりの抑制は適度に行われ、結晶形成に十分な液滴となり、良好な結晶が得られる。これらにより、優れた特性と高い製造安定性を得ることができる。

以下図面に基づいて、本発明に係る有機ＴＦＴの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

最初に本発明に係る有機ＴＦＴの代表的な実施形態の１つであるボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴの構成を図１を用いて説明する。図１は、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１の概略構成を示す断面図である。

有機ＴＦＴ１は、図１に示すように、基板Ｐ、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、有機半導体膜ＳＦ、及び図示しないパッシベーション膜等から構成される。

有機ＴＦＴ１は、基板Ｐの上にゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄが順に積層され、さらにその上に有機半導体層ＳＦが設けられている。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ（下地層）には、図１に示すように、チャネル部ＣＨを挟んで、チャネル長方向Ｘ１、Ｘ２にそれぞれ所定の距離を隔てゲート電極Ｇと重ならない領域に、親液性を有する凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄが形成されている。有機半導体層ＳＦは、インクジェット法やディスペンス法等の液滴塗布法を用いて、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄに形成された凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄを含むソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に形成されている。

このような構成の有機ＴＦＴ１の、例えばドレイン電極ＤにＩＴＯ等からなる透明な画素電極を設け、これをマトリクス上に配列して表示デバイスの表示回路とすることができる。このマトリクス上に配列される画素の１画素分の構成を図２に示す。図２は、表示デバイスの１画素分の構成を示す平面模式図である。画素１Ａは、前述の構成の有機ＴＦＴ１にソース電極Ｓと接続されるソースバスＳＢ、ゲート電極Ｇと接続されるゲートバスＧＢ、及びドレイン電極Ｄと接続される画素電極Ｅ等から構成される。

尚、ここではボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１の構成を示したが、本発明に係る有機ＴＦＴの素子構成は特に限定されず、ボトムゲートトップコンタクト型であってもよい。この場合は、親液性を有する凹部をゲート絶縁膜（下地層）に形成すればよい。

次に、このような構成の有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を図３を用いて説明する。図３（ａ）乃至図３（ｅ）は、有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を示す断面模式図である。

最初に、基板Ｐを準備する（図３（ａ））。基板Ｐの材料は、特に限定されることはなく、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス等のガラスやフレキシブルなプラスティックフィルム等の樹脂製シートを用いることができる。プラスティックフィルムとしては、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタラート（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）、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。このようなプラスティ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、衝撃に対する耐性を向上させることができる。また、ステンレスや真鍮などの金属板を用いることもできる。

次に、ゲート電極Ｇを形成する（図３（ｂ））。ゲート電極Ｇの電極材料としては、スパッタや蒸着で薄膜を形成する場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＩＴＯやこれらにドーパントを加えた材料等を用いることができる。液滴塗布法の場合は、Ａｇナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＡｇＰｂナノ粒子等の金属ナノ粒子を溶媒に分散した金属ナノ粒子インク、ＩＴＯナノ粒子等の金属酸化物を溶媒に分散した金属酸化物ナノ粒子インク、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の有機材料を溶媒に分散した有機材料分散インク等を用いることができる。形成方法としては、スパッタ法や蒸着法等で電極材料の薄膜を表面に形成した基板Ｐを、フォトリソグラフィー法を用いてパターンニングする方法や、種々の印刷法や液滴塗布法を用いて所望の部分のみに薄膜を形成することができる。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦを形成する（図３（ｃ））。ゲート絶縁膜ＩＦの材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン等の無機酸化物や、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物を用いることができる。あるいは、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、シアノエチルプルラン等の有機化合物等も用いることができる。形成方法としては、例えば、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等のほか、スピンコート等の塗布法等公知の方法によって形成された絶縁膜を、フォトリソグラフィー法等公知のパターニング方法を用いてパターニングする方法や、種々の印刷法やインクジェットなどの液滴塗布法を用いて所望部分のみに薄膜を形成することができる。

