JP2016213221A

JP2016213221A - 金属箔を用いた電極配線の形成方法及びこれを用いた有機トランジスタの製造方法

Info

Publication number: JP2016213221A
Application number: JP2015092555A
Authority: JP
Inventors: 剛生三成; Takeo Mitsunari; 井上　弘; Hiroshi Inoue; 弘井上; 玲子井上; Reiko Inoue; 博疋田; Hiroshi Hikida; 昌生増田; Masao Masuda
Original assignee: National Institute for Materials Science; Tsuchiya Kogyo Co Ltd
Current assignee: National Institute for Materials Science; Tsuchiya Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-12-15

Abstract

【課題】支持基板上に容易且つ正確に金属箔をもって電極配線を形成することができると共に、電極配線以外の不要部分の金属箔を全て回収し、再利用することを可能にする。【解決手段】先ず、支持基板１にスクリーン印刷により所定の電極配線の形状にホットメルト接着剤２を塗布する。また一方、支持基板１と別体のフィルム状支持体３に金属箔４を展開して保持する。次に、ホットメルト接着剤２と金属箔４とを対面させて支持基板１とフィルム状支持体３を重合し、所定の温度に加熱した状態において両者を圧接する。次に、ホットメルト接着剤２が硬化した後、フィルム状支持体３を支持基板１より離間させ、ホットメルト接着剤２に接着した金属箔４ａのみを残し、その他の部分の金属箔４をフィルム状支持体３に保持して回収する。【選択図】図４

Description

本発明は、金属箔を用いた電極配線の形成方法及びこれを用いた有機トランジスタの製造方法に関するものである。

有機トランジスタは、支持基板、有機半導体層（活性層）、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の部材からなり、そして、従来、その電極配線の形成方法の一つとして、金属箔を用いて形成する方法がある。

それは、支持基板の上面全体に接着剤をもって金属箔を貼着し、その後金属箔における電極配線の部分を残してそれ以外の部分を除去するものである。

そしてまた、この不要部分を除去する手段としては、金属箔における電極配線の部分をマスキングし、それ以外の部分をエッチングにより除去する手段が採用されている。

しかし、斯かるエッチングによる場合には、不要として除去する部分の金属箔が全て消失することから、再利用を図ることができず、貴重な資源を無駄に消費することになる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、電極配線の形成に金属箔を用いる場合において、支持基板上に容易且つ正確に金属箔をもって電極配線を形成することができると共に、電極配線以外の不要部分の金属箔を全て回収し、再利用することを可能となした金属箔を用いた電極配線の形成方法と、これを用いた有機トランジスタの製造方法を提供しようとするものである。

而して、本発明は、以下ａ．乃至ｄ．の工程からなることを特徴とする金属箔を用いた電極配線の形成方法を要旨とするものである。
ａ．支持基板に、印刷により所定の電極配線の形状にホットメルト接着剤を塗布する工程。
ｂ．前記支持基板と別体のフィルム状支持体に金属箔を展開して保持する工程。
ｃ．前記ホットメルト接着剤と金属箔とを対面させて前記支持基板とフィルム状支持体を重合し、所定の温度に加熱した状態において両者を圧接する工程。
ｄ．ホットメルト接着剤が硬化した後、前記フィルム状支持体を支持基板より離間させ、ホットメルト接着剤に接着した金属箔のみを残し、その他の部分の金属箔をフィルム状支持体に保持して回収する工程。

また、本発明は、上記金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔により形成した電極配線を、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極のいずれか一つ又は複数として用いることを特徴とする有機トランジスタの製造方法をもその要旨とするものである。

また更に、本発明は、上記金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりソース・ドレイン電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成し、次に印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、最後に前記絶縁性インク層の上に、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してゲート電極の配線を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法をもその要旨とするものである。

また更に、本発明は、上記金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりソース・ドレイン電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分を除いて撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層を形成し、次に、前記電極配線におけるガイド層で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層を形成し、次に、前記ガイド層及び有機半導体層の上に全体的に、印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、最後に前記絶縁性インク層の上に、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してゲート電極の配線を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法をもその要旨とするものである。

また更に、本発明は、上記金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりゲート電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してソース・ドレイン電極の配線を形成し、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分を除いて撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層を形成し、次に前記電極配線におけるガイド層で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法をもその要旨とするものである。

