JP5135904B2 - 有機薄膜トランジスタアレイおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本実施例では、非特許文献8の議論を拡張して、電極−有機半導体の界面において、ショットキー障壁Φを電極と半導体の構成元素の物理定数から一般的に導く手法を導く。電極−有機半導体の組み合わせとして、水素終端シリコン表面−ポリチオフェン高分子、金−ペンタセン結晶、銀−ペンタセン結晶、金−各種チオール単分子膜、銀−各種チオール単分子膜等の電子状態を第一原理計算による理論計算および走査トンネル顕微鏡による電子状態測定により調べた結果、(数7)から(数11)を用いて、ショットキー障壁Φを一般的に見積もることができることがわかった。
(1)電極として、銀および酸化銀を用い、有機半導体として、ペンタセン結晶(単結晶、または、多結晶)を用いる。
(2)電極として、銀および硫化銀(または、硫黄原子に炭化水素分子が結合したチオール分子)を用い、有機半導体として、ペンタセン結晶(単結晶、または、多結晶)を用いる。
(3)電極として、チタン、酸化チタンを用い、有機半導体として、ペンタセン結晶(単結晶、または、多結晶)を用いる。
(4)電極として、炭化チタン、酸化チタンを用い、有機半導体として、ペンタセン結晶(単結晶、または、多結晶)を用いる。
(実施例2)
本実施例では、本発明による有機CTFTアレイの基本セルの一例を開示する。
(実施例3)
本実施例においては、本発明により形成される有機TFTの製造方法の一例を開示する。図2は、本発明により形成される有機TFTの製造方法の一例を示す断面図である。本実施例では可塑性を有する材料を用い、リソグラフィーに依らない、印刷や塗布などの方法で本発明の有機TFTを構成する方法について説明する。図2(a)−(f)は製造方法を具体的に説明する図である。
(実施例4)
本実施例では、本発明における有機TFT用電極の表面処理の連続加工を実現する製造装置の一部の模式図例を開示する。図3は、本発明による、有機TFT用電極の表面処理の連続加工を実現する製造装置の一部の一例を示す図である。容器40は、装置全体の雰囲気を保つために例えば乾燥窒素で満たされるが、使用する有機半導体や電極材料の特性によっては、必ずしも必要とは限らない。基板31上には、n型チャネルTFTとp型チャネルTFT用のソース電極およびドレイン電極が形成してあり、可塑性を有するフレキシブル基板を用いている。基板31は、基板誘導ローラー32と33(巻き出し側)が回転するに従い送り出され、基板誘導ローラー32と33(巻き取り側)が回転することにより巻き出される。容器40の前後には、電極の表面加工以外の製造装置が連続して設置することもできる。基板31は、溶液容器34内で、基板誘導ローラー33に誘導され、酸化還元用溶液41に浸される。このとき、ポテンショスタット35により、n型チャネルTFTとp型チャネルTFT用の電極は、以下のように表面加工される。ポテンショスタット35は、参照電極36、作用電極37、酸化還元用電極38、および、酸化還元用電極39を有している。参照電極36は、酸化還元用溶液41の電位(参照電位)をポテンショスタット35に入力する。ポテンショスタット35は、この参照電位を基準として、作用電極37と酸化還元用電極38、および、酸化還元用電極39の電位を制御する。このとき、酸化還元用電極38、および、酸化還元用電極39に流れる電流も制御されるが、対極としては作用電極37に電流が流れ、参照電極36には電流が流れないように回路が構成されている。本実施例の場合は、酸化還元用電極38は酸化電位に保たれ、n型チャネルTFT用の電極表面を酸化するために用いられ、一方、酸化還元用電極39は、p型チャネルTFT用の電極となる銀電極表面が酸化されないように、還元電位に保たれた。こうすると、管理された環境の下でn型チャネルTFTとp型チャネルTFT用の電極の表面加工をすることができ、基板31の送りを連続に行なうことができ、安定した性能の製品を低コストで実現できる。
11…基板、12…ゲート電極、13…絶縁膜、14、15…ソース電極、16…ドレイン電極、17…有機半導体薄膜、18、19…電源電圧ライン(および設置電圧ライン)、20…n型チャネルTFT、21…p型チャネルTFT、31…基板、32、33…基板誘導ローラー、34…溶液容器、35…ポテンショスタット(2出力)、36…参照電極、37…作用電極、38、39…酸化還元用電極、40…容器、41…酸化還元用溶液、61…基板、62…ゲート電極、63…ゲート絶縁膜、64…感光性薄膜、65…撥液膜、67…撥液膜、68、69…ソース電極、70…ドレイン電極、71…有機半導体薄膜、611…基板、616、617…電源、入出力ラッチ等。
Claims (4)
- 第1の有機半導体膜と、第1のソース電極と、第1のドレイン電極とを有するn型チャネルトランジスタと、
第2の有機半導体膜と、第2のソース電極と、第2のドレイン電極とを有するp型チャネルトランジスタとを有し、
前記第1のソース電極、前記第1のドレイン電極、前記第2のソース電極、前記第2のドレイン電極は、何れも同一の材料から構成され、
前記第1のソース電極と前記第1のドレイン電極、又は、前記第2のソース電極と前記第2のドレイン電極の何れか一方が、選択的に、酸化、還元又は他の物質で表面修飾されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタアレイ。 - 前記表面修飾は、厚さ0.3分子層から1分子層のペンタフルオロベンゼンチオール、ペルフルオロアルキルチオール、トリフルオロメタンチオール、ペンタフルオロエタンチオール、ヘプタフルオロプロパンチオール、ノナフルオロブタンチオール、ブタンナトリウムチオール、ブタン酸ナトリウムチオール、ブタノールナトリウムチオール、アミノチオフェノールの何れかを含む膜を吸着したものであることを特徴とする請求項1記載の有機薄膜トランジスタアレイ。
- 前記表面修飾は、厚さ0.3原子層から5原子層の硫黄、酸素、ハロゲン元素、カルシウム、マグネシウムの何れかを含む膜を吸着したものであることを特徴とする請求項1記載の有機薄膜トランジスタアレイ。
- 第1の有機半導体膜と、第1のソース電極と、第1のドレイン電極とを有するn型チャネルトランジスタと、
第2の有機半導体膜と、第2のソース電極と、第2のドレイン電極とを有するp型チャネルトランジスタと、
前記第1のソース電極と第1の電源電圧ラインとを電気的に接続する第1の配線と、
前記第2のソース電極と第2の電源電圧ラインとを電気的に接続する第2の配線とを有し、
前記第1のソース電極、前記第1のドレイン電極、前記第2のソース電極、前記第2のドレイン電極は、何れも同一の材料から構成されている相補型有機半導体トランジスタを準備するステップと、
前記第1の配線及び前記第2の配線を用いて、前記第1のソース電極と前記第1のドレイン電極、又は、前記第2のソース電極と前記第2のドレイン電極の何れか一方を、選択的に、酸化又は還元するステップと、
前記第1の配線及び前記第2の配線を除去するステップとを有することを特徴とする有機薄膜トランジスタアレイの製造方法。
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