JP2010034126A - 有機ｔｆｔの製造方法、及び有機ｔｆｔ - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴの製造方法、及び有機ＴＦＴを提供する。
【解決手段】下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を付着させる複数の粒状物を散在させる工程と、複数の粒状物が散在した下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を塗布し、有機半導体膜を形成する工程と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機ＴＦＴの製造方法、及び有機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（以下、インクとも称する。）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。

ところで、このような有機ＴＦＴにおいて、優れた電気特性と高い信頼性を得る為には、有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成する必要がある。しかしながら、有機ＴＦＴの有機半導体膜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、塗布されたインクが乾燥に至る前に濡れ広がり、隣接する画素にまで到達することにより、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、また、充分な膜厚が得られないこと、等によりトランジスタの良好な特性が得られない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に種々の技術が検討されている。例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、被塗布領域の周縁にバンクと呼ばれる壁を形成し、塗布されたインクの塗布領域外への流出を防止する。さらに、インクに対して、被塗布領域がバンクよりも親液性が高くなるようにすることによりインクの塗布領域外への流出を防止するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。

また、インクを塗布する下地層の材料として撥液性を有する材料を用い、下地層と塗布されたインクとの接触角を高めることにより、塗布されたインクの塗布領域外への流出を防止するようにした技術が知られている（特許文献２参照）。

また、インクを下地層に塗布する前に、下地層に乾燥し難い（沸点の高い）沈殿剤と称される溶液を塗布しておくことにより、後から塗布、乾燥されて形成された有機半導体膜の表面を平滑にするようにした技術が知られている（特許文献３参照）。
特許第３６９２５２４号公報 特表２００６−５２３０１４号公報 特表２００７−５２４２３５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、バンクを形成する為に、例えば、少なくとも以下１項乃至６項に示す工程が必要となる。このため製造工程の複雑化と製造コストの高価格化を招くといった問題がある。

１．成膜工程：バンク材料である感光性樹脂をスピンコートで全面に成膜。

２．プリベーク：溶媒を乾燥。

３．露光工程：フォトマスクを配置して、紫外線を露光。

４．ＰＥＢ（ポスト エクスプロージャー ベーク）：１００℃程度で樹脂を硬化する等、露光による化学反応の進行を促進。

５．現像工程：現像液に漬け、紫外線が照射したところの樹脂のみを除去。

６．ＰＢ（ポスト ベーク）：残った樹脂を硬化。

また、特許文献２に開示されているような、下地層に撥液材料層を設けインクとの接触角を大きくする方法では、インクの下地層への密着力が低下し、乾燥のプロセスでの基板の動きやインク自体の溶媒の乾燥に起因する外力等により、インクが転がる等して移動し、所定の位置に塗布できないという問題がある。

また、特許文献３に開示されている方法は、下地層に塗布された沈殿剤にインクが溶けることにより、形成される有機半導体膜の表面を平滑にするものである。しかしながら、沈殿剤を所望の領域に精度よく塗布する為には、そもそもバンクを必要とし、特許文献１の場合と同様の問題が生じる。

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、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴの製造方法、及び有機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のいずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を付着させる複数の粒状物を散在させる工程と、
前記複数の粒状物が散在した前記下地層の上に前記有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を塗布し、有機半導体膜を形成する工程と、を有することを特徴とする有機ＴＦＴの製造方法。

２．前記下地層の上に前記複数の粒状物を散在させる工程は、
前記下地層の上に前記複数の粒状物が分散した分散媒を滴下する工程と、
前記下地層の上に滴下された前記分散媒を乾燥させる工程と、を有することを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴの製造方法。

３．前記複数の粒状物の材料は、半導体であることを特徴とする前記１または２に記載の有機ＴＦＴの製造方法。

４．前記粒状物の直径は、０．１μｍ以上、３μｍ以下であることを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。

５．前記分散媒は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて滴下することを特徴とする前記２乃至４のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。

６．前記有機半導体溶液は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて塗布することを特徴とする前記１乃至５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。

７．前記１乃至６のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法を用いて製造されることを特徴とする有機ＴＦＴ。

本発明によれば、下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を付着させる複数の粒状物を散在させた後、該複数の粒状物が散在した下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を塗布し、有機半導体膜を形成するようにした。これにより、下地層の上に塗布された有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液が複数の粒状物に付着し、該有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液が乾燥に至る前に濡れ広がるのを抑えることができる。その結果、有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができ、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴを製造することができる。

