JP5277675B2 - Method for producing organic thin film transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機薄膜トランジスタアレイ、表示パネル及び表示装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a organic thin film transistor, an organic thin film transistor array, a display panel and a display unit.
近年、有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタが精力的に研究されている。このとき、有機薄膜トランジスタの利点としては、材料構成の多様性、製造方法、製品形態等でフレキシビリティが高いこと、大面積化が容易であること、単純な層構成とすることができ、製造プロセスが単純化できること、安価な製造装置を用いて製造できることが挙げられる。 In recent years, organic thin film transistors using organic semiconductor materials have been intensively studied. At this time, the advantages of organic thin-film transistors are that they have high flexibility in the variety of material configurations, manufacturing methods, product forms, etc., can be easily increased in area, and can have a simple layer configuration. Can be manufactured using an inexpensive manufacturing apparatus.
有機薄膜トランジスタを製造する際には、印刷法、スピンコート法、浸漬法等を用いることにより、簡便に薄膜や回路を形成することが可能になり、従来のSi半導体材料を用いた薄膜トランジスタより桁違いに安く製造することができる。なお、有機薄膜トランジスタを集積する場合、有機半導体層をパターニングすることが必須になる。有機半導体層をパターニングしないでトランジスタを集積化すると、トランジスタの動作時にオフ電流が上昇し、消費電力が上昇する。また、表示媒体を表示する際にクロストークの原因にもなる。なお、Si半導体材料を用いて半導体層をパターニングする場合、フォトリソグラフィー及びエッチングが用いられる。具体的には、フォトレジストを塗布し、所望のパターンを露光及び現像して、レジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとして、エッチングを行い、レジストを剥離してパターニングする。 When manufacturing organic thin film transistors, it is possible to easily form thin films and circuits by using printing methods, spin coating methods, immersion methods, etc., which is orders of magnitude lower than conventional thin film transistors using Si semiconductor materials. Can be cheaply manufactured. In addition, when integrating an organic thin-film transistor, it becomes essential to pattern an organic-semiconductor layer. When transistors are integrated without patterning the organic semiconductor layer, off-current increases during operation of the transistors, and power consumption increases. Further, it causes crosstalk when displaying the display medium. In addition, when patterning a semiconductor layer using Si semiconductor material, photolithography and etching are used. Specifically, after applying a photoresist, exposing and developing a desired pattern to form a resist pattern, etching is performed using this as an etching mask, and the resist is peeled and patterned.
一方、有機半導体層をパターニングする際に、Si半導体材料を用いる場合と同様に、フォトリソグラフィー及びエッチングを用いることは可能である。しかしながら、有機半導体材料として、高分子材料を用いる場合に、高分子有機半導体層上に、フォトレジストを塗布してパターン等を形成すると、トランジスタ特性が劣化することが十分に考えられる。一般に、フォトレジストとして、感光基にナフトキノンジアジドを有するノボラック系樹脂を有機溶媒(例えば、キシレン、セロソルブ系溶剤等)に溶解させたものが用いられているが、高分子材料は、フォトレジストに含まれる有機溶媒に溶解することが多いためである。また、有機半導体材料として、ペンタセン等の結晶性材料を用いた場合、程度の差はあるものの、トランジスタ特性の劣化が認められることがある。さらに、レジストを剥離する際に用いる剥離液(例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、モノエタノールアミン等)によりダメージを受けることがある。また、レジストを剥離した後に純水でリンスすることによりダメージを受けることもある。 On the other hand, when patterning the organic semiconductor layer, it is possible to use photolithography and etching as in the case of using the Si semiconductor material. However, when a polymer material is used as the organic semiconductor material, it is considered that transistor characteristics deteriorate if a pattern or the like is formed by applying a photoresist on the polymer organic semiconductor layer. In general, a photoresist in which a novolak resin having naphthoquinone diazide in a photosensitive group is dissolved in an organic solvent (for example, xylene, cellosolve solvent, etc.) is used, but a polymer material is included in the photoresist. This is because it often dissolves in an organic solvent. In addition, when a crystalline material such as pentacene is used as the organic semiconductor material, deterioration in transistor characteristics may be recognized although there is a difference in degree. Furthermore, it may be damaged by a stripping solution (for example, ethylene glycol monobutyl ether, monoethanolamine, etc.) used when stripping the resist. Further, the resist may be damaged by rinsing with pure water after peeling off.
また、ペンタセン等の結晶性材料を用いて、有機半導体層をパターニングする際に、シャドウマスクを用いる方法が知られている。しかしながら、パターン寸法に制限があり、大面積のパターニングには不向きである。また、シャドウマスクには寿命があり、結果として、Si半導体材料を用いた薄膜トランジスタより桁違いに安く製造することは、実質的に困難である。 A method using a shadow mask is also known when patterning an organic semiconductor layer using a crystalline material such as pentacene. However, there is a limitation on the pattern size, which is not suitable for patterning of a large area. In addition, the shadow mask has a lifetime, and as a result, it is substantially difficult to manufacture it at orders of magnitude cheaper than a thin film transistor using a Si semiconductor material.
一方、有機半導体層をパターニングする際に、インクジェット印刷法を用いることが有望である。特許文献1には、塗布対象面の所定位置に電荷を付与するとともに前記電荷と反対極性の電荷を塗布材料に付与してクーロン力により前記電荷を付与した材料を前記所定位置に導く方法、塗布対象面の所定位置に凹部を形成して塗布材料を塗布して前記凹部に堆積する方法、または、材料塗布後に溶媒を蒸発させてパターンを形成した後に当該パターンにレーザを照射して成形する方法を適宜組み合わせて有機薄膜トランジスタを作製する方法が開示されている。また、特許文献2には、基板の表面にインデント領域を形成し、インデント領域に隣接して選択された場所の表面上へ液体材料を沈着することによってパターン化する方法が開示されている。
On the other hand, it is promising to use an inkjet printing method when patterning the organic semiconductor layer.
インクジェット印刷法は、パターンを直接描画できるため、材料使用率を格段に向上させることができる。有機半導体層をインクジェット印刷法によりパターニングすることによって、製造プロセスの簡略化、歩留まりの向上、低コスト化を実現できる可能性がある。 The ink jet printing method can directly draw a pattern, so that the material usage rate can be significantly improved. By patterning the organic semiconductor layer by an ink jet printing method, there is a possibility that the manufacturing process can be simplified, the yield can be improved, and the cost can be reduced.
