JPWO2007135911A1 - Method for forming organic thin film transistor and organic thin film transistor - Google Patents

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Abstract

塗布法によってキャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタを形成できる有機薄膜トランジスタの形成方法、及び該形成方法によって形成される有機薄膜トランジスタを提供することは、有機半導体材料を含む塗布液を基板の上に供給、塗布して、乾燥させることにより成膜される有機薄膜トランジスタの形成方法において、トランジスタのチャネル領域に有機半導体膜の重心を含まないことを特徴とする有機薄膜トランジスタの形成方法、及び該形成方法によって形成される有機薄膜トランジスタによって達成される。An organic thin film transistor forming method capable of forming an organic thin film transistor having high carrier mobility by a coating method, and an organic thin film transistor formed by the forming method are provided by supplying and applying a coating liquid containing an organic semiconductor material onto a substrate. Then, in the method for forming an organic thin film transistor formed by drying, the organic thin film transistor forming method is characterized in that the channel region of the transistor does not include the center of gravity of the organic semiconductor film, and the organic thin film transistor is formed by the forming method. Achieved by organic thin film transistors.

Description

本発明は、有機薄膜トランジスタの形成方法、及び該形成方法によって形成される有機薄膜トランジスタに関する。   The present invention relates to a method for forming an organic thin film transistor and an organic thin film transistor formed by the method.

近年、有機半導体を半導体チャネルとして使用する有機薄膜トランジスタ(有機TFT)が種々検討されている。有機半導体は無機半導体に比べて加工が容易であり、プラスチック支持体との親和性が高いので薄層デバイスとしての魅力がある。   In recent years, various organic thin film transistors (organic TFTs) using an organic semiconductor as a semiconductor channel have been studied. Organic semiconductors are easier to process than inorganic semiconductors and have high affinity with plastic supports, making them attractive as thin-layer devices.

有機半導体膜の形成方法としては蒸着による方法が代表的であるが、材料の特性により種々の方法が用いられる。その中でも、塗布あるいはインクジェット等、有機半導体材料の溶液を基板に適用する常圧ウエットプロセスにより、蒸着等よりも容易に薄膜が得られるという特徴がある。   As a method for forming the organic semiconductor film, a vapor deposition method is typical, but various methods are used depending on the characteristics of the material. Among these, a thin film can be obtained more easily than vapor deposition or the like by an atmospheric pressure wet process in which a solution of an organic semiconductor material is applied to a substrate, such as coating or ink jet.

しかし、ウエットプロセスによる製膜は簡便な反面、高移動度の薄膜を安定に形成することが困難であり、その方法については未だ確立されていない。そのため、所望の位置に所望の移動度の薄膜を形成する方法が確立されていない。   However, the film formation by the wet process is simple, but it is difficult to stably form a thin film with high mobility, and the method has not been established yet. Therefore, a method for forming a thin film having a desired mobility at a desired position has not been established.

従来、有機薄膜トランジスタの製造工程における有機半導体膜の形成方法として、有機半導体材料を用いて必要とされるよりも大きな面積を有する薄膜を形成し、これをパターニングして不要な部分を除去することによって成形する方法が広く用いられている。また、ゲート電極もタンタル、アルミニウム等の導電性薄膜を形成し、これをパターニングして作製されることが多い。   Conventionally, as a method of forming an organic semiconductor film in an organic thin film transistor manufacturing process, a thin film having a larger area than that required by using an organic semiconductor material is formed, and this is patterned to remove unnecessary portions. A method of forming is widely used. In many cases, the gate electrode is also formed by forming a conductive thin film such as tantalum or aluminum and patterning it.

また、微細な形状の薄膜はインクジェット法によっても形成される。例えば、有機半導体材料を含む溶液をインクジェット式吐出装置によって基板上に吐出して、有機半導体膜を形成する方法が提案されている。インクジェット法によって吐出する場合、基板表面の濡れ性によっては吐出された液滴が濡れ拡がり、微細なパターンを正確に描くことが困難な場合もある。   A thin film having a fine shape can also be formed by an inkjet method. For example, a method has been proposed in which an organic semiconductor film is formed by discharging a solution containing an organic semiconductor material onto a substrate using an inkjet discharge device. When ejected by an inkjet method, depending on the wettability of the substrate surface, the ejected droplets may spread out and it may be difficult to accurately draw a fine pattern.

そこで、吐出された液滴が所望のパターンに従って配置されるように、基板表面に予めバンクを形成して液滴の配置を制御する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。更に、基板上に供給された有機半導体材料を含む液滴の周縁部(エッジ部)は乾燥が速く、周縁部に有機半導体材料を析出させることによって、有機半導体膜を形成させ、更にチャネル領域に電極を設けて有機薄膜トランジスタを作製技術(例えば、特許文献3参照。)も知られている。
特開昭59−75205号公報 特開2000−353594号公報 特開2006−49810号公報
In view of this, a method has been proposed in which a bank is formed in advance on the surface of a substrate to control the arrangement of the droplets so that the discharged droplets are arranged according to a desired pattern (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). Furthermore, the peripheral portion (edge portion) of the droplet containing the organic semiconductor material supplied on the substrate dries quickly, and the organic semiconductor material is deposited on the peripheral portion to form an organic semiconductor film, and further to the channel region. A technique for manufacturing an organic thin film transistor by providing an electrode (see, for example, Patent Document 3) is also known.
JP 59-75205 A JP 2000-353594 A JP 2006-49810 A

本発明の目的は、塗布法によってキャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタを形成できる有機薄膜トランジスタの形成方法、及び該形成方法によって形成される有機薄膜トランジスタを提供することである。   The objective of this invention is providing the formation method of an organic thin-film transistor which can form an organic thin-film transistor with high carrier mobility by the apply | coating method, and the organic thin-film transistor formed by this formation method.

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following configurations.

1.有機半導体材料を含む塗布液を基板の上に供給、塗布して、乾燥させることにより成膜される有機薄膜トランジスタの形成方法において、チャネル領域に有機半導体膜の重心を含まないことを特徴とする有機薄膜トランジスタの形成方法。   1. A method for forming an organic thin film transistor in which a coating liquid containing an organic semiconductor material is supplied onto a substrate, applied, and dried, and the channel region does not include the center of gravity of the organic semiconductor film. A method for forming a thin film transistor.

2.前記有機半導体膜は基板上で結晶性を有する薄膜を形成していることを特徴とする前記1に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。   2. 2. The method of forming an organic thin film transistor according to 1 above, wherein the organic semiconductor film forms a thin film having crystallinity on a substrate.

3.前記基板の表面エネルギーが1.0×10-2〜7.0×10-2Nm-1であることを特徴とする前記1または2に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。3. 3. The method of forming an organic thin film transistor according to 1 or 2 above, wherein the substrate has a surface energy of 1.0 × 10 −2 to 7.0 × 10 −2 Nm −1 .

4.前記有機半導体膜の面積が100nm2以上、10cm2以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。4). 4. The method for forming an organic thin film transistor according to any one of 1 to 3, wherein the area of the organic semiconductor film is 100 nm 2 or more and 10 cm 2 or less.

5.前記有機半導体材料の分子量が100以上、5000以下であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。   5). 5. The method for forming an organic thin film transistor according to any one of 1 to 4, wherein the organic semiconductor material has a molecular weight of 100 or more and 5000 or less.

6.前記有機半導体材料が分子中にヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。   6). 6. The method of forming an organic thin film transistor according to any one of 1 to 5, wherein the organic semiconductor material is a condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom in the molecule.

7.前記分子中にヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物が6,13−ビスアルキルシリルエチニルペンタセンであることを特徴とする前記6に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。   7. 7. The method for forming an organic thin film transistor according to 6 above, wherein the condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom in the molecule is 6,13-bisalkylsilylethynylpentacene.

8.前記1〜7のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法により形成されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。   8). 8. An organic thin film transistor formed by the method for forming an organic thin film transistor according to any one of 1 to 7 above.

本発明により、塗布法によってキャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタを形成できる有機薄膜トランジスタの形成方法、及び該形成方法により形成された有機薄膜トランジスタを提供することができた。   According to the present invention, an organic thin film transistor forming method capable of forming an organic thin film transistor having high carrier mobility by a coating method and an organic thin film transistor formed by the forming method can be provided.