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、粒状物Ｘ、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が順に形成され、その上に複数の粒状物（以下、単に粒状物とも称する。）Ｘを散在させた上で、該粒状物Ｘを用いて有機半導体膜ＳＦが形成されている。

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。この場合も同様に、図２に示すように、ゲート絶縁膜ＩＦの上に、粒状物Ｘを散在させた後、有機半導体溶液を滴下して有機半導体膜ＳＦを形成すればよい。また、さらにトップゲート型であってもよい。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、粒状物Ｘは、有機半導体膜ＳＦを形成する際に、下地層（この場合は、ゲート絶縁膜ＩＦ）の上に塗布された有機半導体溶液を付着させ、該有機半導体溶液が乾燥に至る前に濡れ広がるのを抑えるものである。すなわち、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成する為のものである。

ここで、粒状物Ｘを用いた塗布型半導体膜（例えば、有機半導体膜ＳＦ）の形成方法の概要を図４を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、粒状物Ｘを用いた有機半導体膜ＳＦの形成方法の概要を説明する断面模式図である。

最初に、下地層（例えば、基板Ｐ）の上に、例えば、インクジェット法を用いて粒状物Ｘを分散させた分散媒ＤＭを滴下する（図４（ａ））。

次に、分散媒ＤＭが滴下された基板Ｐを乾燥させ、粒状物Ｘを基板Ｐに散在させて固定する（図４（ｂ））。

次に、基板Ｐに散在された粒状物Ｘの上に、例えば、インクジェット法を用いて有機半導体溶液ＳＬを塗布する（図４（ｃ））。このとき、有機半導体溶液ＳＬは、表面張力により粒状物Ｘに引き寄せられ付着する。

次に、有機半導体溶液ＳＬが塗布された基板Ｐを、塗布された該有機半導体溶液ＳＬがピニングしないように乾燥させ、有機半導体膜ＳＦを形成する（図４（ｄ））。

このように、有機半導体溶液ＳＬを基板Ｐに塗布する際に、予め基板Ｐの所定の領域に、粒状物Ｘを散在させておくことにより、塗布された有機半導体溶液ＳＬが粒状物Ｘに付着する。これにより、有機半導体溶液ＳＬが濡れ広がることなく所定の領域で乾燥されて有機半導体膜ＳＦが形成される。尚、有機半導体膜ＳＦの形成方法の詳細は後述する。

通常、インクジェット法を用いたプロセスにおいて、インクの粘度が低い場合、または塗布する基板とインクの接触角が小さい場合等は、インクが広がりすぎるという問題がある。その結果、乾燥時に半導体膜が自然に寄せ集まらず、良好な特性を得るに充分な膜厚を得られないという問題がある。特に、有機半導体材料等を用いた有機半導体膜の形成プロセスにおいては、基板の表面が清浄であることが要求される為、基板の表面エネルギーは高くなる傾向がある。これにより基板の濡れ性が高まり、必然的にインクと基板の接触角が小さくなるという問題がある。この為、微細なパターン形成にインクジェット法を用いる場合には、インクの広がりを抑える為に、バンクの形成、または下地層に撥液材料を用いて接触角を大きくする等、の対応が必要である。

しかしながら、バンクを形成する為には、それだけで製造コストの高価格化に繋がるフォトリソグラフィ法が必要である。また、下地層に撥液材料層を設け接触角を大きくするとインクの基板への密着力が低下し、乾燥のプロセスでの基板の動きやインク自体の溶媒の乾燥に起因する外力等により、インクが転がる等して移動し、所定の位置に塗布できないという問題が生じる。

本願発明者は、これらの問題に対応する為、鋭意検討した結果、インクを粒状物に付着させる方法を見出した。

すなわち、インクを基板に塗布する際に、予め基板の所定の領域に、粒状物を散在させておくことにより、塗布されたインクが粒状物に付着する。これにより、インクが濡れ広がることなく所定の領域で乾燥されて適正な膜厚の有機半導体膜が形成される。

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）〜図３（ｈ）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によって形成された絶縁膜を、フォトリソグラフィ法等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等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。

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。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、フォトリソグラフィ法や、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。

次に、複数の粒状物Ｘが分散した分散媒ＤＭを滴下する（図３（ｅ））。粒状物Ｘの材料としては、例えばＳｉＯ_２や有機半導体そのものも用いることができる。また、分散媒ＤＭとしては、例えば、純水を用いることができる。滴下方法としては、インクジェット法、スプレー法、ディスペンサ法、印刷法等を用いることができる。何れの方法を用いる場合でも、粒状物Ｘの分散媒ＤＭは、所望の条件で乾燥させることができるので、基板Ｐや粒状物Ｘ自体を侵食するものでなければ、所望の位置に粒状物Ｘを配置する為のみの用途として選択することができる。これにより、後工程で塗布される有機半導体溶液ＳＬの溶解度等に制約されることなく選択できる。尚、分散媒ＤＭの沸点は、８０℃以上が好ましく、さらには１２０℃以上であるとより好ましい。

また、粒状物Ｘの材料も選択肢は広く、後工程で形成される有機半導体膜ＳＦの作用に影響を及ぼすものでなければ特に限定されるものではないが、有機半導体溶液ＳＬに対して親液性を有するものであれば好ましい。これにより、有機半導体溶液ＳＬを引き寄せる構造を作る際の制約を緩和することができる。

また、粒状物Ｘは、機械的に有機半導体溶液ＳＬを表面張力で引き付ける為、素子に対して一定の高さが必要であり、その直径は、０．１μｍ以上、３μｍ以下が好ましく、さらには下限値が０．８μｍ以上であるとより好ましい。但し、粒状物Ｘが小さい場合は、粒状物自身が凝集し、より大きな粒状物としての作用を示すことが考えられるので、用いる分散媒ＤＭおよび有機半導体溶液ＳＬ等の特性に合わせて適切な条件を選択する。

ここで、前述した粒状物Ｘの材料として、有機半導体そのものを用いることができることについて説明する。

通常、塗布型半導体は、溶解性を高めることと化学的安定性や電荷輸送特性を高めることとが相反する関係になることが多く、特性の良い有機半導体は一般に溶解し難い。

詳細には、より良い半導体特性と認められる高い移動度を得る為には、半導体分子間ホッピング伝導をより行い易くする為に稠密な結晶構造を持つように結晶内の分子間距離を短くすることで導電機能を有するπ電子共役系を近づける必要がある。一方、より高い溶解性を得る為には、π−πスタッキング等の分子間相互作用を弱め、側鎖が大きく溶媒に取り込まれ易い構造を必要とする。したがって、特性の良い有機半導体は一般に溶解し難いものである。

これにより、有機半導体材料からなる粒状物Ｘに有機半導体溶液ＳＬを塗布しても、粒状物Ｘは、即座に溶解することなく粒状物Ｘとしての機能を発することができる。さらに、有機半導体溶液ＳＬに含まれる有機半導体材料が前駆体タイプのものであった場合、粒状物Ｘは、基本的には溶解しないのでより好ましい。

次に、分散媒ＤＭが滴下された基板Ｐを乾燥させ、粒状物Ｘをゲート絶縁膜ＩＦの上に散在させて固定する（図３（ｆ））。

次に、散在された粒状物Ｘの上に、有機半導体溶液ＳＬを塗布する（図３（ｇ））。このとき、有機半導体溶液ＳＬは、表面張力により粒状物Ｘに引き寄せられ付着する。これにより、有機半導体溶液ＳＬが乾燥に至る前に濡れ広がるのを抑えることができる。

有機半導体の材料としては、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。

有機半導体溶液ＳＬの塗布方法は、粒状物Ｘの効果により塗布位置の精度を高めることができる方法であれば特に限定されるものではなく、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、有機半導体溶液ＳＬに用いる溶媒は、有機半導体材料の溶解度とインクジェット法で吐出を行う為に必要な粘弾性および沸点を有するものであれば特に限定されるものではなく、粒状物Ｘの効果により着弾位置や下地層（ゲート絶縁膜ＩＦ）の濡れ性等を必要以上に考慮することなく選択できる為、選択肢が増え、プロセスの安定化に繋げることができる。これにより、溶媒としては、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有機半導体材料に適した溶媒を選択することができる。

次に、有機半導体溶液ＳＬが塗布された基板Ｐを、塗布された該有機半導体溶液ＳＬがピニングしないように乾燥させ、有機半導体膜ＳＦを形成する（図３（ｈ））。

尚、パッシベーション膜は、有機半導体膜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、本発明の実施形態に係るボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１の実施例を説明する。

（実施例）
最初に、Ｃｒ膜が表面にスパッタされたＳＴＮ液晶用のソーダライムガラス基板（図３（ａ）：基板Ｐ）に、感光性レジストを塗布した後、ゲート電極Ｇ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成膜した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇを形成した（図３（ｂ））。

次に、スパッタリング法を用いて、ＳｉＯ_２を成膜し厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図３（ｃ））。尚、ゲート電極Ｇの端子部等の保護にはリフトオフレジスト（ゼオン社製）を予めスピンコート法にて塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングしておき保護膜とした。ゲート絶縁膜ＩＦを形成した後、常温のジメチルホルムアミドで超音波洗浄を行い不要部分のゲート絶縁膜ＩＦを除去し、端子出しを行った。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦの上に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングした後、スパッタリング法を用いて、Ｃｒを厚み５ｎｍ、Ａｕを厚み５０ｎｍでこの順に成膜した。その後、常温のジメチルホルムアミドで超音波洗浄を行い不要部分のリフトオフレジストを除去し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄを形成した（図３（ｄ））。チャネル長であるソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間の距離は２５μｍ、チャネル幅は２５０μｍとした。

次に、ディスペンス法を用いて、チャネル間のゲート絶縁膜ＩＦの上（チャネル部）に、粒状物Ｘとして直径１μｍのＳｉＯ_２を分散させた分散媒ＤＭとしての純水を塗布した。（図３（ｅ））。

次に、分散媒ＤＭが滴下された基板Ｐを、ホットプレートを用いて８０℃、１０分間加熱した後、さらに、オーブンを用い１２０℃、１時間加熱し乾燥させ、粒状物Ｘをゲート絶縁膜ＩＦの上に散在させて固定させた（図３（ｆ））。

次に、有機半導体溶液ＳＬ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、粒状部Ｘが散在したゲート絶縁膜ＩＦ、及びソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に塗布した（図３（ｇ））。

次に、有機半導体溶液ＳＬが塗布された基板Ｐを、塗布された該有機半導体溶液ＳＬがピニングしないように、ホットプレートを用いて４０℃、２分間加熱した後、さらに、常温（約２５℃）、真空（０．１Ｐａ）の環境下にて３０分間乾燥させ、直径２７０μｍ、平均膜厚５０ｎｍの有機半導体膜ＳＦを形成し（図３（ｈ））、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を完成させた。

このようにして有機ＴＦＴ１を２０素子製作し、その有機半導体膜ＳＦの形状を光学顕微鏡及びＡＦＭ（キーエンス社製）にて観察したところ、直径、膜厚ともに殆どばらつきなく、精度よくチャネル部に形成されていることが確認できた。

このように本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法においては、下地層（ゲート絶縁膜ＩＦ）の上に有機半導体溶液ＳＬを付着させる複数の粒状物Ｘを散在させた後、該複数の粒状物Ｘが散在した下地層の上に有機半導体溶液ＳＬを塗布し、有機半導体膜ＳＦを形成するようにした。これにより、下地層の上に塗布された有機半導体溶液ＳＬが複数の粒状物Ｘに付着し、該有機半導体溶液ＳＬが乾燥に至る前に濡れ広がるのを抑えることができる。その結果、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができ、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴ１を製造することができる。

本発明の実施形態に係るボトムゲートボトムコンタクト型の有機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ボトムゲートトップコンタクト型の有機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ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴの製造工程の一例を示す断面模式図である。 有機半導体膜の形成方法の概要を説明する断面模式図である。

符号の説明

１ 有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）
Ｄ ドレイン電極
ＤＭ 分散媒
Ｇ ゲート電極
ＩＦ ゲート絶縁膜
Ｓ ソース電極
ＳＦ 有機半導体膜
ＳＬ 有機半導体溶液（インク）
Ｐ 基板
Ｘ 粒状物

Claims (7)

1. 下地層の上に有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を付着させる複数の粒状物を散在させる工程と、
   前記複数の粒状物が散在した前記下地層の上に前記有機半導体溶液または有機半導体前駆体溶液を塗布し、有機半導体膜を形成する工程と、を有することを特徴とする有機ＴＦＴの製造方法。
2. 前記下地層の上に前記複数の粒状物を散在させる工程は、
   前記下地層の上に前記複数の粒状物が分散した分散媒を滴下する工程と、
   前記下地層の上に滴下された前記分散媒を乾燥させる工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
3. 前記複数の粒状物の材料は、半導体であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
4. 前記粒状物の直径は、０．１μｍ以上、３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
5. 前記分散媒は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて滴下することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
6. 前記有機半導体溶液は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて塗布することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴの製造方法を用いて製造されることを特徴とする有機ＴＦＴ。

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