JP5057423B2 - 有機半導体装置の製造方法 - Google Patents
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また有機半導体のその他の利点として、薄膜を用いた大面積の電子装置を作ることが容易であること、製造工程に高温プロセスを必要としないことからプラスチック基板上への形成が可能であること、また機械的な折り曲げに対し素子特性を劣化させないなどの特性を持つため、シリコン半導体装置では不可能な、大面積で機械的にフレキシブルな電子装置を製造することが可能である点が挙げられる。中でも、フレキシブルな大面積ディスプレイを実現するために、製品化が進む有機電界発光ダイオードとともに、ディスプレイ用スイッチング素子を用途とする有機半導体薄膜電界効果トランジスタの研究開発が近年大きく進展している。
さらに、特許文献2では、有機分子の自在な設計可能性を利用し、化学修飾によって有機金属のフェルミ準位を大きく変化させ、これによってトランジスタ動作をP型からN型へと制御することも可能であることが現在までに示されてきている。
以上のような特色から、導電性電荷移動錯体薄膜を用いた有機金属電極は、有機半導体装置に好適な電極と考えられる。
インクジェットプリンティング法は、ドロップ・オン・デマンド、すなわち、必要な箇所だけに薄膜を形成することで、資源の節約と大幅なコストの低減に資することが可能である。
上記のような難点のため、利用可能な材料が限定されることになり、有機半導体の種類に応じたキャリヤ注入効率の最適化や、トランジスタのP型/N型動作制御など、有機金属電極の利点の十分な活用が困難になる。
有機半導体層との電気的接点となる電極を構成する材料として、ビスエチレンジオキシテトラチアフルバレン(以下、BEDO−TTF)とn-ブタデシル-テトラシアノキノジメタン(以下、C14TCNQ)とを反応させて得た高導電性電荷移動錯体材料を用いた実施例について説明する。
デジタル制御により10〜100ピコリットル程度の微少液滴を正確な量、正確な位置に非接触で任意にパターニングさせる事ができるインクジェット式パターニング装置を用いて、BEDO−TTFを含むD液及びC14TCNQ を含むA液を図2に示す方法でそれぞれガラス上に塗布した。各液滴によって、それぞれ厚さが40〜80 nmで、直径約110 μm程度の電荷移動錯体薄膜が円状に形成された。位置を様々に変えながら各液滴を吐出させることによって、円状のパターンを相互に重ね合わせた分子薄膜を形成した。
例えば高導電性電荷移動錯体としては、電子供与体としてBEDO−TTF及び電子受容体としてC14TCNQの組み合わせを例示したが、ビスエチレンジオキシテトラチアフルバレンを電子供与体とし、これと電子受容性有機分子、又は無機陰イオンを組み合わせて得るようにしてもよい。
また上記高導電性電荷移動錯体は、テトラシアノキノジメタン、又はそのアルキル置換体を電子受容体とし、これと電子供与性有機分子、又は無機陽イオンを組み合わせて得るようにしてもよい。
さらに高導電性電荷移動錯体は、アルキル基、又はそれと同等の置換基によって置換し、有機溶媒への溶解度を向上させた有機分子としてもよい。
2 電子受容性分子材料インク(A液)用ヘッド
3 D液用ヘッドの開口部
4 A液用ヘッドの開口部
5 飛翔するD液の液滴
6 飛翔するA液の液滴
7 D液により形成したインクジェット薄膜
8 D液とA液の反応により得られた導電性電荷移動錯体薄膜
10 基板
Claims (1)
- 有機半導体層を形成する工程と、
電子供与性分子と電子受容性分子をそれぞれ単独で有機溶媒に溶解させ、インクジェットプリンティング法に適した粘度を有する二種類のインクを作製する工程と、
インクジェット式パターニング装置を用いて、得られた二種類のインクを、それぞれ別のインクヘッドから同時又は交互に前記有機半導体層上の一部に着弾させる工程と、
着弾した前記二種類のインク中の電子供与性分子と電子受容性分子とを化学反応させて、前記有機半導体層上に導電性の電荷移動錯体電極を形成する工程とを含む有機半導体装置の製造方法。
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