請求項１に係る金属箔を用いた電極配線の形成方法によれば、支持基板上に容易且つ正確に金属箔をもって電極配線を形成することができると共に、電極配線以外の不要部分の金属箔を全て回収し、再利用することを可能にすることができるものである。したがって、省コスト、省資源に大きく寄与することができるものである。

また、請求項２乃至４に係る有機トランジスタの製造方法によれば、請求項１に係る金属箔を用いた電極配線の形成方法による効果に加えて、有機トランジスタを低コストで効率よく製造することができるものである。

本発明の実施形態に係る金属箔を用いた電極配線の形成方法の説明図であり、ホットメルト接着剤を塗布した支持基板と金属箔を保持したフィルム状支持体の斜視図である。同支持基板とフィルム状支持体を重合し、加熱した状態において両者を圧接する状態の断面図である。同フィルム状支持体を支持基板より離間させた状態の断面図である。同フィルム状支持体を支持基板より離間させた状態の斜視図である。同電極配線の形成を完了した状態の支持基板の平面図である。図１乃至図５の工程を経て支持基板に形成した電極配線をソース電極とドレイン電極として用いる有機トランジスタの製造方法の説明図であり、支持基板の上面に、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分を除いて撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層を形成した状態の平面図である。同電極配線におけるガイド層で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層を形成した状態の平面図である。同ガイド層及び有機半導体層の上に全体的に、印刷等の方法により絶縁性インク層を形成した状態の平面図である。同完成した有機トランジスタの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

先ず、図１乃至図５を参照して本発明の実施形態に係る金属箔を用いた電極配線の形成方法について説明する。

而して、斯かる金属箔を用いた電極配線の形成方法は、以下のａ．乃至ｄ．の工程からなるものである。

ａ．支持基板１に、印刷により所定の電極配線の形状にホットメルト接着剤２を塗布する工程（図１参照）。

尚、本実施形態においては、支持基板１にプラスチックフィルムを用い、また印刷はスクリーン印刷によって行っている。尚、本発明はスクリーン印刷に限定されるものではなく、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等適宜の印刷方法が採用可能である。

ｂ．前記支持基板１と別体のフィルム状支持体３に金属箔４を展開して保持する工程（図１参照）。

尚、本実施形態においては、フィルム状支持体３を樹脂とし、また金属箔４としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ステンレス等からなるものを用い、更にフィルム状支持体３への金属箔４の保持は、粘着剤又は接着剤によっている。

ｃ．前記ホットメルト接着剤２と金属箔４とを対面させて前記支持基板１とフィルム状支持体３を重合し、所定の温度に加熱した状態において両者を圧接する工程（図２参照）。

尚、本実施形態においては、固定台板５と、これに対して接離方向に移動する昇降板６と、該昇降板６の下面に加熱板７を備えた加熱・加圧装置８を用い、前記の如く支持基板１とフィルム状支持体３を重合し、支持基板１が加熱・加圧装置８における固定台板５に接するようにして載置し、この状態において昇降板６を降下させ、加熱板７によってホットメルト接着剤２が溶ける所定の温度に加熱した状態において両者を所定の圧力で圧接するものである。

ｄ．ホットメルト接着剤２が硬化した後、前記フィルム状支持体３を支持基板１より離間させ、ホットメルト接着剤２に接着した金属箔４ａのみを残し、その他の部分の金属箔４をフィルム状支持体３に保持して回収する工程（図３及び図４参照）。尚、フィルム状支持体３に保持して回収した金属箔４は、その後、剥離液に浸漬する等してフィルム状支持体３から剥がすものである。

以上の工程を経て図５に示す如く支持基板１に金属箔４ａによる電極配線が形成されるものである。尚、図５において縦方向に直線状に延びる金属箔４ａはソース電極となり、鉤形の金属箔４ａはドレイン電極となるものである。

而して、斯かる金属箔を用いた電極配線の形成方法によれば、支持基板１上に容易且つ正確に金属箔４をもって電極配線を形成することができると共に、電極配線以外の不要部分の金属箔４を全て回収し、再利用することを可能にすることができるものである。したがって、省コスト、省資源に大きく寄与することができるものである。