また、有機半導体材料として、有機溶媒に可溶な高分子材料を用いる場合は、有機溶媒に溶解させて有機半導体インクを調製することができるため、インクジェット印刷法を用いてパターニングすることができる。しかしながら、印刷精度を考慮すると、50μm以下でパターニングすることが難しく、フォトリソグラフィー以上の高精細化が困難となる。解決策の一つとして、インクを小滴化することが挙げられるが、技術的に難しく、さらに安定性の問題があり、吐出詰まり、吐出曲がり等が起こりやすくなる。 In addition, when a polymer material that is soluble in an organic solvent is used as the organic semiconductor material, the organic semiconductor ink can be prepared by dissolving in an organic solvent, and thus can be patterned using an ink jet printing method. However, in consideration of printing accuracy, it is difficult to perform patterning at 50 μm or less, and it becomes difficult to achieve higher definition than photolithography. One solution is to make the ink droplets small, but it is technically difficult, and further has a problem of stability, and discharge clogging, discharge bending, etc. are likely to occur.
さらに、パターニングする面積が大きい場合には、着弾精度等により、全てのトランジスタを良好にパターニングすることは非常に困難である。特に、有機半導体インクの物性(例えば、粘度、表面張力、乾燥性)は、使用する高分子材料の物性(例えば、純度、分子量、分子量分布)や有機溶媒の種類によって変化するため、適切な物性に調整することが難しい。このため、全てのノズルから良好に吐出することができるとは限らず、あるノズルだけ吐出曲がりが生じたり、吐出量が変化したりすることがある。また、ヘッド特性に関しても同様であり、全てのノズルが同じヘッド特性であるとは限らない。このとき、あるノズルに多少なりとも吐出曲がりが生じると、低解像度ではパターニングできても、高解像度になると、パターニングできなくなることがある。その結果、有機半導体層を島状にパターニングしようとしても、高精細なパターン(図10(a)参照)が形成されずに、不完全なパターン(図10(b)参照)が形成される。なお、図10に示す有機薄膜トランジスタアレイは、ガラス基板(不図示)上に、ゲート電極2、ゲート絶縁膜3、ソース電極4・ドレイン電極5及び有機半導体層6が順次積層されている。
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、オフ電流を低下させることが可能な有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該有機薄膜トランジスタの製造方法により製造されている有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタアレイ、該有機薄膜トランジスタアレイを有する表示パネル及び該表示パネルを有する表示装置を提供することを目的とする。 In view of the problem of the prior art described above it has for its object to provide a method for manufacturing organic thin film transistor capable of reducing the off current. The present invention also aims to provide a display device having an organic thin film transistor array having the organic thin film transistor manufactured by the manufacturing method of the organic thin film transistor, a display panel and the display panel having the organic thin film transistor array.
請求項13に記載の発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法において、基板上に、ゲート電極を形成する工程と、該ゲート電極上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、少なくとも該ゲート絶縁膜が形成されたゲート電極上に、空隙を隔ててソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、該ソース電極及びドレイン電極が形成された基板上に、層間絶縁膜の一部を形成する工程と、少なくとも前記空隙を含む領域に、該層間絶縁膜の一部と接触する有機半導体層を形成する工程と、少なくとも該有機半導体層上に、層間絶縁膜の残部を形成する工程を有し、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部を同一の材料で形成することを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記層間絶縁膜の一部を格子状又はライン状に形成することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、印刷法を用いて、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部を形成することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、スクリーン印刷法を用いて、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部を形成することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部は、結着樹脂及び粒子を含有することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部は、前記有機半導体層が吸収する光を吸収することが可能な材料及び/又は反射することが可能な材料を含有することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体層が吸収する光は、波長が600nm以下であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部は、前記有機半導体層を溶解又は膨潤させない溶媒に可溶な材料を含有することを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、印刷法を用いて、前記有機半導体層を形成することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、インクジェット印刷法を用いて、前記有機半導体層を形成することを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体層は、有機溶媒に可溶な有機半導体材料を含有することを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体材料は、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the first aspect , a part of the interlayer insulating film is formed in a lattice shape or a line shape.
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the first or second aspect, a part of the interlayer insulating film and a remaining part of the interlayer insulating film are formed using a printing method. And
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the third aspect, a part of the interlayer insulating film and a remaining part of the interlayer insulating film are formed using a screen printing method. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to any one of the first to fourth aspects, a part of the interlayer insulating film and a remaining part of the interlayer insulating film are formed of a binder resin and particles. It is characterized by containing.
A sixth aspect of the present invention is the method of manufacturing an organic thin film transistor according to any one of the first to fifth aspects, wherein a part of the interlayer insulating film and a remaining part of the interlayer insulating film are formed by the organic semiconductor layer. It is characterized by containing a material capable of absorbing light to be absorbed and / or a material capable of reflecting.
The invention according to
The invention according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the organic thin film transistor manufacturing method according to any one of the first to eighth aspects, the organic semiconductor layer is formed using a printing method.
According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the ninth aspect, the organic semiconductor layer is formed using an ink jet printing method.
Invention of
The invention according to
請求項13に記載の発明は、有機薄膜トランジスタアレイにおいて、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法により製造されている有機薄膜トランジスタを有することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is an organic thin film transistor array, comprising the organic thin film transistor manufactured by the method of manufacturing an organic thin film transistor according to any one of the first to twelfth aspects.
請求項14に記載の発明は、表示パネルにおいて、請求項13に記載の有機薄膜トランジスタアレイを有することを特徴とする。
The invention of
請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の表示パネルにおいて、メモリ性を有することを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the display panel according to the fourteenth aspect has a memory property.
請求項16に記載の発明は、請求項14又は15に記載の表示パネルにおいて、可撓性を有することを特徴とする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the display panel according to the fourteenth or fifteenth aspect , the display panel is flexible.
請求項17に記載の発明は、表示装置において、請求項14乃至16のいずれか一項に記載の表示パネルを有することを特徴とする。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the display device, the display panel according to any one of the fourteenth to sixteenth aspects is provided.
