JPH0818125A - 電界効果型トランジスタ、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
電界効果型トランジスタ、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置Info
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- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
- H10K10/40—Organic transistors
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- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
Abstract
ートに印加する電圧によってソース・ドレイン間電流を
大きく変調させることができ、かつ、その動作が安定
で、素子の寿命も長く、作製方法も簡便であるFET、
その製造法及びそのようなFETを用いたコントラスト
が高く,安価,安定で長寿命の液晶表示装置を提供する
こと。 【構成】電界効果型トランジスタにおいて、半導体層に
イオン化ポテンシャルが4.8eV以上の共役系オリゴ
マーを用いることを特徴とする電界効果型トランジスタ
及び該電界効果型トランジスタを用いた液晶表示装置。
また、上記化合物の溶液を用い、湿式法により半導体層
を作製する電界効果型トランジスタの製造法。また、上
記化合物を用い、レーザー加工法及び紫外線照射法によ
って該半導体層をパターンニングする電界効果型トラン
ジスタの製造法。
Description
タ(以下FETと略称する)、特に半導体層に有機化合
物を用いたFET、その製造方法及びそれを用いた液晶
表示装置に関するものである。
ンや、GaAs単結晶を用いたものが知られており、実
用に供されている。しかし、これらは高価であるため、
より安価な有機半導体、即ち有機物質であり、かつ電気
的に半導体的な電気特性を有するもの、具体的にはポリ
アセチレンを使用したFET素子が報告されている(エ
ビサワ他,ジャーナル オブ アプライド フィジック
ス,第54巻,No.6,第3255頁−第3269頁,
F.Ebisawa et al.:Journal of Applied Physics,Vo
l.54,No.6,pp3255−3269)。
では、ポリアセチレンを使用しているため空気中に放置
すると不飽和結合の多いポリアセチレンが容易に酸素,
水の攻撃を受け、比較的速やかに劣化する。従って、ポ
リアセチレンを用いたFETは、安定性に乏しく、かつ
寿命が短く、電気特性に劣ると言う問題点を有してい
る。この改善策として、下記に示す導電性高分子の提案
があった(特開昭62−31174号公報,同62−85224号公
報)。
機半導体は電解重合法で形成でき、安価で、長寿命とさ
れている。
解重合法で行われているため、電極構造と素子構成が著
しく制約されるという問題点がある。
の製造方法に関しては、それら材料のウエハの大きさで
制限されるという問題がある。アモルファスシリコン
膜,ポリシリコン膜を半導体に使ってガラス基板上にF
ETを製造する方法が知られている。アモルファスシリ
コン膜はプラズマCVD法を、また、ポリシリコン膜は
一般に減圧CVD法で作製される。
子を均一に、かつ大面積に製造することは、製造装置の
制約や、プラズマ制御の難しさなどのため、困難であ
る。更に、膜作製前に高真空にする必要があり、これが
スループット低下の一因となっている。
〜600℃の高温で分解することにより、膜作製をする
ために、耐熱性の高い、高価なガラス基板を使用しなけ
ればならないという欠点があった。
を作製することは上述のような困難が伴うため、有機高
分子を半導体に用いる技術が提案されている(特開昭58
−114465号公報)。ここで提案されている有機高分子を
用いた半導体の製造方法は、大面積の基板に触媒を塗布
しその後原料ガスを基板上に導入する方法である。しか
し、触媒を大面積に均一に塗布することは困難であり、
更に、原料ガスを大面積に均一に導入することも困難で
ある。
フィジックス レターズ(Chem.Phys. Lett.)142
巻,103頁,1987年)を用いたものが知られてい
る。しかしながら、金属フタロシアニンは真空蒸着法で
作製するために、多くのFETを同時に、しかも均一に作
る場合には、アモルファスシリコンを半導体層として用
いたFET同様に問題を残す。
定なπ−共役系高分子として溶媒に可溶な前駆体を有
し、その前駆体からの変換により得られるポリチエニレ
ン誘導体が注目されている(特開平4−69971号公報)。
ルカリ、又は酸性下での縮合反応であり、ソース,ドレ
イン電極を侵す可能性がある。そのため、逆スタガー型
トランジスタ構造のような、トランジスタ構造の制限を
受けてしまう。また、得られた膜の電気伝導度が大きい
ため、FETにした場合充分なソース電極とドレイン電
極間電流いわゆるドレイン電流のオンオフ比が得られな
いという問題があった。
シチオフェン誘導体が注目されているが(アドバンスト
マテリアルズ(Advanced Materials)第2巻,592
頁,1990年あるいは特開平4−133351 号公報)、移
動度は大きいものの電気伝導度が高く、そのため充分な
ドレイン電流のオンオフ比が取れないという問題があ
る。オンオフ比が小さい、特にオフ電流が大きい場合に
は、液晶表示装置に用いた際液晶部に印加された電圧が
速くリークしてしまい、結果として表示部のコントラス
トが低下してしまうという問題をもたらす。
合法で得たπ−共役系高分子及び真空蒸着法で得た有機
化合物をFETの半導体層に用いる場合、FETを大面
積基板上に同時に均一に作製することが困難となり、実
用上問題である。また、ゲート電圧を印加しないとき、
即ちFETのオフ状態の時でさえソース電極とドレイン
電極間に比較的大きい電流が流れ、その結果、ドレイン
電流のオンオフ比即ち素子のスイッチング比が小さくな
り、これら素子をスイッチング素子等に利用する場合に
大きな問題点となった。
条件で縮合重合を進めるため、トランジスタ構造の制限
を受けるなど、様々な問題点を有しているのが現状であ
る。本発明は、上記の問題点を解決するためになされた
ものであり、大面積基板上に同時に均一に作製でき、ゲ
ートに印加する電圧によってドレイン電流を大きく変調
させることができるFETを提供することを目的とす
る。さらには、動作が安定で、素子の寿命も長く、作製
方法も簡便にできるFETを提供することを目的とす
る。
る製造方法を提供することを目的とする。
スト比が大きく、安価,安定で表示特性に優れた液晶表
示装置を提供することを目的とする。さらには、安価,
安定で表示特性に優れた大面積の液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
的を解決するために種々の検討を重ねた結果、下記のよ
うな手段が有効であることを見出した。
が4.8eV 以上の共役系オリゴマーを半導体層に用い
ることを特徴とする電界効果型トランジスタを発明し
た。
載の共役系オリゴマーを半導体層に用い、該半導体層の
正孔移動度が0.2cm2/Vs以上であることを特徴とす
る電界効果型トランジスタを発明した。
シャルが4.8eV 以上であり、6個以上12個以下の
繰り返し単位からなる共役系オリゴマーを半導体層に用
いることを特徴とする電界効果型トランジスタを発明し
た。
1)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表し、X
はSおよびSeを表す。また、R1,R2は水素もしく
は置換基を表す。〕で表される化合物を半導体層に用い
ることを特徴とする電界効果型トランジスタを発明し
た。
2)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表す。ま
た、R3は水素,ハロゲン基,シアノ基,ニトロ基及び
置換されていてもよいエステル基,アシル基,アルキル
基,アルコキシ基,アルキルチオ基、アリール基,アル
ケニル基を表し、R4はハロゲン基,シアノ基,ニトロ
基,置換されていてもよいエステル基,アシル基及び電
子吸引性基で置換されているアルキル基,アルコキシ
基,アルキルチオ基,アリール基,アルケニル基を表
す。〕で表される化合物を半導体層に用いることを特徴
とする電界効果型トランジスタを発明した。
3)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表し、R
5,R6は水素,ハロゲン基,シアノ基,ニトロ基及び
置換されていてもよいエステル基,アシル基,アルキル
基,アルコキシ基,アルキルチオ基,アリール基,アル
ケニル基を表す。〕で表される化合物を半導体層に用い
ることを特徴とする電界効果型トランジスタを発明し
た。
オリゴマーを用いることにより、大面積基板上に同時に
均一に作製し、またドレイン電流のオンオフ比を大きく
するFETを実現することができる。さらには、動作が
安定で、素子の寿命も長く、作製方法も簡便にできるF
ETを実現することができる。
載の半導体層の導電性を絶縁膜により隔てられたゲート
電極によって制御することを特徴とする電界効果型トラ
ンジスタを発明した。
ゲート電極に印加する電圧を大きくすることができ、ド
レイン電流を大きく変調できる、即ち大きなスイッチン
グ比を得ることができる。また、基板上での素子特性の
ばらつきを小さくすることができる。
シャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーを半導体層
に用い、基板としてプラスチック基板を用いたことを特
徴とする電界効果型トランジスタを発明した。
で大面積のFET素子を実現することができる。
シャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーの溶液を作
成し、浸積法により半導体層を形成する工程を含むこと
を特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法を発明
した。
ンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーの溶液を
作成し、印刷転写法により半導体層を形成する工程を含
むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法
を発明した。
ンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーの溶液を
作成し、回転塗布法により半導体層を形成する工程を含
むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法
を発明した。
ゲート電極を形成する工程(A),絶縁膜を前記ゲート
電極上に形成する工程(B),イオン化ポテンシャルが
4.8eV以上の共役系オリゴマーの溶液を用いて該共
役系オリゴマーからなる半導体層を形成する工程
(C),前記半導体層上にソース電極及びドレイン電極
を形成する工程(D)を含むことを特徴とする電界効果
型トランジスタの製造方法を発明した。
ソース電極及びドレイン電極を形成する工程(A),前
記ソース電極及び前記ドレイン電極上にイオン化ポテン
シャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーの溶液を用
いて該共役系オリゴマーからなる半導体層を形成する工
程(B),前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程
(C),前記絶縁膜上にゲート電極を形成する工程
(D)を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタ
の製造方法を発明した。
ゲート電極を形成する工程(A),前記ゲート電極上に
絶縁膜を形成する工程(B),前記絶縁膜上にソース電
極及びドレイン電極を形成する工程(C),前記ソース
及び前記ドレイン電極上にイオン化ポテンシャルが4.
8eV 以上の共役系オリゴマーの溶液を用いて該共役
系オリゴマーからなる半導体層を形成する工程(D)を
含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方
法を発明した。
ンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーからなる
半導体層をレーザー加工法によりパターンニングする工
程を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製
造方法を発明した。
ンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーからなる
半導体層を紫外線照射により一部を絶縁化することによ
ってパターンニングする工程を含むことを特徴とする電
界効果型トランジスタの製造方法を発明した。
Tの製造方法によって、ゲート電極に印加する電圧によ
ってドレイン電流を大きく変調させることができ、即ち
大きなスイッチング比を有し、その動作が安定で素子の
寿命も長いFETを、大面積基板上に同時に均一にかつ
簡便に作製できるFETの製造方法を実現できる。
ンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーを半導体
層に用いた電界効果型トランジスタを用いることを特徴
とする液晶表示装置を発明した。
に記載の共役系オリゴマーの正孔移動度が0.2cm2/V
s以上であることを特徴とする液晶表示装置を発明し
た。
に記載の共役系オリゴマーが6個以上12個以下の繰り
返し単位からなることを特徴とする液晶表示装置を発明
した。
(化1)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表
し、XはSおよびSeを表す。また、R1,R2は水素
もしくは置換基を表す。〕で表される化合物を半導体層
に用いた電界効果型トランジスタを使用することを特徴
とする液晶表示装置を発明した。
(化2)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表
す。また、R3は水素,ハロゲン基,シアノ基,ニトロ
基及び置換されていてもよいエステル基,アシル基,ア
ルキル基,アルコキシ基,アルキルチオ基,アリール
基,アルケニル基を表し、R4はハロゲン基,シアノ
基,ニトロ基,置換されていてもよいエステル基,アシ
ル基及び電子吸引性基で置換されているアルキル基,ア
ルコキシ基,アルキルチオ基,アリール基,アルケニル
基を表す。〕で表される化合物を半導体層に用いた電界
効果型トランジスタを使用することを特徴とする液晶表
示装置を発明した。
(化3)〔但し、式中nは6以上12以下の整数を表
し、R5,R6は水素,ハロゲン基,シアノ基,ニトロ
基及び置換されていてもよいエステル基,アシル基,ア
ルキル基,アルコキシ基,アルキルチオ基,アリール
基,アルケニル基を表す。〕で表される化合物を半導体
層に用いた電界効果型トランジスタを使用することを特
徴とする液晶表示装置を発明した。
晶表示装置によって、安価,安定,大面積でかつ表示特
性に優れた液晶表示装置を実現できる。
れば広い範囲から選択することが可能であり、具体的に
は、ガラス,アルミナ燒結体などの無機材料,ポリイミ
ドフィルム,ポリエステルフィルム,ポリエチレンフィ
ルム,ポリフェニレンスルフィド膜,ポリパラキシレン
膜等の各種絶縁性プラスチック等が使用可能である。特
にプラスチック基板を用いると、軽量でフレキシブルな
FETを作製することができ有用である。
クロム,パラジウム,アルミニウム,インジウム,モリ
ブデン等の金属や、ポリシリコン,アモルファスシリコ
ン,錫酸化物,酸化インジウム,インジウム・錫酸化物
(ITO)等の無機材料あるいはポリアニリン,ポリチ
オフェン等の有機材料が使用できる。もちろんこれらの
材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を2
種以上併用しても差し支えない。
蒸着,スパッタリング,めっき,各種CVD成長あるい
は浸積法,印刷転写法,回転塗布法等の方法がある。
化ポテンシャルが4.8eV 以上の共役系オリゴマーを
用いる。望ましくは、4.8eV以上6.0eV以下であ
る。特に、正孔移動度が0.2cm2/Vs以上、さらには
0.2cm2/Vs以上10cm2/Vs以下の共役系オリゴ
マーが望ましい。また、繰り返し単位が6個以上の共役
系オリゴマー、さらには6個以上12個以下の共役系オ
リゴマーが望ましい。具体的な共役系オリゴマーとして
は、例えば
はなく、また2種類以上混合してもよい。
空蒸着法により容易に形成できる。また、浸積法,印刷
転写法及び回転塗布法等の湿式法を用いると、より容易
に均一で大面積の半導体層が作製できる。
の溶液濃度としては、0.1 重量%から10重量%まで
である。好ましい溶液濃度としては、0.1 重量%から
5重量%である。
O2,SiNx,Al2O3 等の無機材料やポリクロロピ
レン,ポリエチレンテレフタレート,ポリオキシメチレ
ン,ポリビニルアセテート,ポリビニルクロライド,ポ
リフッ化ビニリデン,シアノエチルプルラン,ポリメチ
ルメタクリレート,ポリサルフォン,ポリカーボネー
ト,ポリイミド等の有機材料が挙げられるが、もちろん
これらの材料に限られるわけではない。
法としては、有機半導体部形成時と同様に印刷法,スピ
ンコート法、あるいはディップ法が使用でき、有用であ
る。また、ゲート電極にアルミニウムやインジウムなど
の仕事関数の小さな金属を用いた場合には、絶縁膜を用
いることなく上記金属と半導体層とのショットキー接合
を用いたFETを作製することができる。
電極の材料としては、例えば、金,銀,銅,アルミニウ
ム,インジウム,クロム,モリブデン等の金属や、白金
シリサイド,インジウムシリサイド,低抵抗ポリシリコ
ン,低抵抗アモルファスシリコン,錫酸化物,インジウ
ム酸化物,インジウム・錫酸化物(ITO)等の無機材
料やポリアニリンポリチオフェン等の有機材料を用いる
ことができる。特に、半導体層とオーミックコンタクト
が取りやすい、金,銅,クロム,モリブデン,錫酸化
物,インジウム酸化物,インジウム・錫酸化物(IT
O),ポリアニリン及びポリチオフェンが好ましい。
しては、例えばスパッタリング,めっき,CVD法,蒸
着法,クラスタイオンビーム蒸着法等がある。有機材料
の場合は、浸積法,回転塗布法,印刷転写法等のウエッ
ト法で作製することができる。
を、以下のように推定する。
リゴマーに関しては、移動度を大きくすることを中心に
数多くの検討が行われてきた。
かつ適度な結晶性を有することが必要であり、それらの
検討の中から、セクシチオフェン誘導体(アドバンスト
マテリアルズ(Advanced Materials)第2巻,592
頁,1990年)等の移動度の大きな共役系オリゴマー
が見いだされてきた。
きいため、FETに用いた場合ドレイン電流のオンオフ
比が大きくならないという問題があった。
e+np×μp)で表される(但し、eは素電荷、ne
は材料中の電子密度、μeは材料中の電子移動度、np
は材料中の正孔密度、μpは材料中の正孔移動度を表
す。)。
あり、ne,μeは無視できるほど小さい。従って、σ
=enp×μpとなる。正孔移動度μpが大きくなる
と、先の式から必然的に電気伝導度は大きくなってしま
う。其のため、移動度を大きくしてかつ電気伝導度を下
げるには、p型半導体中の正孔密度npを小さくしなけ
ればならない。
の電荷移動反応によって発生すると考えられ、空気中に
おいては、酸素がその電子吸引性物質として作用するも
のと推定される。従って、正孔濃度を小さくするには、
p型半導体と酸素との電荷移動反応を起こりにくくする
必要がある。
型半導体から電子が抜け、酸素に移る反応である。従っ
て、p型半導体からの電子の抜け易さと酸素の電子の受
取易さがこの電荷移動反応の起こりやすさを決定する。
として、イオン化ポテンシャルがある。イオン化ポテン
シャルが大きいということは、材料から電子が1個抜け
る際に多くのエネルギーで必要であるということを意味
する。従って、イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
であると酸素との電荷移動反応が起こりにくくなって正
孔濃度が減少し、電気伝導度が小さくなったと考えられ
る。そのため、イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーを半導体層に用いることによってオ
ンオフ比の大きいFETが得られたものと考えられる。
より、電気伝導度が小さくなり、オンオフ比が大きくな
る。オンオフ比は大きい程良いため、イオン化ポテンシ
ャルも大きい程良い。イオン化ポテンシャルが大きくな
ることにより、電極とのコンタクトが悪くなるという短
所があるが、これは(1)電極との接触部分をドーピン
グするあるいは(2)半導体層と同様な構造を有する導
電性高分子を電極に用いることにより解決可能であるた
め、この短所は容易に克服できる。
は、6個以上12個以下の共役系オリゴマーを用いるこ
とにより高いオン電流が得られるようになり、さらにオ
ンオフ比の大きいFETが得られる。
上の共役系オリゴマーを用いることにより高いオン電流
が得られるようになり、更にオンオフ比の大きいFET
素子を得ることが可能となる。
度も大きい程良い。また、正孔移動度が大きくなること
により、FETの大きさを小さくでき、LCDの開口率
を向上できる。開口率は大きい程良いため、正孔移動度
も大きい程良い。また、正孔移動度が大きくなることに
より、TFT−LCDのドライバー等に用いることも可
能となる。
は、大気下光電子分光装置を用いて測定された値として
定義する。
る。
ロエトキシチオフェンをR.M.Kellogg ほか、ザジャー
ナル オブ オーガニック ケミストリ 第33巻,7
号,2902ページ(1968年)に記載されている方
法と同様に合成した。
オフェン0.01モル(2.61g)を20mlのジエチル
エーテルに溶解させ、マグネシウム0.01モル(0.2
43g)を分散させたジエチルエーテル(20ml)中
に加えてグリニャール試薬を調製した。
フォスフィノ)プロパンニッケル(II)を加え、次いで
2,5′′′′−ジブロモクオータチオフェン0.00
4モル(1.57g)をジエチルエーテルに分散させた分
散液を滴下し一昼夜攪拌して2,5′′′′′′−ジ
(トリフルオロエトキシ)セクシチオフェンを得た。こ
の化合物の蒸着膜のイオン化ポテンシャルを大気下にお
いて光電子分光装置を用いて測定したところ、5.0e
Vであった。
mm×1.1mm のコーニング7059のガラス基板上にC
rを真空蒸着法により作製し、ゲート電極とした。次
に、スパッタ法を用いて580nmのSiO2 膜を形成
し、ゲート絶縁膜とした。次に、真空蒸着法により合成
例1の化合物の薄膜を50nmの膜厚で作製した。
及びドレイン電極を作製した。ソース電極及びドレイン
電極の幅、すなわちチャネル幅は1mm、両電極の間隔す
なわちチャネル長は100μmとした。図1にこのよう
にしてできたFETの構成を示す。
えたときのドレイン電圧VDに対するドレイン電流ID
の特性を図2に示す。
あり、縦軸はドレイン電流IDである。ゲート電圧VG
が0Vの時には、ドレイン電圧VDが大きくなってもド
レイン電流IDはほとんど流れないが、負のゲート電圧
VGを印加した時には大きなドレイン電流IDが流れ
た。
圧VGによってドレイン電流IDを大きく変調すること
ができた。
レイン電流の特性からH. Akimichi他、アプライド フ
ィジックス レターズ 第58巻,14号 1500ペ
ージ(1991年)に記載されている方法でドレイン電
圧−0.5V での正孔移動度を見積もったところ、正孔
移動度は0.23cm2/Vsであった。
ロエトキシチオフェンの代わりに2,5−ジブロモチオ
フェンを用いた以外は合成例1と同様な反応を行い、
2,5′′′′′′−ジブロモセクシチオフェンを合成
した。
ルを大気下において光電子分光装置を用いて測定したと
ころ、5.6eVであった。
着法により作製し、ゲート電極とした。次に、アセトニ
トリルージメチルホルムアミドの1:1混合溶媒にシア
ノエチルプルランを溶解した溶液からキャスト法を用い
て8μmのシアノエチルプルラン膜を作製して、ゲート
絶縁膜とした。次に、真空蒸着法により合成例2の化合
物の薄膜を50nmの膜厚で作製した。
及びドレイン電極を作製した。ソース電極及びドレイン
電極の幅、即ちチャネル幅は1mm、両電極の間隔即ちチ
ャネル長は100μmとした。上記FETにおいて、ゲ
ート電圧VGを変えたときのドレイン電圧VDに対する
ドレイン電流IDの特性を図3に示す。
あり、縦軸はドレイン電流IDである。ゲート電圧VG
が0Vの時には、ドレイン電圧VDが大きくなってもド
レイン電流IDはほとんど流れないが、負のゲート電圧
VGを印加した時には大きなドレイン電流IDが流れ
た。
圧VGによってドレイン電流IDを大きく変調すること
ができた。
0.5Vでの正孔移動度を見積もったところ、0.20cm
2/Vsであった。
物は、合成例1,2と同様な方法で合成可能である。
を用いた以外は実施例1と同様にして、FETを作製し
た。
レイン電圧VDに対するドレイン電流IDの特性を測定
した。これを図4に示す。
あり、縦軸はドレイン電流IDである。
ート電圧VGを印加しない時のドレイン電流IDを小さ
くすることができ、ゲート電圧によって変調できるドレ
イン電流IDは5桁以上に達したのに対し、比較例1で
作製したFETではゲート電圧VGによって変調できる
ドレイン電流IDは4桁程度であった。
ンシャルを測定したところ、4.5eVであった。
0.5Vでの正孔移動度を見積もった結果、0.20cm2
/Vsであった。
を用いた以外は実施例1と同様にして、FETを作製し
た。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ、10000であり、良好なオンオフ比は得
られなかった。この化合物の蒸着膜のイオン化ポテンシ
ャルを測定したところ、4.7eVであった。
圧−0.5Vでの正孔移動度を見積もったところ、0.0
5cm2/Vsであった。
を用いた以外は実施例1と同様にして、FETを作製し
た。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ、13000であり、良好なオンオフ比は得
られなかった。
したところ、4.8eV であった。実施例1と同様な方
法でドレイン電圧−0.5V での正孔移動度を測定した
ところ、0.1cm2/Vsであった。
物「化A」から「化Y」を用いる以外は実施例2と同様
にFETを作製した。表1にそれらのイオン化ポテンシ
ャル、作製したFETのドレイン電圧−0.5V での正
孔移動度及びオンオフ比(VD=−20VでVG=−2
0Vの時のドレイン電流値をVD=−20VでVG=0
Vの時のドレイン電流値で割った値)を示した。
オフ比を示した。
「化I」,「化II」を用いる以外は実施例2と同様にF
ETを作製した。それらのFETのオンオフ比(VD=
−20VでVG=−20Vの時のドレイン電流値をVD
=−20VでVG=0Vの時のドレイン電流値で割った
値)を測定したところ、それぞれ15000,1400
0であった。
ン化ポテンシャルを大気下において光電子分光装置で測
定したところ、それぞれ4.4eV,4.3eVであっ
た。また、実施例1と同様な方法でドレイン電圧−0.
5V での正孔移動度を見積もったところ、それぞれ0.
05cm2/Vs,0.1cm2/Vsであった。
のイオン化ポテンシャルに対するオンオフ比の関係を図
9に示した。
4.8eV 付近でオンオフ比が大きく変化する。
ト基板を用いた以外は実施例1と同様にFETを作製し
た。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ150000であり良好なオンオフ比を示し
た。
ート電極およびゲート絶縁膜を作製した。2,
5′′′′′′−ジ(トリフルオロエトキシ)セクシチ
オフェンの1重量%アセトニトリル溶液を用い、転写ロ
ールと基板との接地幅が1cmとなるように該基板を設置
して印刷し、半導体層を作製した。さらに実施例1と同
様にソース,ドレイン電極を作製しFETを得た。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ160000であり良好なオンオフ比を示し
た。
以外は、実施例5と同様にFETを作製した。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ150000であり良好なオンオフ比を示し
た。
以外は実施例5と同様にFETを作製した。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ150000であり良好なオンオフ比を示し
た。
り、ゲート電極がAlである以外は実施例1と同様にF
ETを作製した。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ50000であり良好なオンオフ比を示し
た。
×1.1mm である以外は実施例5と同様に、基板上の中
央部及び4隅に計5個のFETを同時に作製した。
0VでVG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−
20VでVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)
を測定したところ155000であり良好なオンオフ比
を示した。
ンオフ比(VD=−20VでVG=−20Vの時のドレ
イン電流値をVD=−20VでVG=0Vの時のドレイ
ン電流値で割った値)を測定したところ、オンオフ比は
140000〜165000であり、オンオフ比のバラ
ツキは小さかった。
ゲ−ト電極,ゲート絶縁膜及び2,5′′′′′′−ジ
(トリフルオロエトキシ)セクシチオフェンからなる半
導体層を作製した。次にマスクを介してチャネル部分以
外にエキシマーレーザー光(ArF,195nm)を5
mJ/cm2 の露光量となるように照射し、半導体層をパ
ターンニングした。さらに、実施例1と同様にソース,
ドレイン電極を作製しFETを得た。該FETのオンオ
フ比(VD=−20VでVG=−20Vの時のドレイン
電流値をVD=−20VでVG=0Vの時のドレイン電
流値で割った値)を測定したところ160000であり
良好なオンオフ比を示した。
ゲート電極,ゲート絶縁膜及び2,5′′′′′′ージ
(トリフルオロエトキシ)セクシチオフェンからなる半
導体層を作製した。次にマスクを介してチャネル部分以
外に100Wの水銀灯の光を10分間照射し、チャネル
部分以外を絶縁体化した。
ン電極を作製しFETを得た。
VG=−20Vの時のドレイン電流値をVD=−20V
でVG=0Vの時のドレイン電流値で割った値)を測定
したところ160000であり良好なオンオフ比を示し
た。
に透明な基板7上に透明なコモン電極8を形成した。基
板9にはゲート電極2,ゲート絶縁膜3,半導体層4,
ソース及びドレイン電極10を実施例1と同じ材料を用
いて同様に作製した。
た。さらに、コモン電極8及び保護膜12上に一定方向
にラビングした配向膜13,14を形成した。この時、
配向膜のラビング方向は13と14が直交するようにし
た。
ック液晶15を挟持した。基板7,9の外側に偏光板1
6,17を設けた。この時、偏光板16,17の偏光方
向はそれぞれ配向膜13,14のラビング方向と同じ方
向である。
圧・信号供給回路19,前記回路18,19に制御信
号,データ信号及び電源電圧の供給源20を付設した。
ェニルシクロヘキサン系化合物を主成分とする組成物Z
LI−4580(メルク社製)を、配向膜にはポリイミ
ドRN−718(日産化学社製)を、偏光板にはポリビ
ニルアルコール系材料G1220DU(日東電工社製)
をそれぞれ用いた。
画素部分のコントラスト比は150であり、良好な表示
が得られた。
の化A,化E及び化Wを用いた以外は実施例12と同様
に液晶表示装置を作製した。これらの液晶表示装置を点
灯評価したところ、それぞれコントラスト比は、14
0,150,100であり、良好な表示が得られた。
いて、半導体層にイオン化ポテンシャルが4.8eV 以
上の共役系オリゴマーを用いることにより、大面積基板
上に同時に均一に作製でき、ゲートに印加する電圧によ
ってドレイン電流を大きく変調させることができるFE
Tを得ることができる。
く、作製方法も簡便にできるFETを提供することがで
きる。
る製造方法を提供することができる。
スト比が大きく、安価,安定で表示特性に優れた液晶表
示装置を提供することができる。さらには、安価,安定
で表示特性に優れた大面積の液晶表示装置を提供するこ
とができる。
係。
膜、4…半導体層、5…ドレイン電極、6…ソース電
極、8…コモン電極、10…ソース及びドレイン電極、
11…画素電極、12…保護膜、13,14…配向膜、
15…ネマチック液晶、16,17…偏光板、18…コ
モン電圧供給回路、19…走査電圧・信号供給回路、2
0…制御信号,データ信号及び電源電圧の供給源。
Claims (22)
- 【請求項1】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上の
共役系オリゴマーを半導体層に用いることを特徴とする
電界効果型トランジスタ。 - 【請求項2】請求項1記載の共役系オリゴマーを半導体
層に用い、該半導体層の正孔移動度が0.2cm2/Vs
以上であることを特徴とする電界効果型トランジスタ。 - 【請求項3】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上で
あり、6個以上12個以下の繰り返し単位を有する共役
系オリゴマーを半導体層に用いることを特徴とする電界
効果型トランジスタ。 - 【請求項4】下記一般式(化1)〔但し、式中nは6以
上12以下の整数を表し、XはSおよびSeを表す。ま
た、R1,R2は水素もしくは置換基を表す。〕で表さ
れる化合物を半導体層に用いることを特徴とする電界効
果型トランジスタ。 【化1】 - 【請求項5】下記一般式(化2)〔但し、式中nは6以
上12以下の整数を表す。また、R3は水素,ハロゲン
基,シアノ基,ニトロ基及び置換されていてもよいエス
テル基,アシル基,アルキル基,アルコキシ基,アルキ
ルチオ基,アリール基,アルケニル基を表し、R4はハ
ロゲン基,シアノ基,ニトロ基,置換されていてもよい
エステル基,アシル基及び電子吸引性基で置換されてい
るアルキル基,アルコキシ基,アルキルチオ基,アリー
ル基,アルケニル基を表す。〕で表される化合物を半導
体層に用いることを特徴とする電界効果型トランジス
タ。 【化2】 - 【請求項6】下記一般式(化3)〔但し、式中nは6以
上12以下の整数を表し、R5,R6は水素,ハロゲン
基,シアノ基,ニトロ基及び置換されていてもよいエス
テル基,アシル基,アルキル基,アルコキシ基,アルキ
ルチオ基,アリール基,アルケニル基を表す。〕で表さ
れる化合物を半導体層に用いることを特徴とする電界効
果型トランジスタ。 【化3】 - 【請求項7】請求項4記載の半導体層の導電性を絶縁膜
により隔てられたゲート電極によって制御することを特
徴とする電界効果型トランジスタ。 - 【請求項8】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上の
共役系オリゴマーを半導体層に用い、基板としてプラス
チック基板を用いたことを特徴とする電界効果型トラン
ジスタ。 - 【請求項9】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上の
共役系オリゴマーの溶液を作成し、浸積法により半導体
層を形成する工程を含むことを特徴とする電界効果型ト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項10】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーの溶液を作成し、印刷転写法により
半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする電界効
果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項11】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーの溶液を作成し、回転塗布法により
半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする電界効
果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項12】絶縁基板上にゲート電極を形成する工程
(A),絶縁膜を前記ゲート電極上に形成する工程
(B),イオン化ポテンシャルが4.8eV以上の共役系
オリゴマーの溶液を用いて該共役系オリゴマーからなる
半導体層を形成する工程(C),前記半導体層上にソー
ス電極及びドレイン電極を形成する工程(D)を含むこ
とを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項13】絶縁基板上にソース電極及びドレイン電
極を形成する工程(A),前記ソース電極及び前記ドレ
イン電極上にイオン化ポテンシャルが4.8eV 以上の
共役系オリゴマーの溶液を用いて該共役系オリゴマーか
らなる半導体層を形成する工程(B),前記半導体層上
に絶縁膜を形成する工程(C),前記絶縁膜上にゲート
電極を形成する工程(D)を含むことを特徴とする電界
効果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項14】絶縁基板上にゲート電極を形成する工程
(A),前記ゲート電極上に絶縁膜を形成する工程
(B),前記絶縁膜上にソース電極及びドレイン電極を
形成する工程(C),前記ソース及び前記ドレイン電極
上にイオン化ポテンシャルが4.8eV以上の共役系オ
リゴマーの溶液を用いて該共役系オリゴマーからなる半
導体層を形成する工程(D)を含むことを特徴とする電
界効果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項15】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーからなる半導体層をレーザー加工法
によりパターンニングする工程を含むことを特徴とする
電界効果型トランジスタの製造方法。 - 【請求項16】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーからなる半導体層を紫外線照射によ
り一部を絶縁化することによってパターンニングする工
程を含むことを特徴とする電界効果型トランジスタの製
造方法。 - 【請求項17】イオン化ポテンシャルが4.8eV 以上
の共役系オリゴマーを半導体層に用いた電界効果型トラ
ンジスタを用いることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項18】請求項17記載の共役系オリゴマーの正
孔移動度が0.2cm2/Vs以上であることを特徴とする
液晶表示装置。 - 【請求項19】請求項17記載の共役系オリゴマーが6
個以上12個以下の繰り返し単位からなることを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項20】下記一般式(化1)〔但し、式中nは6
以上12以下の整数を表し、XはSおよびSeを表す。
また、R1,R2は水素もしくは置換基を表す。〕で表
される化合物を半導体層に用いた電界効果型トランジス
タを使用することを特徴とする液晶表示装置。 【化4】 - 【請求項21】下記一般式(化2)〔但し、式中nは6
以上12以下の整数を表す。また、R3は水素,ハロゲ
ン基,シアノ基,ニトロ基及び置換されていてもよいエ
ステル基,アシル基,アルキル基,アルコキシ基,アル
キルチオ基,アリール基,アルケニル基を表し、R4は
ハロゲン基,シアノ基,ニトロ基,置換されていてもよ
いエステル基,アシル基及び電子吸引性基で置換されて
いるアルキル基,アルコキシ基,アルキルチオ基,アリ
ール基,アルケニル基を表す。〕で表される化合物を半
導体層に用いた電界効果型トランジスタを使用すること
を特徴とする液晶表示装置。 【化5】 - 【請求項22】下記一般式(化3)〔但し、式中nは6
以上12以下の整数を表し、R5,R6は水素,ハロゲ
ン基,シアノ基,ニトロ基及び置換されていてもよいエ
ステル基,アシル基,アルキル基,アルコキシ基,アル
キルチオ基,アリール基,アルケニル基を表す。〕で表
される化合物を半導体層に用いた電界効果型トランジス
タを使用することを特徴とする液晶表示装置。 【化6】
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