尚、ゲート絶縁膜ＩＦを形成する際には、後述のソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄに形成される凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄの原型となる窪み状の凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを、前述の形成方法を用いて同時に形成しておくことができる。ゲート絶縁膜ＩＦに形成される凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂは、孔（開口部）であっても窪みであってもよい。また、その形状は、ゲート絶縁膜ＩＦの形成方法やパターニング方法、その後に形成するソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの形成方法により異なるが、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄに着弾した有機半導体の液滴を塞き止められる形状であればどのような形状でもよく、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄが凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂで途切れることがないような形状であれば特に限定されない。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを形成する（図３（ｄ））。ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの電極材料としては、ゲート電極Ｇの場合と同様の電極材料を用いることができる。凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有するゲート絶縁層ＩＦが形成された基板Ｐを洗浄後、前述のゲート電極Ｇの形成方法と同様に、公知のフォトリソグラフィー法や、種々の印刷法や液滴塗布法等を用いて形成することができる。尚、このときに、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄには、ゲート絶縁層ＩＦに形成された凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂに対応して、凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄが形成される。

次に、有機半導体層ＳＦを形成する（図３（ｅ））。有機半導体層ＳＦの材料としては、多環芳香族化合物や共役系高分子等を用いることができるが、特に限定されない。高分子材料、オリゴマー、低分子材料でもよく、成膜後に分子が分子間相互作用により規則正しく配列し結晶となるものが特に好ましい。ペンタセン、ポルフィリン、フタロシアニン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレン、及びこれら誘導体等を用いることができる。具体的には、ペンタセン、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン、テトラベンゾポルフィリン、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）等を用いることができる。また、これらの前駆体を成膜した後に熱処理すること等で有機半導体材料等に変換することもできる。

有機半導体層ＳＦの成膜方法は特に限定されるものではなく、真空蒸着やスピンコート等も用いることができるが、スクリーン印刷、インクジェット法、マイクロコンタクトプリント、ＳＩＪ、ディスペンサ法、凸版、転写等の印刷法を用いると、塗布と同時にパターニングもできる為、製造コストを低減することができ好適である。とりわけ、インクジェット法、ＳＩＪ、ディスペンサ法等の液滴塗布法を用いるのが特に好適である。

液滴塗布法を用いる場合には、有機半導体層ＳＦの材料は、前述の材料のなかでも、溶媒に溶解または分散させるものが好適で、有機低分子材料に溶解性を高める為に可溶性の側鎖を設けたものや、半導体の前駆体の溶液についても適用可能である。

また、溶媒は特に限定されるものではなく、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、ハロゲン化炭化水素類、フェノール類等から半導体材料に適した溶媒を選択することができる。

尚、パッシベーション膜は、有機半導体層ＳＦを外部雰囲気から遮断、保護する為に適宜成膜する。

次に、本発明に係る有機ＴＦＴ１の実施例を説明する。

（実施例１）
最初に、Ｃｒ膜を表面にスパッタしたガラス基板Ｐ（図３（ａ））に、感光性レジストを塗布後、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢを形成した（図３（ｂ））。次に、感光性アクリレート材料であるオプトマーＰＣ４０３を、スピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行った後焼成し、凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有する厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ））。次に、洗浄後、ポジレジスト薄膜を形成し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのパターンを反転させたフォトマスクを用いて露光し、現像を行い、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを設けたい領域（凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを含む）のみレジストを除去し、その他の領域にはレジストを残るようにした。続いて、Ａｕを約５０ｎｍをスパッタにより成膜し、レジストを除去し、親液性の凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄを有するソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢをリフトオフにより形成した（図３（ｄ））。次に、半導体溶液としてテトラヒドロナフタレンに６，１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを３質量％溶解した溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いてソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に滴下して有機半導体層ＳＦを形成し（図３（ｅ））、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を作製した。