本発明に係る有機薄膜トランジスタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the organic thin-film transistor which concerns on this invention. 本発明に係る有機TFTシートの概略等価回路図の一例である。It is an example of the schematic equivalent circuit diagram of the organic TFT sheet which concerns on this invention. 酸化ケイ素皮膜上に形成されたマイクロインジェクターによる円形有機半導体膜の端部から250μmの位置に形成されたソース・ドレイン電極を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the source / drain electrode formed in the position of 250 micrometers from the edge part of the circular organic semiconductor film by the microinjector formed on the silicon oxide film. 酸化ケイ素皮膜上に形成されたマイクロインジェクターによる線状有機半導体膜の長辺端部から250μmの位置に形成されたソース・ドレイン電極を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the source / drain electrode formed in the position of 250 micrometers from the long side edge part of the linear organic semiconductor film by the microinjector formed on the silicon oxide film. 酸化ケイ素皮膜上に形成されたマイクロインジェクターによる線状有機半導体膜の短辺端部から2.5mmの位置に形成されたソース・ドレイン電極を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the source / drain electrode formed in the position of 2.5 mm from the short side edge part of the linear organic semiconductor film by the microinjector formed on the silicon oxide film. 酸化ケイ素皮膜上にソース・ドレイン電極を形成し、その上に形成された有機半導体膜端からの最短距離が約1μmの位置にチャネル領域が位置するボトムコンタクト型有機TFT素子を模式的に示す図である。The figure which shows typically the bottom contact type organic TFT element which forms a source-drain electrode on a silicon oxide film, and a channel area | region is located in the position whose shortest distance from the organic-semiconductor film edge formed on it is about 1 micrometer. It is. 酸化ケイ素皮膜上にソース・ドレイン電極を形成し、その上に形成された有機半導体膜端からの最短距離が約1μmの位置にチャネル領域が位置するボトムコンタクト型有機TFT素子を模式的に示す図である。The figure which shows typically the bottom contact type organic TFT element which forms a source-drain electrode on a silicon oxide film, and a channel area | region is located in the position whose shortest distance from the organic-semiconductor film edge formed on it is about 1 micrometer. It is.

符号の説明Explanation of symbols

1 有機半導体層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 絶縁層
6 支持体
7 ゲートバスライン
8 ソースバスライン
10 有機TFTシート
11 有機TFT
12 出力素子
13 蓄積コンデンサ
14 垂直駆動回路
15 水平駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic-semiconductor layer 2 Source electrode 3 Drain electrode 4 Gate electrode 5 Insulating layer 6 Support body 7 Gate bus line 8 Source bus line 10 Organic TFT sheet 11 Organic TFT
12 Output element 13 Storage capacitor 14 Vertical drive circuit 15 Horizontal drive circuit

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

本発明はインクジェット等のダイレクトパターン半導体層を成膜し、膜内のチャネルの配置を工夫することにより、所望の位置で所望の移動度の薄膜を形成する技術である。   The present invention is a technique for forming a thin film having a desired mobility at a desired position by forming a direct pattern semiconductor layer such as an ink jet and devising the arrangement of channels in the film.

半導体溶液を基板上に供給すると液滴周縁部から乾燥が開始し、追随して次第に液滴内部にも乾燥が進行する。つまり、例えば、円形の液滴は周縁部から円の中心に向かって溶媒揮発が進行して成膜され、円中心付近では四方八方から進行してきた成膜領域が融合するため、高密度に領域境界が存在する。この領域をチャネルから避けることにより、高移動度の性能の安定した素子を作製できることを見出した。即ち、有機半導体膜の重心位置以外の位置にチャネル層を形成することで、高移動度の性能の安定した素子を作製できることを見出した。   When the semiconductor solution is supplied onto the substrate, the drying starts from the periphery of the droplet, and the drying gradually progresses inside the droplet. In other words, for example, a circular droplet is formed by evaporation of the solvent from the peripheral part toward the center of the circle, and the film formation region that has progressed from all directions is fused in the vicinity of the center of the circle. There is a boundary. It was found that by avoiding this region from the channel, a device with high mobility and stable performance can be manufactured. That is, it has been found that by forming a channel layer at a position other than the position of the center of gravity of the organic semiconductor film, it is possible to fabricate an element with a high mobility performance.

本発明の有機薄膜トランジスタの形成方法は、塗布により良好に駆動する有機薄膜トランジスタを提供することができる。   The method for forming an organic thin film transistor of the present invention can provide an organic thin film transistor that is driven well by coating.

有機薄膜トランジスタは支持体上に有機半導体層で連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、支持体上に先ずゲート電極とを有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。本発明の有機薄膜トランジスタの形成方法により得られる有機薄膜トランジスタは、これらトップゲート型及びボトムゲート型のいずれでもよく、またその形態を問わない。   An organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor layer on a support, a top gate type having a gate electrode on the support, and a gate electrode first on the support. And a bottom gate type having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel through a gate insulating layer. The organic thin film transistor obtained by the method for forming an organic thin film transistor of the present invention may be either a top gate type or a bottom gate type, and the form thereof is not limited.

また、本発明のプロセスで用いられる有機薄膜トランジスタにおける有機半導体チャネル(活性層)を構成する有機半導体膜は、低分子有機半導体材料として機能するものであればどのような有機化合物を選択してもよいが、分子量として重量平均分子量が100以上、5000以下のものであることが好ましい。   Any organic compound may be selected as the organic semiconductor film constituting the organic semiconductor channel (active layer) in the organic thin film transistor used in the process of the present invention as long as it functions as a low molecular organic semiconductor material. However, it is preferable that a weight average molecular weight is 100 or more and 5000 or less as a molecular weight.

本発明に用いられる有機半導体材料としては、分子中にヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物が好ましく、特にSi、S、Sn、O、N、Geのヘテロ原子が好ましい。縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、へプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、フタロシアニン、ポルフィリン等の化合物及びこれらの誘導体が挙げられる。   As the organic semiconductor material used in the present invention, a condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom in the molecule is preferable, and a hetero atom of Si, S, Sn, O, N, or Ge is particularly preferable. Examples of the condensed polycyclic aromatic compound include anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, thacumanthracene, bisanthene, zeslen, heptazelene. And compounds such as pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, phthalocyanine, porphyrin, and derivatives thereof.

より具体的には、Si、S、Sn、O、N、Geのヘテロ原子を含む下記一般式(OSC1)で表される縮合多環芳香族化合物が好ましい。   More specifically, a condensed polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (OSC1) containing a hetero atom of Si, S, Sn, O, N, and Ge is preferable.

式中、R1〜R6は水素原子または置換基を表し、Z1またはZ2は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、n1またはn2は0〜3の整数を表す。In the formula, R 1 to R 6 represent a hydrogen atom or a substituent, Z 1 or Z 2 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and n1 or n2 Represents an integer of 0 to 3.

一般式(OSC1)において、R1〜R6で各々表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、t−オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基)、芳香族複素環基(ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロ
キシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基)等が挙げられる。
In the general formula (OSC1), examples of the substituent represented by R 1 to R 6 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, t-butyl group, pentyl group, t-pentyl group). Group, hexyl group, octyl group, t-octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group), alkenyl group (for example, vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, isopropenyl group), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group), aromatic hydrocarbon group (aromatic carbocyclic group) Also referred to as an aryl group, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, Til group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group), aromatic heterocyclic group (also called heteroaryl group, for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group , Pyrrolyl group, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl group, 1,2,3-triazol-1-yl group), oxazolyl group , Benzoxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, isothiazolyl, furazanyl, thienyl, quinolyl, benzofuryl, dibenzofuryl, benzothienyl, dibenzothienyl, indolyl, carbazolyl, carbolinyl, dia The carbazolyl group (Indicates that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (for example, pyrrolidyl group Imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group), cycloalkoxy group (for example, Cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group), aryloxy group (for example, phenoxy group, naphthyloxy group), alkylthio group (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecyl group) Thio group), cycloalkylthio group (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group), arylthio group (for example, phenylthio group, naphthylthio group), alkoxycarbonyl group (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl) Group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group), aryloxycarbonyl group (for example, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, Butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylamino Sulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecyl) Carbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group) Amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group) Mino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, Dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylamino Carbonyl group), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group) Octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecyl) Sulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group) , Arylsulfonyl group (phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, Tilamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine) Atom), fluorinated hydrocarbon group (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group) , Triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group) and the like.

これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。   These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.