本発明によれば、オフ電流を低下させることが可能な有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該有機薄膜トランジスタの製造方法により製造されている有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタアレイ、該有機薄膜トランジスタアレイを有する表示パネル及び該表示パネルを有する表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a manufacturing method of the organic thin film transistor capable of reducing the off current. Further, according to the present invention, it is possible to provide a display device having an organic thin film transistor array having the organic thin film transistor manufactured by the manufacturing method of the organic thin film transistor, a display panel and the display panel having the organic thin film transistor array.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の有機薄膜トランジスタアレイの一例を示す。有機薄膜トランジスタアレイ10は、有機薄膜トランジスタ10aを有する。有機薄膜トランジスタ10aは、ガラス基板11上に、ゲート電極12が形成されており、ゲート電極12上に、ゲート絶縁膜13が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜13上には、空隙を隔てて、ソース電極14及びドレイン電極15が形成されている。このとき、ソース電極14及びドレイン電極15を隔てる空隙は、ゲート電極12上に形成されている。また、ソース電極14及びドレイン電極15を隔てる空隙を覆うように有機半導体層16が形成されている。さらに、有機半導体層16を覆うように層間絶縁膜17が形成されている。このとき、有機半導体層16の一部が層間絶縁膜17上に形成されている。また、層間絶縁膜17上に、ドレイン電極15と接合されている導電層18が形成されている。
FIG. 1 shows an example of the organic thin film transistor array of the present invention. The organic thin
次に、図2を用いて、有機薄膜トランジスタアレイ10の製造方法を説明する。まず、ガラス基板11上に、ゲート電極12、ゲート絶縁膜13及びソース電極14・ドレイン電極15を順次積層する(図2(a)参照)。次に、ソース電極14及びドレイン電極15を隔てる空隙の両側に、層間絶縁膜の一部17aを形成し(図2(b)参照)、空隙を覆うように、層間絶縁膜の一部17aと接触する有機半導体層16を形成する(図2(c)参照)。これにより、有機半導体層16のパターニング精度を向上させることができる。このとき、層間絶縁膜の一部17aは、ソース電極14の一部を被覆していてもよい。さらに、有機半導体層16上に、層間絶縁膜の残部17bを形成し(図2(d)参照)、層間絶縁膜17上に、ドレイン電極15と接合する導電層18を形成する(図2(e)参照)。
Next, the manufacturing method of the organic thin-
ゲート電極12、ソース電極14、ドレイン電極15は、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いて形成することが好ましく、ソース電極14、ドレイン電極15は、パターニング精度、コスト、工程数等の理由から、インクジェット印刷法が好ましい。このとき、金属粒子が分散されている金属インクを用いることが好ましい。金属粒子としては、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Ni、Ir、Rh、Co、Fe、Mn、Cr、Zn、Mo、W、Ru、In、Sn等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、電気抵抗、熱伝導率、腐食の面で、Au、Ag、Cu、Niが好ましい。
The
金属インクは、平均粒径が数ナノメートルから数十ナノメートル程度の金属粒子が溶媒中に均一に分散されている。このような金属粒子は焼結するが、これは、金属粒子の粒径が小さくなると、活性の高い表面の原子の影響が大きくなることに起因している。したがって、金属インクをインクジェット印刷し、焼結することにより、電極を直接描画することができる。このとき、金属インクは、インクジェット印刷するために、表面張力が約30mN/mであることが好ましい。また、金属インクは、粘度が2〜13mPa・秒であることが好ましく、7〜10mPa・秒がさらに好ましい。金属インクの表面張力及び粘度が適していないと、吐出が不能になったり、不良になったりして、丸い液滴になりにくく、さらにリガメントが長くなる。さらに、金属インクは、吐出する際に溶媒が揮発して金属粒子が固化しない程度の乾燥性も必要である。 In the metal ink, metal particles having an average particle diameter of several nanometers to several tens of nanometers are uniformly dispersed in a solvent. Such metal particles are sintered. This is because the influence of atoms on the surface having high activity increases as the particle size of the metal particles decreases. Therefore, an electrode can be drawn directly by carrying out inkjet printing of metal ink and sintering. At this time, the metal ink preferably has a surface tension of about 30 mN / m for inkjet printing. The metal ink preferably has a viscosity of 2 to 13 mPa · sec, and more preferably 7 to 10 mPa · sec. If the surface tension and viscosity of the metal ink are not suitable, ejection becomes impossible or defective, and it is difficult to form round droplets, and the ligament becomes longer. Further, the metal ink needs to have a drying property that does not cause the solvent to volatilize and the metal particles to solidify when ejected.
また、ゲート電極12、ソース電極14、ドレイン電極15は、導電性高分子で形成してもよい。導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン等が挙げられる。また、これらのポリマーにドーピングを施したものも導電性高分子として用いることができる。中でも、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の錯体(PEDOT/PSS)は、電気伝導度、安定性、耐熱性等の面で好ましい。導電性高分子は、重合度、構造により電気特性を調整することができ、さらに、焼結を必要としないため、低温で電極を形成することができる。
Further, the
図2(c)において、層間絶縁膜の一部17aは、図3(a)に示すように、チャネルに対して略平行なライン状に形成されている。これにより、例えば、インクジェット印刷法を用いて有機半導体層16を形成する際に、インクの吐出が不完全であっても、インクの着弾ずれや着弾してからの広がりを、層間絶縁膜の一部17aで制御することができる。その結果、有機半導体層16は、層間絶縁膜の一部17aの間の領域に形成されるため、有機半導体層16経由のリーク電流の発生を抑制することができ、オフ電流を低下させ、オンオフ比を向上させることができる。さらに、有機半導体層16のパターニング性が格段に向上し、隣接する有機薄膜トランジスタへの影響を抑制することができる。また、有機半導体層16を形成する際のアライメント精度が一方向のみとなるため、スループット及び歩留りを向上させることができる。
In FIG. 2C, a
また、層間絶縁膜の一部17aは、図3(b)に示すように、チャネルに対して略垂直なライン状に形成されていてもよい。このとき、長さ方向でチャネルを除く領域に、層間絶縁膜の一部17aが形成されている。これにより、例えば、インクジェット印刷法を用いて有機半導体層16を形成する際に、インクの吐出が不完全であっても、インクの着弾ずれや着弾してからの広がりを、層間絶縁膜の一部17aで制御することができる。その結果、有機半導体層16は、層間絶縁膜の一部17aの間の領域に形成されるため、有機半導体層16経由のリーク電流の発生を抑制することができ、オフ電流を低下させ、オンオフ比を向上させることができる。さらに、有機半導体層16のパターニング性が格段に向上し、隣接する有機薄膜トランジスタへの影響を抑制することができる。また、有機半導体層16を形成する際のアライメント精度が一方向のみとなるため、スループット及び歩留りを向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 3B, the
さらに、図2(c)において、層間絶縁膜の一部17aは、図3(c)に示すように、チャネルに対して略平行なライン状と略垂直なライン状の組み合わせ、即ち、格子状に形成されていてもよい。これにより、有機半導体層16を形成する際の高度なアライメント精度が不必要となり、スループット及び歩留りを向上させることができる。このような層間絶縁膜の一部17aは、一つの工程で形成することが好ましいが、複数の工程により形成してもよい。複数の工程により層間絶縁膜の一部17aを形成する際には、第一のラインを形成した後に、第一のラインと直交する第二のラインを形成してもよいし、第一のラインを形成した後に、第一のラインの間にドットを形成してもよい。
Further, in FIG. 2 (c), as shown in FIG. 3 (c), a
また、有機半導体層16は、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いて形成することが好ましく、パターニング精度、コスト、溶解性等から、インクジェット印刷法が好ましい。このとき、有機半導体層16は、有機溶媒に可溶な有機半導体材料を含有することが好ましい。これにより、有機半導体材料が有機溶媒に溶解されている有機半導体インクを用いて、有機半導体層16を形成することができる。このような有機半導体材料は、特に限定されず、有機溶媒に可溶な高分子材料、オリゴマー材料、低分子材料等を用いることができるが、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料が好ましく、化学式(1)
The
従来の有機薄膜トランジスタアレイにおいて、インクジェット印刷法を用いて有機半導体層16を形成すると、図10(a)に示すような高精細なパターンを形成することが困難であり、図10(b)に示すような不完全なパターンになりやすい。特に、パターニングする面積が大きい場合、不完全なパターンになりやすい。具体的には、有機半導体層16がチャネル領域だけではなく、チャネル領域以外のソース電極14とドレイン電極15の間に余分に形成されること、有機半導体層16が有機薄膜トランジスタアレイを構成する各有機薄膜トランジスタで分離されず、有機半導体層16を介して隣接する有機薄膜トランジスタに影響を及ぼすことが挙げられる。有機半導体層16の不完全にパターンが形成されるのは、ヘッド特性のばらつき、ノズルからの吐出曲がり等の影響によるものである。一方、全てのノズルを一様に同じ吐出状態とすることが難しい。さらに、液滴が着弾してからの乾燥状態も形状パターンにより異なり、その乾燥状態によっても液滴の広がりの度合いが異なる。また、有機半導体層用のインクとして、高分子溶液を用いる場合、物性の変化による吐出速度バラツキも考えられ、高精細なパターンを形成することが困難である。
In the conventional organic thin film transistor array, when the
有機半導体層16のパターンが不完全であると、有機半導体層16経由のリーク電流が発生し、リーク電流がオフ電流を増加させ、オンオフ比が低下する。さらに、有機薄膜トランジスタアレイを用いて表示媒体に画像を表示させる際に、画素間のクロストークが発生したりする。特に、有機薄膜トランジスタを高密度で配置する場合、リーク電流の影響が顕著になる。
If the pattern of the
本発明においては、層間絶縁膜の一部17aと接触する有機半導体層16を形成するため、有機半導体層16を物理的に分離することができる。これにより、リーク電流を層間絶縁膜の一部17aでせき止めることが可能となり、オフ電流の増加を抑制することができる。
In the present invention, the
また、インクジェット印刷法によって島状に形成された有機半導体層は、一般に、コーヒーステイン現象により、膜厚のムラが大きくなる。コーヒーステイン現象とは、着弾して広がった液滴のエッジ部分から溶媒が蒸発するために、液滴のエッジ部分の溶質の濃度が高くなって、エッジ部分が厚膜となり、中央部分が薄膜となる現象である。この現象による膜厚のムラによって、オフ電流が上昇したり、閾値電圧Vthのシフトを引き起こしたりするため、トランジスタ特性のバラツキが大きくなる。 In addition, the organic semiconductor layer formed in an island shape by the ink jet printing method generally has a large film thickness unevenness due to the coffee stain phenomenon. The coffee stain phenomenon means that the solvent evaporates from the edge part of the droplet that has landed and spread, so the concentration of the solute at the edge part of the liquid droplet increases, the edge part becomes thick, and the central part becomes thin. It is a phenomenon. Unevenness of the film thickness due to this phenomenon increases the off-current or causes a shift in the threshold voltage Vth , resulting in a large variation in transistor characteristics.
本発明においては、層間絶縁膜の一部17aと接触する有機半導体層16を形成するため、コーヒーステイン現象を抑制することができ、有機半導体層16の膜厚の均一性が高くなる。その結果、Vthのシフトが抑えられ、トランジスタ特性のバラツキが小さくなる。
In the present invention, since the
層間絶縁膜の残部17bは、図3(c)に示す層間絶縁膜の一部17aが形成された後、図4に示すように、有機半導体層16上に形成される。その結果、貫通孔を有する層間絶縁膜が形成される。なお、層間絶縁膜の一部17aの形状が図3(a)及び(b)に示す形状である場合にも、層間絶縁膜の残部17bを有機半導体層16上以外の領域にも形成することにより、図4と同様の貫通孔を有する層間絶縁膜17を形成することができる。
The remaining
なお、層間絶縁膜の一部17a及び残部17bを形成する際には、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いることが好ましく、スクリーン印刷法が特に好ましい。これにより、フォトリソグラフィーを用いる場合と比較して、スループットが向上し、工程数を低減し、コストを削減することができる。このとき、層間絶縁膜の一部17a及び残部17bは、同一の材料を用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成してもよい。
In forming the
層間絶縁膜17は、結着樹脂及び粒子を含有することが好ましい。結着樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル系樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
The
また、粒子は、層間絶縁膜17中で粒子として存在することができれば、有機粒子及び無機粒子のいずれであってもよいが、粒度を制御しやすく、溶剤中で分散させることが可能であることから、無機粒子が好ましい。有機粒子としては、特に限定されないが、カーボンブラック、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料等が挙げられ、二種以上併用してもよい。また、無機粒子としては、特に限定されないが、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム等の金属酸化物、金属水酸化物、金属錯体等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛等の比誘電率の低い材料が好ましい。また、粒子は、メソ孔又はマイクロ孔を有する多孔質粒子であってもよく、例えば、メソポーラスシリカが挙げられる。なお、層間絶縁膜17を形成する際には、結着樹脂、粒子等を溶媒と混合し、必要に応じて、分散剤、可塑剤、粘度調整剤等を添加した絶縁ペーストを用いることができる。また、結着樹脂と粒子の混合比は、特に限定されず、形成するパターンに応じて、最適な物性のペーストとなるように適宜調整することができるが、層間絶縁膜17の柔軟性を確保するためには、結着樹脂が多いことが好ましい。
In addition, the particles may be either organic particles or inorganic particles as long as they can be present as particles in the
一般に、有機半導体材料が光を吸収することにより、有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性が経時劣化することが知られている。このため、層間絶縁膜17は、有機半導体層16が吸収する光を遮断することが可能であることが好ましい。このとき、層間絶縁膜17は、このような光を吸収することが可能な材料及び/又は反射することが可能な材料を含有することが好ましい。
In general, it is known that transistor characteristics of an organic thin film transistor are deteriorated with time due to absorption of light by an organic semiconductor material. For this reason, it is preferable that the
有機半導体層16が吸収する光を吸収することが可能な材料としては、層間絶縁膜17の絶縁性を維持できれば、特に限定されず、金属酸化物、金属水酸化物、金属錯体、カーボンブラック、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料等の着色顔料、アニリンブラック、インディゴ等の染料が挙げられ、二種以上併用してもよい。
The material capable of absorbing the light absorbed by the
また、有機半導体層16が吸収する光を反射することが可能な材料としては、層間絶縁膜17の絶縁性を維持できれば、特に限定されず、酸化亜鉛、酸化チタン等の白色顔料が挙げられ、二種以上併用してもよい。
In addition, the material capable of reflecting the light absorbed by the
有機半導体材料の一例として、化学式(1)で表される化合物について説明する。まず、図11に、膜厚40nmの薄膜を用いて測定された、化学式(1)で表される化合物の紫外可視吸収スペクトルを示す。図11より、化学式(1)で表される化合物は、波長が600nm以下の光を吸収する傾向がある。なお、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料は、同様に、波長が600nm以下の光を吸収する。このため、有機半導体材料として、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料を用いる場合、層間絶縁膜17は、波長が600nm以下の光を遮断することが可能であることが好ましい。これにより、有機薄膜トランジスタアレイ10のトランジスタ特性の経時劣化を抑制することができる。
As an example of the organic semiconductor material, a compound represented by the chemical formula (1) will be described. First, FIG. 11 shows an ultraviolet-visible absorption spectrum of the compound represented by the chemical formula (1), measured using a thin film having a thickness of 40 nm. From FIG. 11, the compound represented by the chemical formula (1) tends to absorb light having a wavelength of 600 nm or less. Note that a polymer material having a triarylamine skeleton similarly absorbs light having a wavelength of 600 nm or less. For this reason, when a polymer material having a triarylamine skeleton is used as the organic semiconductor material, the
また、一般に、空気中の酸素による有機半導体材料の酸化や有機半導体材料に水が吸着することにより、有機薄膜トランジスタの特性が経時劣化することが知られている。このため、層間絶縁膜17は、酸素及び水分を遮断することが可能であることが好ましい。このとき、層間絶縁膜17の酸素透過率及び水蒸気透過率は、有機半導体層16を構成する材料等に応じて、適宜選択することができる。例えば、有機薄膜トランジスタアレイ10を有する有機ELパネルの酸素透過率及び水蒸気透過率は、それぞれ10−2cc/m2/day/atm/0.1mm未満及び10−5g/m2/day/atm/0.1mm未満であることが好ましい。これにより、有機ELパネルの特性の経時劣化を抑制することができる。耐候性に優れるトリアリールアミン骨格を有する高分子材料等を用いて有機半導体層16を形成することにより、有機ELパネルの酸素透過率及び水蒸気透過率の上限を大きくすることができる。
In general, it is known that the characteristics of the organic thin film transistor deteriorate over time due to the oxidation of the organic semiconductor material by oxygen in the air and the adsorption of water to the organic semiconductor material. For this reason, it is preferable that the
以上のような層間絶縁膜17を形成することにより、光酸化等による有機薄膜トランジスタアレイ10の特性の経時劣化もさらに抑制することができる。
By forming the
また、層間絶縁膜17は、有機半導体層16を溶解又は膨潤させない溶媒に可溶な材料を含有することが好ましい。これにより、層間絶縁膜17を形成する際に、有機半導体層16の劣化を抑制することができる。
The
有機半導体材料として、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料を用いる場合、有機半導体層16を溶解又は膨潤させない溶媒としては、特に限定されないが、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、α−テルピネオール、エチレンアルコール、イソプロピルアルコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
When a polymer material having a triarylamine skeleton is used as the organic semiconductor material, the solvent that does not dissolve or swell the
また、これらの溶媒に可溶な層間絶縁膜17の結着樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル系樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。 Examples of the binder resin that is soluble in these solvents include polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, ethyl cellulose resin, polyethylene, polystyrene, polyamide, and the like. May be.
さらに、図4に示す層間絶縁膜の残部17bが形成された後、図5に示すように、貫通孔内及び層間絶縁膜17上の貫通孔を含む領域に、ドレイン電極15と接合する導電層18が形成される。このとき、導電層18は、スクリーン印刷法を用いて、銀を含む熱硬化性のペーストをパターニングすることにより、形成することができる。
Further, after the remaining
以上のようにして、本発明の有機薄膜トランジスタアレイを低工程数、低コストで作製することができる。 As described above, the organic thin film transistor array of the present invention can be produced with a low number of steps and a low cost.
さらに、本発明の有機薄膜トランジスタアレイを、アクティブマトリックス基板として用い、電気泳動表示素子、液晶表示素子、有機EL表示素子等の表示素子と組み合わせることにより、電気泳動パネル、液晶パネル、有機ELパネル等の表示パネルを作製することができる。 Furthermore, the organic thin film transistor array of the present invention is used as an active matrix substrate and combined with a display element such as an electrophoretic display element, a liquid crystal display element, or an organic EL display element, so that an electrophoretic panel, a liquid crystal panel, an organic EL panel, etc. A display panel can be manufactured.
図12に、本発明の表示パネルの一例として、電気泳動パネル20を示す。以下、表示パネル20の製造方法について説明する。まず、図2に示すように、フィルム基板(又は薄膜SUS基板)11上に、Ag粒子が分散されているAgインクを用いて、インクジェット印刷し、ゲート電極(走査線)12を形成する。次に、ゲート電極12上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、焼成することにより、ゲート絶縁膜13を形成する。さらに、ゲート絶縁膜13上に、フォトマスクを介して紫外線を照射し、表面に高エネルギーパターンを形成する。次に、高エネルギーパターン上に、Ag粒子が分散されているAgインクを用いて、インクジェット印刷し、ソース電極(信号線)14及びドレイン電極15を形成する。さらに、絶縁ペーストを用いて、スクリーン印刷し、層間絶縁膜の一部17aを形成する。次に、有機半導体インクを用いて、インクジェット印刷し、層間絶縁膜の一部17aと接触する有機半導体層16を形成する。さらに、絶縁ペーストを用いて、スクリーン印刷し、有機半導体層16上に、層間絶縁膜の残部17bを形成する。次に、導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷し、ドレイン電極15と接合する導電層18を形成する。以上のようにして、有機トランジスタアレイ10を作製することができる。
FIG. 12 shows an
一方、フィルム基板21a上に、ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導電膜21bをスパッタ成膜し、透明導電膜付きフィルム基板21を作製する。
On the other hand, a transparent
また、酸化チタン、シリコーンマクロマー/メタクリル酸共重合体、シリコーンポリマーグラフトカーボンブラック及びシリコーンオイルを混合し、超音波で分散させて、白黒粒子分散液を調製する。得られた白黒粒子分散液から、ゼラチン−アラビアゴム コンプレックスコアセルベーション法を用いて、マイクロカプセル22aを作製する。次に、ワイヤーブレード法を用いて、マイクロカプセル22aをウレタン樹脂22bの溶液中に分散させた分散液を展開して、透明電極膜付きフィルム基板21上に電気泳動素子22を形成する。さらに、電気泳動素子22と、有機トランジスタアレイ10の導電層18を接合することにより、メモリ性及び可撓性を有する電気泳動パネル20を作製することができる。
Also, titanium oxide, silicone macromer / methacrylic acid copolymer, silicone polymer grafted carbon black, and silicone oil are mixed and dispersed by ultrasonic to prepare a black and white particle dispersion. From the obtained black and white particle dispersion,
液晶パネルは、本発明の有機トランジスタアレイと、ラビング処理を施した配向膜を有する透明電極膜付き基板を、シリカスペーサーを介して接合し、そのギャップ間に液晶性材料を封入することにより、作製することができる。 A liquid crystal panel is produced by joining the organic transistor array of the present invention and a substrate with a transparent electrode film having a rubbing alignment film through a silica spacer, and encapsulating a liquid crystalline material in the gap. can do.
また、有機ELパネルは、本発明の有機トランジスタアレイに有機EL素子を形成し、大気遮蔽シールドを配置させることにより、作製することができる。 The organic EL panel can be produced by forming an organic EL element in the organic transistor array of the present invention and disposing an air shielding shield.
図13に、本発明の表示装置の一例を示す。表示装置30は、電気泳動パネル20、表示する画像の情報を電気泳動パネル20に入力する情報入力手段31、筺体32、駆動回路(不図示)、演算回路(不図示)、内部メモリ(不図示)、電気泳動パネル20及び情報入力手段31に電力を供給する電力供給手段(不図示)等を備えている。電気泳動パネル20のゲート電極(走査線)12及びソース電極(信号線)14は、ドットマトリックスを形成し、指定のドットをON表示することにより、全体として画像を表示する。電力供給手段としては、電池等の内部電力を備えていてもよいし、外部の電源から受電するコンセント等の受電装置を備えていてもよい。
FIG. 13 shows an example of the display device of the present invention. The
本発明の表示装置としては、本発明の表示パネルと、表示パネルに電力を供給する手段を有するものであれば、特に限定されないが、PDA、電子書籍端末等の携帯端末等が挙げられる。 The display device of the present invention is not particularly limited as long as it has the display panel of the present invention and means for supplying power to the display panel, and examples thereof include PDAs and portable terminals such as electronic book terminals.
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、実施例により限定されて解釈されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not construed as being limited to the examples.
[比較例1]
ガラス基板11上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、280℃で加熱処理することにより、膜厚200nmの絶縁膜19を形成した。次に、UVランプ(照射量7J/cm2)を用いて、フォトマスクを介して、紫外線を照射し、表面に高エネルギーパターンを形成した。さらに、インクジェット印刷法を用いて、高エネルギーパターン上にAg粒子が分散されているAgインクを吐出し、280℃で焼結させることにより、膜厚100nmのゲート電極12を形成した。次に、ゲート電極12上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、280℃で加熱処理することにより、膜厚500nmのゲート絶縁膜13を形成した。さらに、UVランプ(照射量7J/cm2)を用いて、フォトマスクを介して、表面に高エネルギーパターンを形成した。次に、インクジェット印刷法を用いて、高エネルギーパターン上に、Agインクを吐出し、280℃で焼結させることにより、膜厚100nmのソース電極14及びドレイン電極15を形成した。このとき、チャネル幅が140μm、チャネル長が10μmであった。
[Comparative Example 1]
An insulating
次に、インクジェット印刷法を用いて、化学式(1)で表される化合物がテトラリンに溶解されている有機半導体インクを塗布し、島状の有機半導体層16を形成した(図10(b)参照)。さらに、スクリーン印刷法を用いて、ポリビニルブチラール樹脂と、シリカフィラーと、エチレングリコールヘキシルエーテルとを含有する絶縁ペーストを印刷し、乾燥させることにより、有機半導体層16を覆うように層間絶縁膜17を形成した。次に、スクリーン印刷法を用いて、銀を含む熱硬化性のペーストを印刷し、乾燥させることにより、ドレイン電極15と接合する導電層18を形成し、有機薄膜トランジスタアレイを得た(図6参照)。
Next, using an inkjet printing method, an organic semiconductor ink in which the compound represented by the chemical formula (1) is dissolved in tetralin is applied to form an island-shaped organic semiconductor layer 16 (see FIG. 10B). ). Furthermore, by using a screen printing method, an insulating paste containing a polyvinyl butyral resin, a silica filler, and ethylene glycol hexyl ether is printed and dried to form an
[実施例1]
ガラス基板11上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、280℃で加熱処理することにより、膜厚200nmの絶縁膜19を形成した。次に、UVランプ(照射量7J/cm2)を用いて、フォトマスクを介して、紫外線を照射し、表面に高エネルギーパターンを形成した。さらに、インクジェット印刷法を用いて、高エネルギーパターン上にAg粒子が分散されているAgインクを吐出し、280℃で焼結させることにより、膜厚100nmのゲート電極12を形成した。次に、ゲート電極12上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、280℃で加熱処理することにより、膜厚500nmのゲート絶縁膜13を形成した。さらに、UVランプ(照射量7J/cm2)を用いて、フォトマスクを介して、表面に高エネルギーパターンを形成した。次に、インクジェット印刷法を用いて、高エネルギーパターン上に、Agインクを吐出し、280℃で焼結させることにより、膜厚100nmのソース電極14及びドレイン電極15を形成した。このとき、チャネル幅が140μm、チャネル長が10μmであった。
[Example 1]
An insulating
次に、スクリーン印刷法を用いて、ポリビニルブチラール樹脂と、シリカフィラーと、エチレングリコールヘキシルエーテルとを含有する絶縁ペーストを印刷し、乾燥させることにより、チャネルに対して平行なライン状の層間絶縁膜の一部17aを形成した(図2(b)及び図3(a)参照)。さらに、インクジェット印刷法を用いて、化学式(1)で表される化合物がテトラリンに溶解されている有機半導体インクを塗布し、層間絶縁膜の一部17aに接触する有機半導体層16を形成した。次に、スクリーン印刷法を用いて、層間絶縁膜の一部17aと同じ絶縁ペーストを印刷し、有機半導体層16上に層間絶縁膜の残部17bを形成した。このとき、層間絶縁膜17は、酸素透過率が600cc/m2/day/atm/0.1mmであり、水蒸気透過率が50g/m2/day/atm/0.1mmであった。さらに、スクリーン印刷法を用いて、銀を含む熱硬化性のペーストを印刷し、乾燥させることにより、ドレイン電極15と接合する導電層18を形成し、有機薄膜トランジスタアレイを得た(図7参照)。
Next, by using a screen printing method, an insulating paste containing polyvinyl butyral resin, silica filler, and ethylene glycol hexyl ether is printed and dried, so that the line-shaped interlayer insulating film parallel to the channel is obtained. A
[実施例2]
チャネルに対して垂直なライン状の層間絶縁膜の一部17aを形成した(図3(b)参照)以外は、実施例1と同様に、有機薄膜トランジスタアレイを得た。
[Example 2]
An organic thin film transistor array was obtained in the same manner as in Example 1 except that a
[実施例3]
チャネルに対して平行なライン状及び垂直なライン状、即ち、格子状の層間絶縁膜の一部17aを形成した(図2(b)及び図3(c)参照)以外は、実施例1と同様に、有機薄膜トランジスタアレイを得た。
[Example 3]
Example 1 is the same as Example 1 except that a
[トランジスタ特性の評価]
得られた有機薄膜トランジスタアレイのトランジスタ特性を、酸素1ppm未満、水分1ppm未満の雰囲気下で測定した。具体的には、ドレイン電圧Vdsを−20Vとし、ゲート電圧Vgを+20Vから−20Vに走査した。その結果、Vgが−20Vのときのドレイン電流Ids(オン電流)及びVgが+20Vのときのドレイン電流Ids(オフ電流)は、図8のようになった。詳細には、比較例1、実施例1、2及び3のオン電流は、それぞれ−1.0×10−8A、−9.0×10−9A、−1.0×10−8A及び−9.0×10−9Aであり、オフ電流は、それぞれ−5.4×10−11A、−2.1×10−12A、−8.0×10−13A及び−9.0×10−13Aであった。また、比較例1、実施例1、2及び3の閾値電圧Vthは、それぞれ4.11V、3.63V、4.13V及び1.82Vであった(図9参照)。
[Evaluation of transistor characteristics]
The transistor characteristics of the obtained organic thin film transistor array were measured in an atmosphere of less than 1 ppm oxygen and less than 1 ppm water. Specifically, the drain voltage V ds and -20 V, was scanned gate voltage V g from + 20V to -20 V. As a result, the drain current I ds (on current) when V g is −20 V and the drain current I ds (off current) when V g is +20 V are as shown in FIG. Specifically, the on-state currents of Comparative Example 1, Examples 1, 2, and 3 are −1.0 × 10 −8 A, −9.0 × 10 −9 A, and −1.0 × 10 −8 A, respectively. And −9.0 × 10 −9 A, and the off-state currents are −5.4 × 10 −11 A, −2.1 × 10 −12 A, −8.0 × 10 −13 A, and −9, respectively. 0.0 × 10 −13 A. Moreover, the threshold voltage Vth of the comparative example 1, Example 1, 2, and 3 was 4.11V, 3.63V, 4.13V, and 1.82V, respectively (refer FIG. 9).
このことから、実施例1、2の有機薄膜トランジスタは、比較例1の有機薄膜トランジスタよりオフ電流が低下することでオンオフ比が向上し、良好なトランジスタ特性が得られることがわかる。また、実施例3の有機薄膜トランジスタは、実施例1、2の有機薄膜トランジスタよりVthが小さくなり、さらに良好なトランジスタ特性が得られることがわかる。 From this, it can be seen that the organic thin film transistors of Examples 1 and 2 have an improved on-off ratio due to a lower off-current than the organic thin film transistor of Comparative Example 1, and good transistor characteristics can be obtained. In addition, it can be seen that the organic thin film transistor of Example 3 has a smaller Vth than the organic thin film transistors of Examples 1 and 2, and further excellent transistor characteristics can be obtained.
[光照射によるトランジスタ特性の劣化の評価]
照度100000ルクスの光源及びフィルターを用いて、波長が600nm以下、500nm以下及び450nm以下の光を遮断した光を、実施例3の有機薄膜トランジスタアレイに照射し(それぞれサンプルA、B及びCとする)、移動度を測定した。なお、移動度は、ドレイン電圧Vdsを−20Vとし、ゲート電圧Vgを+20Vから−20Vに走査して、測定した。
[Evaluation of degradation of transistor characteristics by light irradiation]
Using a light source and filter with an illuminance of 100,000 lux, the organic thin film transistor array of Example 3 was irradiated with light having a wavelength of 600 nm or less, 500 nm or less, and 450 nm or less blocked (referred to as samples A, B, and C, respectively). The mobility was measured. Note that mobility, the drain voltage V ds and -20 V, by scanning a gate voltage V g from + 20V to -20 V, was measured.
図14に評価結果を示す。なお、光を照射する前の有機薄膜トランジスタアレイの移動度を100%とした。図14より、サンプルA以外は、照射時間の増加に伴って、移動度が低下することがわかる。これに対し、サンプルAは、照射時間が増加しても、トランジスタ特性が劣化しにくいことがわかる。 FIG. 14 shows the evaluation results. The mobility of the organic thin film transistor array before irradiation with light was set to 100%. From FIG. 14, it can be seen that, except for sample A, the mobility decreases as the irradiation time increases. On the other hand, sample A shows that the transistor characteristics hardly deteriorate even when the irradiation time is increased.
[実施例4]
層間絶縁膜17を形成する際に、ポリビニルブチラール樹脂と、シリカフィラーと、アニリンブラックと、エチレングリコールヘキシルエーテルとを含有する絶縁ペーストを用いた以外は、実施例1と同様に、有機薄膜トランジスタアレイを得た。
[Example 4]
The organic thin film transistor array was formed in the same manner as in Example 1 except that an insulating paste containing polyvinyl butyral resin, silica filler, aniline black, and ethylene glycol hexyl ether was used when forming the
[光照射によるトランジスタ特性の劣化の評価]
照度100000ルクスの光源を用いて、波長が300〜1400nmの光を、実施例4の有機薄膜トランジスタアレイに照射し、移動度を測定した。なお、移動度は、ドレイン電圧Vdsを−20Vとし、ゲート電圧Vgを+20Vから−20Vに走査して、測定した。
[Evaluation of degradation of transistor characteristics by light irradiation]
Using a light source with an illuminance of 100,000 lux, light having a wavelength of 300 to 1400 nm was irradiated to the organic thin film transistor array of Example 4, and the mobility was measured. Note that mobility, the drain voltage V ds and -20 V, by scanning a gate voltage V g from + 20V to -20 V, was measured.
図14に評価結果を示す。なお、光を照射する前の有機薄膜トランジスタアレイの移動度を100%とした。図14より、実施例4の有機薄膜トランジスタアレイは、サンプルAと同様に、照射時間が増加しても、トランジスタ特性が劣化しにくいことがわかる。 FIG. 14 shows the evaluation results. The mobility of the organic thin film transistor array before irradiation with light was set to 100%. From FIG. 14, it can be seen that the organic thin film transistor array of Example 4 is unlikely to deteriorate in transistor characteristics even when the irradiation time is increased as in Sample A.
[比較例2]
有機半導体層16上に層間絶縁膜の残部17bを形成しなかった以外は、実施例3と同様に、有機薄膜トランジスタアレイを得た。
[Comparative Example 2]
An organic thin film transistor array was obtained in the same manner as in Example 3 except that the remaining
[高湿試験によるトランジスタ特性の劣化の評価]
実施例3及び比較例2の有機薄膜トランジスタアレイを用いて、25℃、85%RH環境で高湿試験を実施し、大気下で移動度を測定した。なお、移動度は、ドレイン電圧Vdsを−20Vとし、ゲート電圧Vgを+20Vから−20Vに走査して、測定した。
[Evaluation of deterioration of transistor characteristics by high humidity test]
Using the organic thin film transistor arrays of Example 3 and Comparative Example 2, a high humidity test was performed in an environment of 25 ° C. and 85% RH, and mobility was measured in the atmosphere. Note that mobility, the drain voltage V ds and -20 V, by scanning a gate voltage V g from + 20V to -20 V, was measured.
図15に評価結果を示す。なお、高湿試験を実施する前の有機薄膜トランジスタアレイの移動度を100%とした。図13より、比較例2の有機薄膜トランジスタアレイは、試験時間の増加に伴って、移動度が低下することがわかる。これに対し、実施例3の有機薄膜トランジスタアレイは、試験時間が増加しても、トランジスタ特性を維持していることがわかる。 FIG. 15 shows the evaluation results. The mobility of the organic thin film transistor array before the high humidity test was set to 100%. FIG. 13 shows that the mobility of the organic thin film transistor array of Comparative Example 2 decreases as the test time increases. On the other hand, it can be seen that the organic thin film transistor array of Example 3 maintains the transistor characteristics even when the test time is increased.
[実施例5]
フィルム基板21a上に、ITO(Indium Tin Oxide)からなる透明導電膜21bをスパッタ成膜し、透明導電膜付きフィルム基板21を作製した。
[Example 5]
A transparent
一方、酸化チタン20重量部、シリコーンマクロマー/メタクリル酸共重合体1重量部、シリコーンポリマーグラフトカーボンブラック2重量部及びシリコーンオイル77重量部を混合し、超音波で1時間分散させて、白黒粒子分散液を調製した。得られた白黒粒子分散液から、ゼラチン−アラビアゴム コンプレックスコアセルベーション法を用いて、マイクロカプセル22aを作製した。このとき、マイクロカプセル22aは、平均粒径が約60μmであった。次に、ブレードコート法を用いて、マイクロカプセル22aをウレタン樹脂22bの溶液中に分散させた分散液を展開して、透明電極膜付きフィルム基板21上に電気泳動素子22を形成した。さらに、電気泳動素子22と、実施例1の有機トランジスタアレイ10の導電層18を接合し、電気泳動パネルを得た(図16参照)。
On the other hand, 20 parts by weight of titanium oxide, 1 part by weight of silicone macromer / methacrylic acid copolymer, 2 parts by weight of silicone polymer grafted carbon black, and 77 parts by weight of silicone oil are mixed and dispersed with an ultrasonic wave for 1 hour to disperse black and white particles. A liquid was prepared. From the obtained black and white particle dispersion,
10 有機薄膜トランジスタアレイ
10a 有機薄膜トランジスタ
11 ガラス基板
12 ゲート電極(走査線)
13 ゲート絶縁膜
14 ソース電極(信号線)
15 ドレイン電極
16 有機半導体層
17 層間絶縁膜
17a 一部
17b 残部
18 導電層
19 絶縁膜
20 電気泳動パネル
21 透明導電膜付きフィルム基板
21a フィルム基板
21b 透明導電膜
22 電気泳動素子
22a マイクロカプセル
22b ウレタン樹脂
30 表示装置
31 情報入力手段
32 筺体
DESCRIPTION OF
13
DESCRIPTION OF
Claims (17)
該ゲート電極上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、
少なくとも該ゲート絶縁膜が形成されたゲート電極上に、空隙を隔ててソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
該ソース電極及びドレイン電極が形成された基板上に、層間絶縁膜の一部を形成する工程と、
少なくとも前記空隙を含む領域に、該層間絶縁膜の一部と接触する有機半導体層を形成する工程と、
少なくとも該有機半導体層上に、層間絶縁膜の残部を形成する工程を有し、
前記層間絶縁膜の一部及び前記層間絶縁膜の残部を同一の材料で形成することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。 On a base plate, forming a Gate electrode,
On the gate electrode, and forming a Gate insulating film,
At least the gate insulating film is formed on the gate electrode, and forming a source over the source electrode及beauty drain electrode at a sky gap,
On the substrate on which the source electrode及beauty drain electrodes are formed, forming a part of the layer insulating film,
In a region including at least the gap, forming a organic semiconductor layer you contact with a portion of the interlayer insulating film,
At least on the organic semiconductor layer, it has a step of forming the remainder of the layer insulating film,
A method of manufacturing an organic thin film transistor, wherein a part of the interlayer insulating film and a remaining part of the interlayer insulating film are formed of the same material .
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