（比較例１）
最初に、Ｃｒ膜を表面にスパッタしたガラス基板Ｐ（図３（ａ））に、感光性レジストを塗布後、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢを形成した（図３（ｂ））。次に、感光性アクリレート材料であるオプトマーＰＣ４０３を、スピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行った後焼成し、凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有さない平坦な厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ）に相当）。次に、洗浄後、ポジレジスト薄膜を形成し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのパターンを反転させたフォトマスクを用いて露光し、現像を行い、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを設けたい領域のみレジストを除去し、その他の領域にはレジストを残るようにした。続いて、Ａｕを約５０ｎｍをスパッタにより成膜し、レジストを除去し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢをリフトオフにより形成した（図３（ｄ）に相当）。次に、半導体溶液としてテトラヒドロナフタレンに６，１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを３質量％溶解した溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いてソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に滴下して有機半導体層ＳＦを形成し（図３（ｅ）に相当）、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を作製した。

（比較例２）
最初に、Ｃｒ膜を表面にスパッタしたガラス基板Ｐ（図３（ａ））に、感光性レジストを塗布後、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢを形成した（図３（ｂ））。次に、感光性アクリレート材料であるオプトマーＰＣ４０３を、スピンコート法を用いて塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行って、凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有さない平坦な厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ）に相当）。次に、洗浄後、ポジレジスト薄膜を形成し、開口部を設けたソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのパターンを反転させたフォトマスクを用いて露光し、現像を行い、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを設けたい領域のみレジストを除去し、開口部を含むその他の領域にはレジストを残るようにした。続いて、Ａｕを約５０ｎｍをスパッタにより成膜し、レジストを除去し、開口部を有するソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢをリフトオフにより形成した（図３（ｄ）に相当）。次に、半導体溶液としてテトラヒドロナフタレンに６，１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを３質量％溶解した溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いてソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に滴下して有機半導体層ＳＦを形成し（図３（ｅ）に相当）、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を作製した。

（実施例２）
最初に、Ｃｒ膜を表面にスパッタしたガラス基板Ｐ（図３（ａ））に、感光性レジストを塗布後、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢを形成した（図３（ｂ））。次に、感光性アクリレート材料であるオプトマーＰＣ４０３を、インクジェット法を用いて端子部、及び凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂとなる領域以外の領域に塗布、乾燥させた後に焼成し、凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有する厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ））。次に、洗浄後、ポジレジスト薄膜を形成し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのパターンを反転させたフォトマスクを用いて露光し、現像を行い、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを設けたい領域（凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを含む）のみレジストを除去し、その他の領域にはレジストを残るようにした。続いて、Ａｕを約５０ｎｍをスパッタにより成膜し、レジストを除去し、親液性の凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄを有するソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢをリフトオフにより形成した（図３（ｄ））。次に、半導体溶液としてテトラヒドロナフタレンに６，１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを３質量％溶解した溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いてソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に滴下して有機半導体層ＳＦを形成し（図３（ｅ））、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を作製した。

（実施例３）
最初に、Ｃｒ膜を表面にスパッタしたガラス基板Ｐ（図３（ａ））に、感光性レジストを塗布後、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢのパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、ゲートバスＧＢを形成した（図３（ｂ））。次に、大気圧プラズマＣＶＤ法にてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を液体原料としてＳｉＯ_２膜を成膜した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングを行って、凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを有する厚み３００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ））。次に、洗浄後、ポジレジスト薄膜を形成し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのパターンを反転させたフォトマスクを用いて露光し、現像を行い、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを設けたい領域（凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを含む）のみレジストを除去し、その他の領域にはレジストを残るようにした。続いて、Ａｕを約５０ｎｍをスパッタにより成膜し、レジストを除去し、親液性の凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄを有するソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢをリフトオフにより形成した（図３（ｄ））。次に、半導体溶液としてテトラヒドロナフタレンに６，１３−ビストリエチルシリルエチニルペンタセンを３質量％溶解した溶液を、ピエゾ方式のインクジェット法を用いてソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に滴下して有機半導体層ＳＦを形成し（図３（ｅ））、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を作製した。