また、本発明は上記金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板１に金属箔４により形成した電極配線を、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極のいずれかとして用いることを特徴とする有機トランジスタの製造方法をもその要旨としており、そして、図６乃至図１０にはその具体的な実施形態を示している。尚、該実施形態は、支持基板に形成した電極配線をソース電極とドレイン電極として用いるトップゲート型の有機トランジスタの製造方法を示している。

即ち、上記の方法により支持基板１に金属箔４ａによる電極配線を形成した後、先ず、支持基板１の上面に、スクリーン印刷等の方法により、ソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分Ｐを残して撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層９を形成する（図６参照）。

尚、撥液性の絶縁性インクを塗布して撥液性のガイド層９を形成する理由は、後に有機半導体を所定の濃度に溶解した溶液（以下、半導体溶液という。）を充填するときの土手を作るためであり、また、撥液性の絶縁性インクを用いる理由は、後に半導体溶液を充填する際に、半導体溶液充填用の所要部分Ｐ以外に半導体溶液が付着しないようにするためである。

次に、前記電極配線におけるガイド層９で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層１０を形成する（図７参照）。絶縁性のガイド層９の表面は撥液性であり、塗布した半導体溶液を撥く性質があるため、半導体溶液を塗布すると自律的にガイド層９で囲繞された部分のみに充填される。

次に、前記撥液性のガイド層９及び有機半導体層１０の上に全体的に、印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インク層１１を形成する（図８参照）。尚、ゲート絶縁層の形成方法は、本実施形態に限定されない。

最後に、前記絶縁性インク層１１の上に、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してゲート電極１２の配線を形成する。

以上の工程を経て図９に示す如きトップゲート型の有機トランジスタが完成するものである。尚、図９において、２Ａはソース電極、２Ｂはドレイン電極である。

また、上記実施形態と異なり、金属箔を用いた電極配線をゲート電極として用い、支持基板上にゲート電極を最初に形成し、その後にゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層を形成してボトムゲート型の有機トランジスタを製造するようにしてもよい。

而して、上記有機トランジスタの製造方法によれば、上記金属箔を用いた電極配線の形成方法による効果に加えて、有機トランジスタを低コストで効率よく製造することができるものである。

本発明は以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲の技術的事項の範囲内で様々な改変が可能であることは言うまでもない。

１支持基板
２ホットメルト接着剤
２Ａソース電極
２Ｂドレイン電極
３フィルム状支持体
４金属箔
９撥液性のガイド層
１０有機半導体層
１１絶縁性インク層
１２ゲート電極

Claims

以下ａ．乃至ｄ．の工程からなることを特徴とする金属箔を用いた電極配線の形成方法。
ａ．支持基板に、印刷により所定の電極配線の形状にホットメルト接着剤を塗布する工程。
ｂ．前記支持基板と別体のフィルム状支持体に金属箔を展開して保持する工程。
ｃ．前記ホットメルト接着剤と金属箔とを対面させて前記支持基板とフィルム状支持体を重合し、所定の温度に加熱した状態において両者を圧接する工程。
ｄ．ホットメルト接着剤が硬化した後、前記フィルム状支持体を支持基板より離間させ、ホットメルト接着剤に接着した金属箔のみを残し、その他の部分の金属箔をフィルム状支持体に保持して回収する工程。
請求項１の金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔により形成した電極配線を、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極のいずれか一つ又は複数として用いることを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
請求項１の金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりソース・ドレイン電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成し、次に印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、最後に前記絶縁性インク層の上に、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してゲート電極の配線を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
請求項１の金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりソース・ドレイン電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分を除いて撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層を形成し、次に、前記電極配線におけるガイド層で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層を形成し、次に、前記ガイド層及び有機半導体層の上に全体的に、印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、最後に前記絶縁性インク層の上に、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してゲート電極の配線を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
請求項１の金属箔を用いた電極配線の形成方法により支持基板に金属箔によりゲート電極配線を形成した後、支持基板の上面に、印刷等の方法によりゲート絶縁膜用の絶縁性インクを塗布して絶縁性インク層を形成し、印刷等の方法により銀ペーストを塗布するか、金属箔を貼着してソース・ドレイン電極の配線を形成し、印刷等の方法によりソース電極とドレイン電極間に有機半導体活性層を形成する所要部分を除いて撥液性の絶縁性インクを塗布し、撥液性のガイド層を形成し、次に前記電極配線におけるガイド層で囲繞された部分に半導体層用の半導体溶液を充填し、乾燥させて有機半導体層を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。