一般式(OSC1)において、Z1またはZ2で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記R1〜R6で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。In the general formula (OSC1), the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group represented by Z 1 or Z 2 are aromatic carbon atoms described as substituents represented by R 1 to R 6 , respectively. It is synonymous with a hydrogen group and an aromatic heterocyclic group, respectively.

更に、Si、S、Sn、O、N、Geのヘテロ原子を含む下記一般式(OSC2)で表される縮合多環芳香族化合物が好ましい。   Furthermore, the condensed polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (OSC2) containing a hetero atom of Si, S, Sn, O, N, and Ge is preferable.

式中、R7またはR8は水素原子または置換基を表し、Z1またはZ2は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、n1またはn2は0〜3の整数を表す。In the formula, R 7 or R 8 represents a hydrogen atom or a substituent, Z 1 or Z 2 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and n1 or n2 Represents an integer of 0 to 3.

一般式(OSC2)において、R7またはR8で表される置換基は一般式(OSC1)においてR1〜R6で各々表される置換基と同義である。また、Z1またはZ2で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記R1〜R6で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。In the general formula (OSC2), the substituent represented by R 7 or R 8 has the same meaning as the substituents represented by R 1 to R 6 in the general formula (OSC1). The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group represented by Z 1 or Z 2 are the aromatic hydrocarbon groups and aromatic groups described as the substituents represented by R 1 to R 6 , respectively. Each has the same meaning as a heterocyclic group.

前記一般式(OSC2)において、更に置換基R7及びR8が一般式(SG1)で表されることが好ましい。In the general formula (OSC2), the substituents R 7 and R 8 are preferably represented by the general formula (SG1).

式中、R9〜R11は置換基を表し、Xはケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、またはスズ(Sn)を表す。上記一般式(SG1)において、R9〜R11で表される置換基は前記一般式(OSC1)におけるR1〜R6で表される置換基と同義である。In the formula, R 9 to R 11 represent substituents, and X represents silicon (Si), germanium (Ge), or tin (Sn). In the said general formula (SG1), the substituent represented by R < 9 > -R < 11 > is synonymous with the substituent represented by R < 1 > -R < 6 > in the said general formula (OSC1).

以下に、前記一般式(OSC2)で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (OSC2) are shown below, but are not limited thereto.

上記例示化合物の中で特に好ましくは、OSC2−1で具体的に挙げられる6,13−ビスアルキルシリルエチニルペンタセンである。   Among the above exemplified compounds, particularly preferred is 6,13-bisalkylsilylethynylpentacene specifically exemplified by OSC2-1.

有機半導体材料として、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体を本発明に係る上記ヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物に加えて用いることができる。特にポリチオフェン及びそのオリゴマーの内、チオフェン6量体であるα−セクシチオフェンα,ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α,ω−ビス(3−ブトキシプロピル)−α−セクシチオフェン、等のオリゴマーが好適に用いることができる。   Examples of organic semiconductor materials include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone compound Further, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives thereof can be used in addition to the condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom according to the present invention. In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexithiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3-butoxypropyl) ) -Α-secthiothiophene and the like can be suitably used.

更に銅フタロシアニンや特開平11−251601号公報に記載のフッ素置換銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類、ナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド、N,N′−ビス(4−トリフルオロメチルベンジル)ナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミドとともに、N,N′−ビス(1H,1H−ペルフルオロオクチル)、N,N′−ビス(1H,1H−ペルフルオロブチル)及びN,N′−ジオクチルナフタレン1,4,5,8−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン2,3,6,7−テトラカルボン酸ジイミド等のナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン2,3,6,7−テトラカルボン酸ジイミド等のアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類等の縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、C60、C70、C76、C78、C84等フラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等が挙げられる。   Further, metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and fluorine-substituted copper phthalocyanine described in JP-A-11-251601, naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N′-bis (4-trifluoromethyl) Benzyl) naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N'-bis (1H, 1H-perfluorooctyl), N, N'-bis (1H, 1H-perfluorobutyl) and N, N '-Dioctylnaphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide derivative, naphthalene tetracarboxylic acid diimides such as naphthalene 2,3,6,7-tetracarboxylic acid diimide, and anthracene 2,3,6,7- Condensed ring tetracarbos such as tetracarboxylic diimides and other anthracene tetracarboxylic diimides Acid diimides, C60, C70, C76, C78, fullerenes, etc. C84, carbon nanotubes SWNT like, merocyanine dyes, and dyes such as hemicyanine dyes.

これらのπ共役系材料の内でも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。   Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, and metal phthalocyanines is preferable.

また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン(TTF)−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン(BEDTTTF)−過塩素酸錯体、BEDTTTF−ヨウ素錯体、TCNQ−ヨウ素錯体、等の有機分子錯体も用いることができる。更にポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開2000−260999号公報に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。   Other organic semiconductor materials include tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex. Organic molecular complexes such as can be also used. Furthermore, (sigma) conjugated polymers, such as polysilane and polygermane, and organic-inorganic hybrid material as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-260999 can also be used.

本発明は、塗布法によって有機半導体膜を形成し、該有機半導体膜上にチャネル層を形成する有機薄膜トランジスタの形成方法において、チャネル層を有機半導体膜の重心以外の位置に形成することを特徴とする。   The present invention provides an organic thin film transistor forming method in which an organic semiconductor film is formed by a coating method, and a channel layer is formed on the organic semiconductor film, wherein the channel layer is formed at a position other than the center of gravity of the organic semiconductor film. To do.

本発明において、有機半導体膜は基板上で結晶性を有する薄膜を形成している。結晶性を有する薄膜とは、偏光顕微鏡により膜を回転させたときに周期的に輝度変化を示す領域が存在すること、またはX線反射スペクトルにピークを示すことを言う。   In the present invention, the organic semiconductor film forms a thin film having crystallinity on the substrate. A thin film having crystallinity means that there is a region that periodically changes in luminance when the film is rotated by a polarizing microscope, or that a peak appears in the X-ray reflection spectrum.

また、本発明は有機半導体膜の面積が100nm2以上、10cm2以下であることを特徴とする。100nm2以下では、いかなる有機溶媒を使用しても液滴が微小なため溶媒揮発速度が非常に速く、良質の結晶成長には不十分なタイムスケールである。10cm2以上では溶媒の揮発速度が遅く結晶成長に対しては適しているが、生産性が低く、基板が低表面エネルギーの場合には製膜位置の精度が低下する。Further, the present invention is characterized in that the area of the organic semiconductor film is 100 nm 2 or more and 10 cm 2 or less. Below 100 nm 2 , even if any organic solvent is used, the droplets are very small and the solvent volatilization rate is very fast, which is an insufficient time scale for high-quality crystal growth. If it is 10 cm 2 or more, the volatilization rate of the solvent is slow and suitable for crystal growth, but the productivity is low, and when the substrate has low surface energy, the accuracy of the film forming position is lowered.

有機半導体膜を形成しようとする絶縁体表面は、例えば、ボトムゲート型有機薄膜トランジスタの場合、酸化膜付きシリコンウエハー基板の表面等であるが、該基板上に有機半導体膜を形成して、更にソース電極とドレイン電極を形成し有機半導体層を連結することで、ボトムゲート型有機薄膜トランジスタを形成することができる。シリコンウエハーはゲートを兼ね、表面に形成された酸化膜(酸化ケイ素膜)がゲート絶縁層を構成している。   The insulator surface on which the organic semiconductor film is to be formed is, for example, the surface of a silicon wafer substrate with an oxide film in the case of a bottom gate type organic thin film transistor. A bottom-gate organic thin film transistor can be formed by forming an electrode and a drain electrode and connecting organic semiconductor layers. The silicon wafer also serves as a gate, and an oxide film (silicon oxide film) formed on the surface forms a gate insulating layer.

また、トップゲート型の場合、例えば、絶縁体である支持体上に先ず有機半導体層を形成し、この上にソース電極とドレイン電極を形成し、その上に更にゲート絶縁層を介してゲート電極を形成して、有機薄膜トランジスタが形成される。この場合においては、最初に有機半導体材料溶液を適用して、有機半導体膜(層)を形成する支持体(絶縁体)表面が絶縁体表面を構成する。   Further, in the case of the top gate type, for example, an organic semiconductor layer is first formed on a support which is an insulator, a source electrode and a drain electrode are formed thereon, and a gate electrode is further formed thereon via a gate insulating layer. To form an organic thin film transistor. In this case, the organic semiconductor material solution is first applied, and the support (insulator) surface on which the organic semiconductor film (layer) is formed constitutes the insulator surface.

いずれの場合においても、キャリア移動度の高い有機半導体膜をそれぞれ基板上、即ち基板となる絶縁体表面に形成する工程が必要であり、また微細な構造を有するTFTシートを形成するためには、これら有機半導体材料溶液を微細でパターニング精度よく、基板上に適用できるものでなければならない。   In any case, it is necessary to form an organic semiconductor film having a high carrier mobility on the substrate, that is, on the surface of the insulator serving as the substrate, and in order to form a TFT sheet having a fine structure, These organic semiconductor material solutions must be fine and can be applied to the substrate with high patterning accuracy.

これらの有機半導体膜は有機薄膜トランジスタを構成する場合、ゲート絶縁膜、例えば、シリコンの熱酸化膜等の疎水性の高い絶縁性膜を有する基板上に形成されるため、前記有機半導体材料を溶解する溶媒は、適用する表面との親和性を有している溶媒は沸点が70℃以上、250℃以下であることが好ましく、例えば、トルエン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の鎖状脂肪族炭化水素、またシクロヘキサン、シクロペンタン等の環状脂肪族炭化水素等、脂肪族炭化水素類、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル類、テトラヒドロフランやジオキサン等の環状エーテル、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類等が挙げられる。また、これらの溶媒は混合して用いてもよい。また、有機半導体材料の溶解の促進のため、有機半導体材料に対する溶解性の高い他の溶媒を混合して用いてもよい。   When these organic semiconductor films constitute an organic thin film transistor, they are formed on a substrate having a gate insulating film, for example, a highly hydrophobic insulating film such as a thermal oxide film of silicon, so that the organic semiconductor material is dissolved. The solvent is preferably a solvent having an affinity for the surface to be applied, and has a boiling point of 70 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, chain fatty acids such as hexane and heptane Aromatic hydrocarbons, cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane, aliphatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as chloroform and 1,2-dichloroethane, chain ethers such as diethyl ether and diisopropyl ether, Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. These solvents may be used as a mixture. In order to promote dissolution of the organic semiconductor material, another solvent having high solubility in the organic semiconductor material may be mixed and used.

溶媒中における有機半導体材料の含有量は、用いる溶媒の種類また有機半導体材料の選択等によって変わるが、塗布によりこれらの液状材料を基板上に適用して薄膜を形成させるためには、該材料中において有機半導体材料は0.01〜10.0質量%、好ましくは0.1〜5.0質量%の範囲で溶解していることが好ましい。濃度が高すぎると基板上の均一な延展ができない、また、低すぎると基板上での液切れによる塗膜のピンホール等が生じやすい。   The content of the organic semiconductor material in the solvent varies depending on the type of solvent used and the selection of the organic semiconductor material. However, in order to form a thin film by applying these liquid materials on the substrate by coating, The organic semiconductor material is preferably dissolved in the range of 0.01 to 10.0% by mass, preferably 0.1 to 5.0% by mass. If the concentration is too high, uniform spreading on the substrate cannot be achieved, and if it is too low, pinholes of the coating film due to liquid breakage on the substrate tend to occur.

本発明においては、有機半導体材料溶液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法等によって絶縁体表面(基板上)に適用し、乾燥することで有機半導体膜を基板上に形成することができる。   In the present invention, the organic semiconductor film can be formed on the substrate by applying the organic semiconductor material solution to the surface of the insulator (on the substrate) by cast coating, spin coating, printing, ink jetting, or the like, and drying.

また、本発明においては、有機半導体膜(層)の設置後に所定時間、所定温度において熱処理を行ってもよい。これにより形成される有機半導体材料の分子の配向乃至配列を更に強化、促進することが可能である。   In the present invention, heat treatment may be performed at a predetermined temperature for a predetermined time after the organic semiconductor film (layer) is installed. As a result, it is possible to further strengthen and promote the molecular orientation or arrangement of the organic semiconductor material formed.

前記熱処理は有機半導体材料の融点以下の温度で行うのが好ましい。特に有機半導体材料が前記示差走査熱分析(DSC)測定において発熱ピークを有する場合、融点以下、発熱開始温度以上の範囲の温度で一定時間処理することが好ましい。例えば、10秒から1週間、好ましくは10秒から1日、更に好ましくは10秒から1時間の一定時間、熱処理が行われることが好ましい。融点以上の温度での熱処理は、有機半導体材料を融解させるので形成された配向あるいは結晶化した膜が溶融状態となり、破壊されるからである。また余りに高い温度に晒されると、有機半導体材料自体の分解や変質も起こるため好ましくない。これらの熱処理は、窒素あるいはヘリウム、アルゴン等の不活性ガス中で行うのが好ましい。また、これら不活性気体の圧力としては0.7×102〜1.3×102kPaの範囲、即ち大気圧近傍が好ましい。The heat treatment is preferably performed at a temperature below the melting point of the organic semiconductor material. In particular, when the organic semiconductor material has an exothermic peak in the differential scanning calorimetry (DSC) measurement, it is preferable to perform the treatment for a certain period of time at a temperature below the melting point and above the exothermic starting temperature. For example, the heat treatment is preferably performed for a certain period of time of 10 seconds to 1 week, preferably 10 seconds to 1 day, more preferably 10 seconds to 1 hour. This is because the heat treatment at a temperature equal to or higher than the melting point melts the organic semiconductor material, so that the formed oriented or crystallized film is melted and destroyed. Moreover, it is not preferable to expose to an excessively high temperature because decomposition and alteration of the organic semiconductor material itself occur. These heat treatments are preferably carried out in an inert gas such as nitrogen or helium or argon. Further, the pressure of these inert gases is preferably in the range of 0.7 × 10 2 to 1.3 × 10 2 kPa, that is, near atmospheric pressure.

本発明において、有機半導体膜を形成する絶縁体表面を有する基板としては、後述するがトップゲート型、またボトムゲート型等、その作製手順により異なってくるが、特にボトムゲート型有機薄膜トランジスタの製造においては、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜(ポリシリコン基板上に形成される熱酸化膜)等が挙げられる。またトップゲート型薄膜トランジスタ等においては、最初に有機半導体膜(層)が形成される絶縁体表面を有する基板である。   In the present invention, the substrate having an insulator surface on which the organic semiconductor film is formed varies depending on the manufacturing procedure such as a top gate type and a bottom gate type, which will be described later. Examples thereof include a gate insulating film (thermal oxide film formed on a polysilicon substrate) formed on the gate electrode. A top gate thin film transistor or the like is a substrate having an insulator surface on which an organic semiconductor film (layer) is first formed.

また、塗布される有機半導体材料を含有する液体との濡れ性の高い表面を得るために、例えば、ゲート絶縁膜には表面処理を施すことが好ましい。このような処理として、ゲート絶縁膜を研磨等により表面粗さを変化させる処理、自己配列型の薄膜を形成させるためのラビング等の配向処理、またシランカップリング剤による表面処理が挙げられる。シランカップリング剤としては、オクタデシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ヘキサメチルジシラン、ヘキサメチルジシラザン等が好ましい例として挙げられ、本発明はこれらに限らないが、シランカップリング剤による処理が好ましい。   In order to obtain a surface with high wettability with the liquid containing the organic semiconductor material to be applied, for example, the gate insulating film is preferably subjected to a surface treatment. Examples of such treatment include treatment for changing the surface roughness of the gate insulating film by polishing, orientation treatment such as rubbing for forming a self-aligned thin film, and surface treatment with a silane coupling agent. Preferred examples of the silane coupling agent include octadecyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, hexamethyldisilane, hexamethyldisilazane, and the like. The present invention is not limited to these, but treatment with a silane coupling agent is preferred.

なお、本発明において有機半導体材料溶液を適用する基板表面の接触角測定は、協和界面科学株式会社製:接触角計CA−VorCA−DT・A型を用いて20℃、50%RHの環境下で測定するものである。また、基板の表面エネルギーは1.0×10-2〜7.0×10-2Nm-1であることが好ましく、1.0×10-2Nm-1より小さいと塗布に問題があり、7.0×10-2Nm-1でより大きいと高いキャリア移動度が得られない。In addition, the contact angle measurement of the substrate surface to which the organic semiconductor material solution is applied in the present invention is performed in an environment of 20 ° C. and 50% RH using a contact angle meter CA-VorCA-DT · A type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. It is to measure with. Further, the surface energy of the substrate is preferably 1.0 × 10 −2 to 7.0 × 10 −2 Nm −1 , and if it is smaller than 1.0 × 10 −2 Nm −1 , there is a problem in coating, If it is larger than 7.0 × 10 −2 Nm −1 , high carrier mobility cannot be obtained.

このようにして形成される有機半導体層の膜厚としては特に制限はないが、得られた有機薄膜トランジスタ(TFT)の特性は有機半導体層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は有機半導体材料により異なるが、一般に1μm以下、特に10〜300nmが好ましい。   The film thickness of the organic semiconductor layer thus formed is not particularly limited, but the characteristics of the obtained organic thin film transistor (TFT) are often greatly influenced by the film thickness of the organic semiconductor layer. Although it varies depending on the organic semiconductor material, it is generally 1 μm or less, particularly preferably 10 to 300 nm.

また、本発明に係るヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物を有機半導体材料とする場合、有機半導体層中には有機半導体材料のみではなく、例えば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基等の官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレン及びテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体等のように電子を受容するアクセプターとなる材料や、例えば、アミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基等の官能基を有する材料、フェニレンジアミン等の置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾール及びその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体等のように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、所謂ドーピング処理を行ってもよい。ドーピングが施された有機半導体膜の有機半導体材料分子の配向等の構造化においても、本発明に係る有機半導体膜の形成方法は同様に有用である。   Further, when the condensed polycyclic aromatic compound containing a heteroatom according to the present invention is used as an organic semiconductor material, not only the organic semiconductor material but also, for example, acrylic acid, acetamide, dimethylamino group, cyano group in the organic semiconductor layer , A material having a functional group such as a carboxyl group, a nitro group, a material serving as an acceptor such as a benzoquinone derivative, tetracyanoethylene and tetracyanoquinodimethane or a derivative thereof, for example, an amino group, Materials having functional groups such as triphenyl group, alkyl group, hydroxyl group, alkoxy group, phenyl group, substituted amines such as phenylenediamine, anthracene, benzoanthracene, substituted benzoanthracene, pyrene, substituted pyrene, carbazole and derivatives thereof, Electrons such as tetrathiafulvalene and its derivatives Materials such as the donor is a donor is contained, it may be performed so-called doping treatment. The method of forming an organic semiconductor film according to the present invention is also useful in structuring the organic semiconductor material molecules such as the orientation of the doped organic semiconductor film.

本発明において、好ましい態様の一つであるボトムゲート型の有機薄膜トランジスタを例にとり、有機薄膜トランジスタを作製について説明する。   In the present invention, the production of an organic thin film transistor will be described by taking a bottom gate type organic thin film transistor which is one of preferred embodiments as an example.

有機薄膜トランジスタは支持体上にゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、ドレイン電極がそれぞれ最適に配置されることで構成されるものである。   An organic thin film transistor is configured by optimally arranging a gate electrode, a gate insulating film, an active layer, a source electrode, and a drain electrode on a support.

従って、例えば、支持体上にゲート電極を形成した後、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に前記の方法にて活性層(有機半導体膜(層))を形成した後、それぞれソース、ドレイン電極を形成することにより、本発明に係る有機薄膜トランジスタは形成される。また、例えば、ゲート絶縁膜形成後、ゲート絶縁膜上にソース、ドレイン電極パターンを形成し、該ソース、ドレイン電極間に有機半導体層をパターニングにより形成してもよい。   Therefore, for example, after forming the gate electrode on the support, forming the gate insulating film, and forming the active layer (organic semiconductor film (layer)) on the gate insulating film by the above-described method, the source, By forming the drain electrode, the organic thin film transistor according to the present invention is formed. For example, after forming the gate insulating film, a source / drain electrode pattern may be formed on the gate insulating film, and an organic semiconductor layer may be formed by patterning between the source / drain electrodes.

このように支持体上にゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜(層)、ソース電極、ドレイン電極をそれぞれ必要な場合には適宜パターニングし、最適に配置することで本発明の有機薄膜トランジスタが得られる。   As described above, the gate electrode, the gate insulating film, the organic semiconductor film (layer), the source electrode, and the drain electrode are appropriately patterned on the support as necessary, and optimally arranged to obtain the organic thin film transistor of the present invention. It is done.

以下、本発明において有機半導体層以外の有機薄膜トランジスタを構成するその他の構成要素について説明する。   Hereinafter, other components constituting the organic thin film transistor other than the organic semiconductor layer in the present invention will be described.

本発明において、前記ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、種々の金属材料を用いることができるが、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ITO及び炭素等が好ましい。   In the present invention, the material for forming the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material, and various metal materials can be used. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, Copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc , Carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magne Lithium, aluminum, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum mixture, etc., in particular, platinum, gold, silver, Copper, aluminum, indium, ITO, carbon and the like are preferable.

ソース電極、ドレイン電極の形状としては直線状のものが好ましい。   The source and drain electrodes are preferably linear.

電極の形成方法としては、導電性微粒子分散液、または導電性ポリマーの溶液あるいは分散液を直接インクジェット法によりパターニングする方法、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーション等により形成する方法がある。更に、導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。   As an electrode forming method, there are a method of patterning a conductive fine particle dispersion, or a solution or dispersion of a conductive polymer directly by an ink jet method, and a method of forming a coating film by lithography, laser ablation, or the like. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等も好適に用いられる。中でも、有機半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。   Alternatively, a known conductive polymer whose conductivity is improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid, or the like is also preferably used. Especially, a thing with little electrical resistance in a contact surface with an organic-semiconductor layer is preferable.

導電性微粒子の金属材料(金属微粒子)としては、白金、金、銀、コバルト、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができるが、特に仕事関数が4.5eV以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが好ましい。   Examples of conductive fine metal materials (metal fine particles) include platinum, gold, silver, cobalt, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony, lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium. Germanium, molybdenum, tungsten, zinc, and the like can be used, and platinum, gold, silver, copper, cobalt, chromium, iridium, nickel, palladium, molybdenum, and tungsten having a work function of 4.5 eV or more are particularly preferable.

このような金属微粒子分散物の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法等の物理的生成法や、コロイド法、共沈法等の液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは特開平11−76800号、同11−80647号、同11−319538号、特開2000−239853号の各公報等に示されたコロイド法、特開2001−254185号、同2001−53028号、同2001−35255号、同2000−124157号、同2000−123634号の各公報等に記載されたガス中蒸発法により製造された金属微粒子分散物である。   As a method for producing such a metal fine particle dispersion, metal ions can be reduced by reducing metal ions in a liquid phase such as a gas phase evaporation method, a sputtering method, a metal vapor synthesis method, or a liquid phase such as a colloid method or a coprecipitation method. Examples of the chemical production method for producing fine particles include colloidal methods described in JP-A-11-76800, JP-A-11-80647, JP-A-11-319538, JP-A-2000-239853, and the like. Dispersion of fine metal particles produced by a gas evaporation method described in JP-A Nos. 2001-254185, 2001-53028, 2001-35255, 2000-124157, 2000-123634, etc. It is a thing.

分散される金属微粒子の平均粒径としては、20nm以下であることが好ましい。   The average particle diameter of the dispersed metal fine particles is preferably 20 nm or less.

また、金属微粒子分散物に導電性ポリマーを含有させることが好ましく、これをパターニングして押圧、加熱等によりソース電極、ドレイン電極を形成すれば、導電性ポリマーにより有機半導体層とのオーミック接触を可能とできる。即ち、金属微粒子の表面に導電性ポリマーを介在させて、半導体への接触抵抗を低減させ、且つ金属微粒子を加熱融着させることで更に本発明の効果を高めることができる。   In addition, it is preferable to contain a conductive polymer in the metal fine particle dispersion. If the source electrode and the drain electrode are formed by patterning and pressing, heating, etc., ohmic contact with the organic semiconductor layer is possible with the conductive polymer. And can. That is, the effect of the present invention can be further enhanced by interposing a conductive polymer on the surface of the metal fine particles, reducing the contact resistance to the semiconductor, and thermally fusing the metal fine particles.

導電性ポリマーとしては、ドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマーを用いることが好ましく、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等が好適に用いられる。   As the conductive polymer, a known conductive polymer whose conductivity has been improved by doping or the like is preferably used. For example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid complex Etc. are preferably used.

金属微粒子の含有量は導電性ポリマーに対する質量比で0.00001〜0.1が好ましい。この量を超えると金属微粒子の融着が阻害されることがある。   The content of the metal fine particles is preferably 0.00001 to 0.1 in terms of mass ratio with respect to the conductive polymer. If this amount is exceeded, fusion of the metal fine particles may be inhibited.

これらの金属微粒子分散物で電極を形成する場合、ソース電極、ドレイン電極を形成した後、加熱により前記の金属微粒子を熱融着させることが好ましい。また電極形成時に、概ね1〜50000Pa、更に1000〜10000Pa程度の押圧をかけ、融着を促進してもよい。   When forming electrodes with these metal fine particle dispersions, it is preferable to heat-fuse the metal fine particles by heating after forming the source and drain electrodes. Further, at the time of electrode formation, a pressure of about 1 to 50000 Pa, and further about 1000 to 10000 Pa may be applied to promote fusion.

上記金属微粒子分散物を用いて電極様にパターニングする方法として、直接インクジェット法によりパターニングする場合、インクジェットヘッドの吐出方式としては、ピエゾ方式、バブルジェット(登録商標)方式等のオンデマンド型や静電吸引方式等の連続噴射型のインクジェット法等公知の方法を使用することができる。   In the case of patterning directly by an ink jet method as a method of patterning like an electrode using the fine metal particle dispersion, the ejection method of the ink jet head may be an on-demand type such as a piezo method or a bubble jet (registered trademark) method or an electrostatic method. A known method such as a continuous jet type ink jet method such as a suction method can be used.

加熱また加圧する方法としては、加熱ラミネータ等に用いられる方法をはじめ、公知の方法を用いることができる。   As a method of heating or pressurizing, a known method including a method used for a heating laminator or the like can be used.

ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。   Various insulating films can be used as the gate insulating layer, and an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable.

無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化錫、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等が挙げられる。これらの内好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。   Examples of inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and trioxide yttrium. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記の無機酸化物皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法(大気圧プラズマCVD法)、ディップコート法、キャスト法、リールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布により形成する方法、印刷やインクジェット等のパターニングによる方法等のウエットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。   The inorganic oxide film can be formed by vacuum deposition, molecular beam epitaxy, ion cluster beam, low energy ion beam, ion plating, CVD, sputtering, atmospheric pressure plasma (atmospheric pressure) Plasma CVD method), dip coating method, casting method, reel coating method, bar coating method, method of forming by coating such as die coating method, and wet process such as a method of patterning such as printing or inkjet, etc. Can be used.

ウエットプロセスは、無機酸化物の微粒子を任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤等の分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布乾燥する、所謂ゾルゲル法が用いられる。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which inorganic oxide fine particles are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used.

これらの内好ましいのは大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。   Of these, the atmospheric pressure plasma method and the sol-gel method are preferable.

大気圧プラズマ法による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平11−61406号、同11−133205号、特開2000−121804号、同2000−147209号、同2000−185362号の各公報等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を生産性高く形成することができる。   The method for forming an insulating film by the atmospheric pressure plasma method is a process in which a thin film is formed on a substrate by discharging at atmospheric pressure or a pressure in the vicinity of atmospheric pressure to excite a reactive gas to form a thin film on a substrate. 11-61406, 11-133205, JP-A 2000-121804, 2000-147209, 2000-185362, and the like. Thereby, a highly functional thin film can be formed with high productivity.

また、これらの絶縁膜には予め表面処理を施してもよく、これらの処理としては前記の様なシランカップリング剤による処理、ラビング等の配向処理が好ましく挙げられる。   These insulating films may be subjected to surface treatment in advance, and preferred examples of these treatments include treatment with a silane coupling agent as described above and alignment treatment such as rubbing.

また、有機化合物皮膜の形成法としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としてはウエットプロセスが好ましい。   The organic compound film can be formed by using polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo radical polymerization system, photo cation polymerization system photo-curing resin, or copolymer containing acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol. , Novolak resin, cyanoethyl pullulan, and the like can also be used. As a method for forming the organic compound film, a wet process is preferable.

無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に50nm〜3μm、好ましくは100nm〜1μmである。   An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

また支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。このようにプラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができると共に衝撃に対する耐性を向上できる。   Moreover, a support body is comprised with glass or a flexible resin-made sheet | seat, for example, a plastic film can be used as a sheet | seat. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples thereof include films made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. By using a plastic film in this manner, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved and the resistance to impact can be improved.

図1に本発明の有機薄膜トランジスタ(TFT)の構成例を断面図で示す。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an organic thin film transistor (TFT) of the present invention.

同図(a)は、ガラス支持体6上にマスクを用い、例えば、金の蒸着によりパターン形成し、ソース電極2、ドレイン電極3を形成し、その間に有機半導体材料層1を形成し、その上にゲート絶縁層5を形成し、更にその上にゲート電極4を形成して有機TFTを形成したものである。   In FIG. 6A, a mask is used on a glass support 6 and, for example, a pattern is formed by vapor deposition of gold, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed, and an organic semiconductor material layer 1 is formed between them. An organic TFT is formed by forming a gate insulating layer 5 thereon and further forming a gate electrode 4 thereon.

図2(b)、(c)に、トップゲート型の有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す。   2B and 2C show other configuration examples of the top gate type organic thin film transistor.

また、図2(d)〜(f)はボトムゲート型の有機TFTの構成例を示す。同図(d)は支持体6上にゲート電極4を形成した後、ゲート絶縁層5を形成し、その上にソース電極2、ドレイン電極3を形成して、該ソース、ドレイン電極間のゲート絶縁層上に有機半導体材料層1を形成してボトムゲート型の有機TFTを形成したものである。同様に他の構成例を同図(e)、(f)に示す。同図(f)は支持体6上にゲート電極4を形成した後、ゲート絶縁層5を形成し、その上に有機半導体材料層1を形成した後、更にソース電極2、ドレイン電極3を形成して有機TFTを形成したものである。   2D to 2F show configuration examples of bottom gate type organic TFTs. In FIG. 4D, after the gate electrode 4 is formed on the support 6, the gate insulating layer 5 is formed, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed thereon, and the gate between the source and drain electrodes is formed. A bottom gate type organic TFT is formed by forming an organic semiconductor material layer 1 on an insulating layer. Similarly, other configuration examples are shown in FIGS. In FIG. 5 (f), a gate electrode 4 is formed on a support 6, a gate insulating layer 5 is formed, an organic semiconductor material layer 1 is formed thereon, and further a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed. Thus, an organic TFT is formed.

図2は、前記有機薄膜トランジスタを用いて、液晶、電気泳動素子等の出力素子様に構成されたTFTシートの概略等価回路図の1例である。   FIG. 2 is an example of a schematic equivalent circuit diagram of a TFT sheet configured like an output element such as a liquid crystal or an electrophoretic element using the organic thin film transistor.

TFTシート10はマトリクス配置された多数の有機TFT11を有する。7は各有機TFT11のゲートバスラインであり、8は各有機TFT11のソースバスラインである。各有機TFT11のソース電極には、例えば、液晶、電気泳動素子等の出力素子12が接続され、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。13は蓄積コンデンサ、14は垂直駆動回路、15は水平駆動回路である。   The TFT sheet 10 has a large number of organic TFTs 11 arranged in a matrix. 7 is a gate bus line of each organic TFT 11, and 8 is a source bus line of each organic TFT 11. For example, an output element 12 such as a liquid crystal or an electrophoretic element is connected to the source electrode of each organic TFT 11 to constitute a pixel in the display device. The pixel electrode may be used as an input electrode of the photosensor. In the illustrated example, a liquid crystal as an output element is shown by an equivalent circuit composed of a resistor and a capacitor. 13 is a storage capacitor, 14 is a vertical drive circuit, and 15 is a horizontal drive circuit.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

比較例1
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。
Comparative Example 1
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液をマイクロインジェクター(ナリシゲ製)を用いて前記酸化ケイ素皮膜の表面に吐出し塗布した。このとき形成された有機半導体層成膜領域は直径500μmの円形であり、平均膜厚は50nmであった。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. This solution was discharged and applied to the surface of the silicon oxide film using a microinjector (Narishige). The organic semiconductor layer deposition region formed at this time was a circle having a diameter of 500 μm, and the average film thickness was 50 nm. All of the solution preparation, film formation and drying steps were performed in nitrogen.

更に、この膜の表面に金を蒸着して、図3に示すようにチャネル領域重心の塗膜端からの最短距離が250μmであるような領域にソース・ドレイン電極を形成し、チャネル長10μm、チャネル幅10μmの電界効果型トランジスタを作製した。作製した有機薄膜トランジスタのI−V特性の飽和領域から、キャリア移動度(cm2/V・s)を求めた。このときの移動度を表1に示す。Furthermore, gold is vapor-deposited on the surface of this film, and source and drain electrodes are formed in a region where the shortest distance from the coating film end of the center of the channel region is 250 μm as shown in FIG. A field effect transistor having a channel width of 10 μm was fabricated. Carrier mobility (cm 2 / V · s) was determined from the saturation region of the IV characteristics of the produced organic thin film transistor. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例1、2
比較例1と同様の方法により、有機半導体層上に、チャネル領域重心の塗膜端からの最短距離を図3の250μmに代えて、それぞれ180、25μmである領域にチャネルを形成した。このときの移動度を表1に示す。
Examples 1 and 2
In the same manner as in Comparative Example 1, channels were formed on the organic semiconductor layer in regions where the shortest distance from the coating film end of the center of the channel region to 180 μm in FIG. 3 was 180 and 25 μm, respectively. The mobility at this time is shown in Table 1.

比較例2
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この表面の表面エネルギーを測定したところ5.5×10-2Nm-1であった。
Comparative Example 2
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film. The surface energy of this surface was measured and found to be 5.5 × 10 −2 Nm −1 .

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液をマニピュレータを備えたマイクロインジェクター(ナリシゲ製)を用いて、前記酸化ケイ素皮膜表面に線幅500μm、長さ5mm、平均膜厚50nmの線状の有機半導体層を形成した。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. A linear organic semiconductor layer having a line width of 500 μm, a length of 5 mm, and an average film thickness of 50 nm was formed on the surface of the silicon oxide film using a microinjector (manufactured by Narishige) equipped with a manipulator. All of the solution preparation, film formation and drying steps were performed in nitrogen.

更に、この膜の表面に金を蒸着して、図4に示すようにチャネル領域重心の塗膜端からの最短距離が250μmであって、短辺端部からの距離が2.5mmである領域にソース・ドレイン電極を形成し、チャネル長10μm、チャネル幅10μmの電界効果型トランジスタを作製した。このときの移動度を表1に示す。   Further, gold is deposited on the surface of this film, and the shortest distance from the coating film end of the center of the channel region is 250 μm and the distance from the short side end is 2.5 mm as shown in FIG. A source / drain electrode was formed on the substrate to produce a field effect transistor having a channel length of 10 μm and a channel width of 10 μm. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例3、4
比較例2と同様に形成された有機半導体層上に、チャネル領域重心の塗膜端からの最短距離を図4の250μmに代えて、それぞれ180μm、25μmである領域にチャネルを形成した。このときの移動度を表1に示す。
Examples 3 and 4
On the organic semiconductor layer formed in the same manner as in Comparative Example 2, channels were formed in regions where the shortest distance from the coating film end of the center of the channel region to 180 μm in FIG. 4 was 180 μm and 25 μm, respectively. The mobility at this time is shown in Table 1.

比較例3、実施例5、6
比較例2同様に有機半導体層を形成し、図5に示すようにチャネル領域重心の塗膜端からの距離が2.5mmであって、長辺端部からの距離が250μmである領域にチャネルを形成し、また同様に塗膜端からの距離が1.8mm、0.25mmであって、長辺端部からの距離が250μmである領域にチャネルを形成した。このときの移動度を表1に示す。
Comparative Example 3, Examples 5 and 6
In the same manner as in Comparative Example 2, an organic semiconductor layer was formed, and a channel was formed in a region where the distance from the coating film end of the center of the channel region was 2.5 mm and the distance from the long side end was 250 μm as shown in FIG. Similarly, a channel was formed in a region where the distance from the coating film edge was 1.8 mm and 0.25 mm and the distance from the long side edge part was 250 μm. The mobility at this time is shown in Table 1.

比較例4、実施例7〜8
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。
Comparative Example 4, Examples 7-8
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液を有機溶媒用インクジェットヘッドを用いて前記酸化ケイ素皮膜の表面に吐出し塗布した。このとき形成された有機半導体層成膜領域は直径50μmの円形であり、平均膜厚は50nmであった。以上の溶液調製から製膜・乾燥工程は全て窒素中で行った。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. This solution was discharged and applied to the surface of the silicon oxide film using an organic solvent inkjet head. The organic semiconductor layer deposition region formed at this time was circular with a diameter of 50 μm, and the average film thickness was 50 nm. From the above solution preparation, the film forming and drying steps were all carried out in nitrogen.

更に、この膜の表面に金を蒸着して、図3に示す要領でチャネル領域重心の塗膜端からの最短距離が25μm、12μm、5μmである領域にソース・ドレイン電極を形成し、チャネル長10μm、チャネル幅10μmの電界効果型トランジスタを作製した。このときの移動度を表1に示す。   Further, gold is vapor-deposited on the surface of this film, and source / drain electrodes are formed in regions where the shortest distance from the coating film edge of the channel region center of gravity is 25 μm, 12 μm, and 5 μm as shown in FIG. A field effect transistor having a thickness of 10 μm and a channel width of 10 μm was manufactured. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例9
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この絶縁膜表面に金を蒸着しフォトリソグラフィー法により、チャネル長2μm、チャネル幅30μmのソース・ドレイン電極を形成した。
Example 9
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film. Gold was deposited on the surface of the insulating film, and source / drain electrodes having a channel length of 2 μm and a channel width of 30 μm were formed by photolithography.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液を静電吸引型インクジェットヘッドを用いて前記ソースドレインを形成した基板上に連続吐出し、図6に示すような素子を作製した。有機半導体膜の平均膜厚は50nmであった。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。このときの移動度を表1に示す。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. This solution was continuously discharged onto the substrate on which the source and drain were formed using an electrostatic suction type ink jet head, and an element as shown in FIG. 6 was produced. The average film thickness of the organic semiconductor film was 50 nm. All of the solution preparation, film formation and drying steps were performed in nitrogen. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例10
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この絶縁膜表面に金を蒸着しフォトリソグラフィー法により、チャネル長2μm、チャネル幅30μmのソース・ドレイン電極を形成した。
Example 10
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film. Gold was deposited on the surface of the insulating film, and source / drain electrodes having a channel length of 2 μm and a channel width of 30 μm were formed by photolithography.

この基板表面を酸素プラズマ装置を用いて洗浄後、オクチルトリクロロシラン(OTS)溶液に浸漬、洗浄することにより絶縁膜表面にOTSのSAM膜を形成した。更に、この基板をオクタンチオール溶液に浸漬、洗浄することにより、ソース・ドレイン電極表面にSAM膜を形成した。   The substrate surface was cleaned using an oxygen plasma apparatus and then immersed and cleaned in an octyltrichlorosilane (OTS) solution to form an OTS SAM film on the insulating film surface. Furthermore, this substrate was immersed in an octanethiol solution and washed to form a SAM film on the surface of the source / drain electrodes.

次いで、前期表面処理した基板に30μm×5μmの開口部を有するマスクを用いて、図7の点線で囲われた領域に紫外線を照射した。   Next, using a mask having an opening of 30 μm × 5 μm on the substrate surface-treated in the previous stage, the region surrounded by the dotted line in FIG. 7 was irradiated with ultraviolet rays.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液を静電吸引型インクジェットヘッドを用いて前記ソース・ドレイン電極を形成した基板上に連続吐出し、図7に示すような素子を作製した。有機半導体膜の平均膜厚は100nmであった。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。このときの移動度を表1に示す。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. This solution was continuously discharged onto the substrate on which the source / drain electrodes were formed using an electrostatic suction type ink jet head, and an element as shown in FIG. 7 was produced. The average film thickness of the organic semiconductor film was 100 nm. The above solution preparation, film formation and drying steps were all carried out in nitrogen. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例11
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この絶縁膜表面に金を蒸着しフォトリソグラフィー法により、チャネル長2μm、チャネル幅30μmのソース・ドレイン電極を形成した。
Example 11
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film. Gold was deposited on the surface of the insulating film, and source / drain electrodes having a channel length of 2 μm and a channel width of 30 μm were formed by photolithography.

この基板表面を酸素プラズマ装置を用いて洗浄後、オクチルトリクロロシラン(OTS)溶液に浸漬、洗浄することにより絶縁膜表面にOTSのSAM膜を形成した。更に、この基板をオクタンチオール溶液に浸漬、洗浄することにより、ソース・ドレイン電極表面にSAM膜を形成した。   The substrate surface was cleaned using an oxygen plasma apparatus and then immersed and cleaned in an octyltrichlorosilane (OTS) solution to form an OTS SAM film on the insulating film surface. Furthermore, this substrate was immersed in an octanethiol solution and washed to form a SAM film on the surface of the source / drain electrodes.

次いで、前期表面処理した基板に30μm×5μmの開口部を有するマスクを用いて、図7の点線で囲われた領域に紫外線を照射した。   Next, using a mask having an opening of 30 μm × 5 μm on the substrate surface-treated in the previous stage, the region surrounded by the dotted line in FIG. 7 was irradiated with ultraviolet rays.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液をインクジェットヘッドを用いて前記ソース・ドレイン電極を形成した基板上に吐出し、図7に示すような素子を作製した。有機半導体膜の平均膜厚は100nmであった。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。このときの移動度を表1に示す。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. This solution was discharged onto the substrate on which the source / drain electrodes were formed using an ink jet head to produce an element as shown in FIG. The average film thickness of the organic semiconductor film was 100 nm. All of the solution preparation, film formation and drying steps were performed in nitrogen. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例12
比抵抗0.02Ω・cmのn型Siウエハーに厚さ200nmの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この絶縁膜表面に金を蒸着しフォトリソグラフィー法により、チャネル長2μm、チャネル幅30μmのソース・ドレイン電極を形成した。
Example 12
A thermal oxide film having a thickness of 200 nm was formed on an n-type Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω · cm to form a gate insulating film. Gold was deposited on the surface of the insulating film, and source / drain electrodes having a channel length of 2 μm and a channel width of 30 μm were formed by photolithography.

この基板表面を酸素プラズマ装置を用いて洗浄後、オクチルトリクロロシラン(OTS)溶液に浸漬、洗浄することにより絶縁膜表面にOTSのSAM膜を形成した。更に、この基板をオクタンチオール溶液に浸漬、洗浄することにより、ソース・ドレイン電極表面にSAM膜を形成した。   The substrate surface was cleaned using an oxygen plasma apparatus and then immersed and washed in an octyltrichlorosilane (OTS) solution to form an OTS SAM film on the insulating film surface. Furthermore, this substrate was immersed in an octanethiol solution and washed to form a SAM film on the surface of the source / drain electrodes.

次いで、前期表面処理した基板に30μm×5μmの開口部を有するマスクを用いて、図7の点線で囲われた領域に紫外線を照射した。   Next, using a mask having an opening of 30 μm × 5 μm on the substrate surface-treated in the previous stage, the region surrounded by the dotted line in FIG. 7 was irradiated with ultraviolet rays.

次に、例示化合物OSC2−1について、窒素ガスでバブリングして0.1質量%トルエン溶液を調製した。この溶液を用いて、前記基板をディップコートすることにより、図7に示すような素子を作製した。半導体膜の平均膜厚は100nmであった。以上の溶液調製から製膜、乾燥工程は全て窒素中で行った。このときの移動度を表1に示す。   Next, the exemplary compound OSC2-1 was bubbled with nitrogen gas to prepare a 0.1 mass% toluene solution. Using this solution, the substrate as shown in FIG. 7 was produced by dip coating the substrate. The average film thickness of the semiconductor film was 100 nm. The above solution preparation, film formation and drying steps were all carried out in nitrogen. The mobility at this time is shown in Table 1.

実施例13
実施例7において、半導体をOSC2−2に代えて素子を作製した。
Example 13
In Example 7, an element was manufactured by replacing the semiconductor with OSC2-2.

実施例14
実施例7において、有機半導体溶液を平均分子量20000である比較化合物(1)(特開2004−140359号公報の例示化合物(15))の0.1質量%o−ジクロロベンゼン分散液に代えた他は、同様に有機半導体層、チャネルを形成した。このときの移動度を表1に示す。
Example 14
In Example 7, the organic semiconductor solution was replaced with a 0.1 mass% o-dichlorobenzene dispersion of the comparative compound (1) having an average molecular weight of 20000 (Exemplary compound (15) of JP-A-2004-140359). Formed an organic semiconductor layer and a channel in the same manner. The mobility at this time is shown in Table 1.

表1より、チャネル領域内の有機半導体層成膜領域の端部との最短距離が本発明の範囲内では、高いキャリア移動度を示すことが分かる。   From Table 1, it can be seen that the shortest distance from the end of the organic semiconductor layer deposition region in the channel region shows high carrier mobility within the scope of the present invention.

Claims (8)

有機半導体材料を含む塗布液を基板の上に供給、塗布して、乾燥させることにより成膜される有機薄膜トランジスタの形成方法において、チャネル領域に有機半導体膜の重心を含まないことを特徴とする有機薄膜トランジスタの形成方法。 A method for forming an organic thin film transistor in which a coating liquid containing an organic semiconductor material is supplied onto a substrate, applied, and dried, and the channel region does not include the center of gravity of the organic semiconductor film. A method for forming a thin film transistor. 前記有機半導体膜は基板上で結晶性を有する薄膜を形成していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。 2. The method of forming an organic thin film transistor according to claim 1, wherein the organic semiconductor film forms a thin film having crystallinity on a substrate. 前記基板の表面エネルギーが1.0×10-2〜7.0×10-2Nm-1であることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。3. The method of forming an organic thin film transistor according to claim 1 , wherein the surface energy of the substrate is 1.0 × 10 −2 to 7.0 × 10 −2 Nm −1 . 前記有機半導体膜の面積が100nm2以上、10cm2以下であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。4. The method of forming an organic thin film transistor according to claim 1, wherein an area of the organic semiconductor film is 100 nm 2 or more and 10 cm 2 or less. 前記有機半導体材料の分子量が100以上、5000以下であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。 The method for forming an organic thin film transistor according to any one of claims 1 to 4, wherein the organic semiconductor material has a molecular weight of 100 or more and 5000 or less. 前記有機半導体材料が分子中にヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。 6. The method for forming an organic thin film transistor according to any one of claims 1 to 5, wherein the organic semiconductor material is a condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom in a molecule. 前記分子中にヘテロ原子を含む縮合多環芳香族化合物が6,13−ビスアルキルシリルエチニルペンタセンであることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法。 The method for forming an organic thin film transistor according to claim 6, wherein the condensed polycyclic aromatic compound containing a hetero atom in the molecule is 6,13-bisalkylsilylethynylpentacene. 請求の範囲第1項乃至第7項のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタの形成方法により形成されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor formed by the method for forming an organic thin film transistor according to any one of claims 1 to 7.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4807174B2 (en) * 2006-07-27 2011-11-02 セイコーエプソン株式会社 Organic transistor and manufacturing method thereof
CN102217109A (en) * 2008-11-14 2011-10-12 3M创新有限公司 Off-center deposition of organic semiconductor in an organic semiconductor device
US7948016B1 (en) 2009-11-03 2011-05-24 3M Innovative Properties Company Off-center deposition of organic semiconductor in an organic semiconductor device
JP2011187750A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Ricoh Co Ltd Method of manufacturing organic thin film transistor, method of manufacturing organic thin film transistor array, and method of manufacturing display device
JP2011233724A (en) * 2010-04-28 2011-11-17 Ricoh Co Ltd Organic thin film transistor and method of manufacturing the same
JP5447996B2 (en) * 2011-10-14 2014-03-19 ソニー株式会社 THIN FILM TRANSISTOR, METHOD FOR PRODUCING THIN FILM TRANSISTOR, AND ELECTRONIC DEVICE

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100552866B1 (en) * 2001-08-09 2006-02-20 아사히 가세이 가부시키가이샤 Organic semiconductor element
JP4618990B2 (en) * 2002-08-02 2011-01-26 株式会社半導体エネルギー研究所 ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR
JP4151423B2 (en) * 2003-01-28 2008-09-17 松下電工株式会社 Organic field effect transistor, integrated circuit device
JP2005294737A (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Asahi Kasei Corp Manufacturing method of condensed polycyclic aromatic compound thin film
JP2005303161A (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Konica Minolta Holdings Inc Organic semiconductor material, organic thin film transistor, field effect transistor and switching element
US7105375B2 (en) * 2004-07-30 2006-09-12 Xerox Corporation Reverse printing

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