（評価結果）
このようにして有機ＴＦＴ１をそれぞれ２０素子作成した。その特性を評価した結果を下記（表１）に示す。尚、表１において、評価可能素子数（個）とは、観察または特性を評価し、有機半導体層ＳＦがチャネル部ＣＨからずれる等して評価できなかった素子を除いた残りの評価できた素子の個数を示す。

最初に、顕微鏡を用いて有機ＴＦＴ１の有機半導体層ＳＦの結晶状態を観察した。実施例１〜実施例３の、ゲート絶縁膜ＩＦに凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを設けて、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを凹部ＩＦａ、凹部ＩＦｂを含めた上に形成して作製した有機ＴＦＴ１の有機半導体層ＳＦは、比較例１、比較例２で作製した有機ＴＦＴ１に比べて結晶ドメインが大きく（表１において、結晶ドメインの個数が少ない。）ばらつきも少なかった。また、比較例１の有機ＴＦＴ１では隣接する画素にまで結晶が繋がってしまうもの、比較例２の有機ＴＦＴ１では有機半導体層ＳＦがソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上の所定の位置からずれてしまったものも散見された。

次に、有機ＴＦＴ１に通電し特性を評価したところ、実施例１〜実施例３の有機ＴＦＴ１の移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比は、ともに比較例１、比較例２の有機ＴＦＴ１に比べて高く、ばらつきも少なかった。また、比較例１の有機ＴＦＴ１は、ＯＦＦ電流が実施例１〜実施例３の有機ＴＦＴ１に比べて２桁高くなってしまったものや、比較例２の有機半導体層ＳＦがソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上の所定の位置からずれてしまった為、特性を測定、評価することのできないものもあった。

このように本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴ１においては、有機半導体層ＳＦが形成されるソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄに、親液性を有する凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄを形成する構成とした。これにより、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄに着弾した有機半導体の液滴が凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄで塞き止められるとともに、親液性により馴染む為、バンクを設けることなく液滴の広がりを防止できる。その結果、パターニング不良やトランジスタの特性劣化を防止できる。また、凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄが親液性の為、液の広がりの抑制は適度に行われ、結晶形成に十分な液滴となり、良好な結晶が得られる。

また、液滴が凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄの外側（チャネルの外側）に着弾しても、親液性の高い凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄに引き寄せられて液が中心部に集まりやすくなる。

また、凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄの原型は、ゲート絶縁層ＩＦをパターニングする際に同時に形成できるので、工程は増えず、コストが上昇することもない。さらに、凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄの領域では、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄが途切れることなく連続している為、凹部ＩＦｓ、凹部ＩＦｄ凹部の面積が大きくても、断線などは起こり得ず、歩留まり低下の防止となる。これらにより、優れた特性と高い製造安定性を得ることができる。

本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面模式図である。本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴを用いた表示装置の画素構成を示す模式図である。本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴの製造工程の一例を示す断面模式図である。

符号の説明

１Ａ画素
１有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）
Ｄドレイン電極
Ｅ画素電極
Ｇゲート電極
ＧＢゲートバス
ＩＦゲート絶縁膜
ＩＦｄ、ＩＦｓ凹部
Ｓソース電極
ＳＢソースバス
ＳＦ有機半導体膜（有機半導体層）
Ｐ基板

Claims

有機半導体層を有する有機ＴＦＴにおいて、
前記有機半導体層が形成される下地層には、親液性を有する凹部が形成されていることを特徴とする有機ＴＦＴ。
前記下地層は、ソース電極およびドレイン電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴ。
前記下地層は、ゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴ。
前記凹部は、チャネル部からチャネル長方向に、所定の距離を隔てて該チャネル部の両側に設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の有機ＴＦＴ。
前記凹部は、前記下地層のゲート電極と重ならない領域に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＴＦＴ。
前記有機半導体層は、液滴塗布法を用いて、前記凹部の少なくとも一部の領域を含む前記下地層の上に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＴＦＴ。
前記液滴塗布法は、インクジェット法またはディスペンサ法であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＴＦＴ。