JP2010062183A - 有機電界効果トランジスター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有する有機電界効果トランジスターにおいて、式（１）及び／又は（２）のモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合して形成された絶縁体層と、有機化合物からなる半導体層を含んでなる有機電界効果トランジスター。
ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ （１）
ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ （２）
【効果】本発明によれば、導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有するＴＦＴにおいて、半導体層及び絶縁体層材料の両者を有機化合物とし、絶縁体層を形成する物質として大きな比誘電率を有し、かつ水酸基を有さない高分子物質とこれとは別の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合した系で絶縁体層を形成することにより、通常アモルファスシリコン並の低電圧で動作するＯＦＥＴを得ることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有する有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）、特に液晶ディスプレイ、フレキシブルディスプレイやＩＣタグ等に用いられるＯＦＥＴ及びその製造方法に関する。

従来型のシリコン半導体や化合物半導体を利用した薄層電界効果トランジスター（ＴＦＴ）は、一般的な集積回路のみならずその利用分野は拡大している。特に、液晶ディスプレイにおけるＴＦＴの使用は常識化している。また、近年、液晶ディスプレイは、ディスプレイの大型化と共に精細化も進みつつあり、従来以上に画素数に対応した多数のＴＦＴの組み込みを要求されるようになってきている。

しかし、従来から用いられている通常の金属系半導体では基板上に回路を形成する際、フォトレジスト等によるパターン化及びエッチング等の処理から、画面上に形成されるＴＦＴに僅かの欠陥を生ずることが避けられなかった。しかも、これらの処理によりＴＦＴの製造コストを低減するには一定の限界があった。他の薄型ディスプレイ、即ちプラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイにおいても、ＴＦＴを用いる場合には同様なことが言える。

また、近年の大面積及び精細化傾向は、作製ＴＦＴ欠陥の確率を高める傾向となっており、このＴＦＴ欠陥を最小限とする方法が強く望まれている。

更に、フォトレジスト等によるパターン化及びエッチング等の処理を行うことから、制作コストを低減することに限界がある。

一方、ＭＩＳ（金属／絶縁体／半導体）構造を有するシリコン半導体や化合物半導体を利用したＴＦＴを適用した新しい用途が増え始め、より安価であることや屈曲可能なデバイスの要求が増大している。例えば、ＩＣタグ、フレキシブルディスプレイ、プリンタブル集積回路や電子ペーパー等が挙げられ、これに対応すべく、低コスト、柔軟性等多様な機能性をデバイスに応用可能であることから、絶縁体及び半導体の材料を有機物とする試みがなされているが、有機絶縁材料に関する内容は少ない。例えば、特表平５−５０８７４５号公報（特許文献１）では、絶縁体層として比誘電率５以上の絶縁性有機高分子を、半導体層として重量平均分子量２，０００以下の多共役有機化合物を用い作製されたデバイスが電界効果を示し、その移動度が１０^-2ｃｍ²Ｖ^-1ｓ^-1程度であることが記載されている。しかし、有機半導体材料としてα−セキシチエニルを用いて、蒸着により半導体層を形成することから、フォトレジスト等によるパターン化及びエッチング等の処理が必要となり、コストの低減が図られない。

特表平５−５０８７４５号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有する有機材料を用いたＯＦＥＴにおいて、半導体層及び絶縁層材料を有機溶剤に溶解可能な有機物質、即ち高分子物質とすることで、従来の金属系半導体及び絶縁体使用での回路形成技術をフォトレジスト等によるパターン化及びエッチング等の処理から印刷にすることができ、上述した液晶ディスプレイ用ＴＦＴでの欠陥の確率を減少すること及び制作コスト低減が可能となり、更に閾値電圧が数ボルト程度となる通常アモルファスシリコン並の低電圧を示すＯＦＥＴ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、絶縁体層を形成する物質として大きな比誘電率を有し、かつ水酸基を有さない高分子物質とこれとは別の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合した系で絶縁体層を形成することにより、通常アモルファスシリコン並の低電圧で駆動するＯＦＥＴを比較的簡便な方法で得られることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

従って、本発明は、下記に示す有機電界効果トランジスター及びその製造方法を提供する。
請求項１：
導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有する有機電界効果トランジスターにおいて、下記式（１）で示されるモノマー及び／又は下記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と下記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合して形成された絶縁体層と、有機化合物からなる半導体層を含んでなることを特徴とする有機電界効果トランジスター。
ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （１）
ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （２）
請求項２：
前記高分子物質における式（１）及び（２）のモル比率が、１００：０〜５０：５０であることを特徴とする請求項１記載の有機電界効果トランジスター。
請求項３：
前記半導体層を形成する物質が、有機溶剤に溶解可能な重量平均分子量が２，０００を超え１，０００，０００以下の有機化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機電界効果トランジスター。
請求項４：
前記半導体層を形成する物質が、ポリチオフェン類であることを特徴とする請求項３記載の有機電界効果トランジスター。
請求項５：
前記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物が、イソシアネート類であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の有機電界効果トランジスター。
請求項６：
前記イソシアネート類が、架橋性脂環式ポリイソシアネート類であることを特徴とする請求項５記載の有機電界効果トランジスター。
請求項７：
下記式（１）で示されるモノマー及び／又は下記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と、下記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを有機溶剤に溶解した絶縁体層形成溶液を、導電体層からなるゲート電極上に塗着、硬化させて絶縁体層を形成後、半導体層を積層することを特徴とする有機電界効果トランジスターの製造方法。
ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （１）
ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （２）

本発明によれば、導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有するＴＦＴにおいて、半導体層及び絶縁体層材料の両者を有機化合物とし、絶縁体層を形成する物質として大きな比誘電率を有し、かつ水酸基を有さない高分子物質とこれとは別の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合した系で絶縁体層を形成することにより、通常アモルファスシリコン並の低電圧で動作するＯＦＥＴを得ることができる。

また、従来のシリコン系半導体又は無機系半導体及び絶縁体の使用における回路形成技術ではフォトレジスト等によるパターン化及びエッチング等の処理を必要とするのに対し、主として溶剤プロセスでの作製が可能となるため、インクジェットをはじめとするプリント技術等により容易に作製することができ、回路上の欠陥確率を減少させて、製造コストの低減を図ることが可能となる。

本発明のＯＦＥＴは、例えば図１に示されるように、ＳｉＯ₂等の基板１上にゲート電極となる導電体層２が形成され、その上に絶縁体層３が形成され、更にその上に半導体層４が形成されると共に、この半導体層４上にソース電極５及びドレイン電極６が形成されたものである。なお、基板としては、ガラスや、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等のポリマーシート類も用いられる。

この場合、導電体層としては一般的なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜又は物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や有機金属化学気相蒸着法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ：ＭＯＣＶＤ）によるＡｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の単独金属又はＡｕ／Ｔｉ、Ｃｕ／Ｔｉ、Ａｌ／Ｔｉ等の積層金属を使用することができるが、本発明の目的から印刷により作製できることが好ましいので、実用上問題がなければ導電性ペーストの使用が好ましい。なお、導電性ペーストとしては、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックペースト類、銀ペースト等の導電性金属ペーストが挙げられる。また、比較的低温で金属化が可能である有機金属化合物インク、例えば銀有機化合物を用いた銀インク等も使用可能である。

本発明のＯＦＥＴにおいて、絶縁体層を形成する第一成分は、下記式（１）で示されるモノマー及び／又は下記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子化合物である。また、この高分子化合物は、有機溶剤に溶解可能で、好ましくはジメチルホルムアミドを溶媒とする２０℃における２０質量％濃度の粘度が３０〜８，０００ｍＰａ・ｓである。なお、この粘度は、回転式粘度計を用いた測定法によるものである。
ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （１）
ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （２）

具体的には、ジメチルホルムアミド等の溶媒に溶解する上記式（１）で示されるモノマー、即ち２−シアノエチルアクリレート及び上記式（２）で示されるモノマー、即ち２−シアノエチルメタクリレートの各単独重合物及びこれら２種のモノマーの共重合物である。

これら高分子物質は、上記モノマーをラジカル重合開始剤を用いて、ラジカル重合することにより合成される。ここで、ラジカル重合開始剤としては通常用いられるもので良いが、例えば２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤や、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物系触媒等が挙げられる。本発明に係る高分子物質は、その分子構造中にシアノ基を有することが必須であることから、特にラジカル重合開始剤としてはニトリル基を有するアゾ系重合開始剤が好ましい。重合開始剤の添加量は、モノマー全量のモル数に対するモル数比として、０．００５〜０．０２が好ましい。重合開始剤の添加量がこれより少なすぎると、ラジカルの失活等により重合が十分進まない場合があり、多すぎると重合反応の制御が困難となる他、得られる高分子物質の重合度が非常に大きく溶剤に不溶になる等、その後の使用に供することが難しい場合がある。

また、重合反応を制御するために、ラウリルメルカプタン等の連鎖移動剤を用いることも可能である。この場合、連鎖移動剤の添加量は、重合開始剤のモル数に対するモル数比として、０．０５〜１．０である。連鎖移動剤の添加量がこれより少ないと、開始剤添加量によっては重合反応の制御が困難になる等の不都合を生じる場合があり、これより多いと重合反応が十分に進まない場合がある。

重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等、通常一般的に知られている方法を用いることができる。溶液重合の場合の重合溶媒としては、アセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、エステル類、エーテル類等が例示されるが、モノマーを溶解することができる溶媒で、重合反応を阻害しない溶媒であれば、特に限定されない。重合反応後の精製工程を考慮すると、晶出溶剤との混和性及び水との混和性がある溶媒が好ましく、この点においてアセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド等が好ましい。

また、重合溶媒中のモノマー濃度も特に制限されないものの、重合反応を溶液重合として行う場合、重合溶媒中のモノマー濃度があまり希薄であると、重合反応が十分に進まないことがあるため、１０質量％以上が好ましい。なお、重合溶媒を使用しない場合は、塊状重合となる。

上記式（１）の２−シアノエチルアクリレートの単独重合物は、比誘電率が高く軟化温度が低い傾向を示す。一方、上記式（２）の２−シアノエチルメタクリレートの単独重合物は、上記式（１）の２−シアノエチルアクリレートの単独重合物に比較して、比誘電率が低く、軟化温度が高い傾向を示す。比誘電率に関しては、モノマーとして、上記式（１）の２−シアノエチルアクリレートと上記式（２）の２−シアノエチルメタクリレートを比較した場合、双極子基であるシアノエチル基の分子内含量は２−シアノエチルアクリレートの方が２−シアノエチルメタクリレートより高いことによる。一方、軟化温度に関しては、アクリレート単独重合物とメタクリレート単独重合物を比較した場合、一般にメタクリレート単独重合物の方が高いことは周知の事実であり、このことはシアノエチル系モノマーの重合物であっても同様である。

また、絶縁体層を形成する第二成分である上記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物としては、メチル（メタ）アクリレート等のアクリレート系化合物類、スチレンや酢酸ビニル等のビニル系化合物類、イソシアネート系化合物類が例示されるが、重合性及び／又は架橋反応性を示すものであれば特に限定されず、単独又は複数を混合して使用することもできる。特に、重合及び／又は架橋反応後にそのまま絶縁体層を形成することから、特別な触媒を用いることなく、例えば紫外線等の光及び加熱等により重合及び／又は架橋反応する化合物が好ましい。このような化合物としては、特にブロックドポリイソシアネートが例示される。ブロックドポリイソシアネートは、加熱によりブロック剤が遊離し活性なイソシアネート化合物を生ずるものであり、トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニールメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンヘキサメチレンジイソシアネート及びトリフェニルメタントリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物と、フェノール，クレゾール、レゾルシン等のフェノール類、ε−カプロラクタム，バレロラクタム等のラクタム類、アセトオキシム，メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサンオキシム等のオキシム類、及びエチレンイミン等のブロック化剤との反応物が例示され、オキシム類でブロックされた脂環式ポリイソシアネート及びイソホロンジイソシアネートのような熱硬化性一液型の化合物が好ましい。

本発明のＯＦＥＴの動作は、ゲートに電位が印加された時に絶縁体層−半導体層の界面に、本発明の絶縁体層を形成する第一成分である高分子化合物が有する双極子基であるシアノエチル基が配向することにより、チャンネルの形成が増長されることによると考えられる。このことから、比誘電率が高い方が移動度等の性能が高くなると考えられる。また、本発明の絶縁体層を形成する第一成分である高分子化合物は、水酸基等の官能基を有しないため、基本的には本発明の絶縁体層を形成する第二成分である重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物と反応しないものと考えられる。従って、単独で重合及び／又は架橋した第二成分と第一成分とがミクロドメイン様の構造となり絶縁体層を形成しているものと推測される。

また、絶縁体層を形成する第一成分は、軟化温度が低すぎると駆動中の温度上昇で絶縁体層が柔らかくなることにより安定した性能を示さない場合があることから、上記式（１）及び（２）のモノマーの共重合体の場合、上記式（１）と（２）のモノマーのモル比率は、１００：０〜５０：５０、特に９０：１０〜５０：５０が好ましい。式（２）のモノマーのモル比率がこれより多いと、軟化温度が高くなり、界面の柔軟性が損なわれたり、比誘電率が低下する場合がある。

また、絶縁体層を形成する第一成分と第二成分の比率（質量比）は、９５：５〜５０：５０、特に９０：１０〜５０：５０が好ましい。第二成分の比率がこれより低いと上述した低電圧駆動効果が得られにくく、これより高いと上述した双極子基による効果が低下する場合がある。

本発明のＯＦＥＴにおいて、半導体層を形成する物質は有機化合物であり、具体的には、ペンタセン、銅フタロシアニン、鉄フタロシアニン等の金属フタロシアニン、α−セキシチエニル等の低分子化合物、ポリチオフェン類、ポリピロール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリフェニレンビニレン類等の高分子化合物が挙げられる。一方、高分子化合物の場合には、有機溶剤に溶解可能なＧＰＣによるポリスチレン換算重量平均分子量が２，０００を超え、１，０００，０００以下の高分子化合物が好ましく、具体的にはポリチオフェン類、ポリピロール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリフェニレンビニレン類等が挙げられる。有機溶剤への可溶性、良好な加工性等の点を考慮すると、特にポリ（３−ヘキシルチオフェン）等のポリチオフェン類が特に好ましい。

絶縁体層上に半導体層を形成する場合、半導体層を形成する物質が低分子化合物では真空蒸着等の一般的な方法が用いられる。半導体層を形成する有機化合物が、低分子化合物でも高分子化合物でも有機溶剤に溶解する性質を有する場合は、絶縁体層上に溶液塗布・乾燥による積層を行うことができるが、この場合は、絶縁体層が溶解しない有機溶媒に溶解する必要がある。これは、積層により半導体層及び絶縁体層を形成しようとすると、一般的には界面状態が均一にならないと考えられているからである。

本発明のＯＦＥＴの製造方法には、有機絶縁体層上に有機半導体層を蒸着により形成する方法や、有機半導体材料及び有機絶縁材料のそれぞれを有機溶剤に溶解して、塗着、乾燥する方法が挙げられるが、特に後者の方法が簡便であることから好ましい。この場合、絶縁体層を形成する化合物を溶解する有機溶媒としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、γ−ブチルラクトン等が使用されるが、絶縁体層を形成する第一成分と第二成分の両方が溶解する有機溶剤が好ましい。一方、半導体層を構成する高分子化合物を溶解する有機溶媒としては、例えばクロロホルム、トルエン、ヘキサン、アルコール類等が使用される。いずれの場合も１種又は２種以上を混合して用いることができる。

具体的には、導電体層からなるゲート電極上に上記式（１）で示されるモノマー及び／又は上記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と、上記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを有機溶剤に溶解した絶縁体層形成溶液を塗着、乾燥後、硬化させて絶縁体層を形成後、絶縁体層が溶解しない有機溶媒に半導体層を形成する有機化合物を溶解した溶液を塗着、乾燥させて半導体層を形成する。例えば、ガラス又は一般的なポリマーシート等から選択された基板上にゲート電極となる導電体層をスパッタリングで形成するか、あるいは導電体ペースト、導電性高分子、有機金属化合物インク等をスピンコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷により塗布、乾燥して形成する。なお、一般的に入手可能なＩＴＯ膜付きガラスを用いてゲート電極を形成する。

形成されたゲート電極上に、上記絶縁体層を形成する第一成分及び第二成分を有機溶剤に溶解した絶縁体層形成溶液をスピンコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷により塗布した後、所定の硬化条件にて例えば紫外線等の光硬化又は熱硬化させて絶縁体層を形成する。

その後、上記絶縁層が溶解しない有機溶媒に半導体層を形成する物質を溶解した溶液を、絶縁体層上にスピンコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷により塗布、乾燥して半導体層を作製する。

最後に、半導体層上にソース及びドレイン電極をスパッタリングで形成するか、導電性ペースト、導電性高分子、有機金属化合物インク等をスクリーン印刷、インクジェット印刷により塗布、乾燥する。

本発明のＯＦＥＴは、導電体層からなるゲート電極上に絶縁体層を設け、その上に半導体層を形成し、更に半導体層上にソース及びドレイン電極を形成したいわゆるトップコンタクト構造であるが、ボトムコンタクト構造でも良く、特に制限されない。動作原理は、ゲートに電位が付加されることにより電場を形成し、電界効果により絶縁体層近傍の半導体中に電荷を生じ、半導体層中に導電性領域、いわゆるチャネルを形成するものである。これは、絶縁体層と半導体層の界面状態が非常に重要であり、その界面が平坦である程、好ましいことを意味している。

なお、絶縁体層の厚さは、０．１〜１０μｍ、特に０．１〜０．３μｍであることが好ましく、半導体層の厚さは、５０〜３００ｎｍ、特に５０〜１００ｎｍであることが好ましく、導電体層の厚さは、３０〜５０ｎｍであることが好ましいが、これに限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
冷却管及び撹拌機を持つ３つ口フラスコ（５００ｍｌ）を窒素置換した後、通常の減圧蒸留法で蒸留した２−シアノエチルアクリレートモノマーを７０ｇ加えた。次いで、重合溶媒として脱水処理を行ったアセトンを１６３ｇ、モノマーに対するモル数比が０．０１となるようラジカル開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリルを加え、更に連鎖移動剤として０．００１モルのラウリルメルカプタンを加えた。窒素導入管を接続し、反応温度６０℃で反応時間３００分の条件で反応を行った。終了後、室温まで冷却し、過剰量のメタノールへ反応液を析出させ、更に析出物をアセトンに溶解し過剰量のメタノールで析出することを数回繰り返した。その後、精製された析出物を乾燥し、ジメチルホルムアミドを溶媒とする２０℃における２０質量％の粘度が３０５ｍＰａ・ｓ、４０℃／１ｋＨｚの比誘電率が約１１、軟化温度が約３０℃のポリ（２−シアノエチルアクリレート）約６３ｇを得た。

絶縁体層を形成する物質は、第一成分として上記により得たポリ（２−シアノエチルアクリレート）と、第二成分としてオキシム系ブロック型イソホロンジイソシアネート（ｄｅｇｕｓｓａ社製、ＶＥＳＴＡＮＡＴ Ｂ１３５８／１００）を用い、第一成分と第二成分の質量比２：１でＮ−メチル−２−ピロリドンに２０質量％となるよう溶解した溶液を調製し、０．２μｍメンブランフィルターで濾過し、絶縁体層形成用有機溶剤溶液とした。半導体層を形成する物質として、銅フタロシアニン（ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を用いて、下記に示す方法で有機電界効果トランジスターを作製し、評価した。

ポリイミドフィルム（宇部興産社製、ユーピレックス−Ｓ、厚さ１２５μｍ）上に、室温、背圧１０^-4Ｐａの条件でＲＦスパッタ法によりＡｌを３０ｎｍ蒸着し、ゲート電極を作製した。その後、水をＡｌ膜上に塗布し、１８０℃で１５秒間加熱し酸化させ、ゲート電極Ａｌ表面に酸化アルミニウム薄膜を作製した。
次に、上記酸化アルミニウム薄膜を表面に有するゲート電極Ａｌ上に、上記絶縁体層形成溶液を、５，０００ｒｐｍで６０秒間スピンコートし、１８０℃で２４時間加熱し、溶剤を蒸発させると共に硬化させ、０．３μｍの絶縁体層を形成した。
次に、銅フタロシアニンを用い、真空蒸着法により膜厚が５０ｎｍの半導体層を作製した。
基板を−２０℃に冷却し、半導体層にメタルマスクを介して、背圧５×１０^-4Ｐａ以下の条件でＲＦスパッタ法により、Ａｕを４０ｎｍ蒸着した。ソース・ドレイン間の距離と電極幅は、それぞれ５０μｍの間隔（図１においてＬ＝５０μｍ）、４．０ｍｍ幅（図１においてＷ＝４．０ｍｍ）であった。

作製した有機電界効果トランジスターの電気特性評価は、１．３×１０^-3Ｐａ以下の真空・遮光下で行った。
作製した有機電界効果トランジスターに負のゲート電圧を印加して、電流−電圧（Ｉ_SD−Ｖ_SD）特性を室温（２５℃）で測定したところ、図２のように、ゲート電圧の増加と共に電流値が増加していく、典型的なｐ型のトランジスター特性を示した。
次に、ソース・ドレイン電流−ソース・ドレイン電圧曲線のチャネルコンダクタンスから移動度（μ）を見積もった。移動度は２．０×１０^-3ｃｍ²／Ｖｓであり、
閾値電圧Ｖ_Tは−２．７Ｖであり、通常アモルファスシリコン並の５Ｖ以下の低電圧で駆動する。

本発明のＯＦＥＴの一態様を示す斜視図である。 本発明の実施例１におけるＯＦＥＴのＩ_SD−Ｖ_SD特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 基板
２ 導電体層（ゲート電極）
３ 絶縁体層
４ 半導体層
５ ソース電極
６ ドレイン電極

Claims (7)

1. 導電体層／絶縁体層／半導体層構造を有する有機電界効果トランジスターにおいて、下記式（１）で示されるモノマー及び／又は下記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と下記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを混合して形成された絶縁体層と、有機化合物からなる半導体層を含んでなることを特徴とする有機電界効果トランジスター。
   ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （１）
   ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （２）
2. 前記高分子物質における式（１）及び（２）のモル比率が、１００：０〜５０：５０であることを特徴とする請求項１記載の有機電界効果トランジスター。
3. 前記半導体層を形成する物質が、有機溶剤に溶解可能な重量平均分子量が２，０００を超え１，０００，０００以下の有機化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機電界効果トランジスター。
4. 前記半導体層を形成する物質が、ポリチオフェン類であることを特徴とする請求項３記載の有機電界効果トランジスター。
5. 前記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物が、イソシアネート類であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の有機電界効果トランジスター。
6. 前記イソシアネート類が、架橋性脂環式ポリイソシアネート類であることを特徴とする請求項５記載の有機電界効果トランジスター。
7. 下記式（１）で示されるモノマー及び／又は下記式（２）で示されるモノマーを重合又は共重合して得られる高分子物質と、下記式（１）及び（２）以外の重合性及び／又は架橋性を示す有機化合物とを有機溶剤に溶解した絶縁体層形成溶液を、導電体層からなるゲート電極上に塗着、硬化させて絶縁体層を形成後、半導体層を積層することを特徴とする有機電界効果トランジスターの製造方法。
   ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （１）
   ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）ＣＯＯ−（ＣＨ₂）₂−ＣＮ −−− （２）