JPWO2009035036A1

JPWO2009035036A1 - 電極の形成方法及び有機薄膜トランジスタ

Info

Publication number: JPWO2009035036A1
Application number: JP2009532213A
Authority: JP
Inventors: 平井　桂; 桂平井; 礼子小渕
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-12-24
Also published as: WO2009035036A1

Abstract

本発明は、接着性及び機械的強度が高い電極の形成方法、機械的強度及びトランジスタ性能が向上した有機薄膜トランジスタを提供する。この電極の形成方法は、支持体上に、光または熱硬化型の絶縁膜を形成し、絶縁膜上に電極を形成した後、該絶縁膜を硬化することを特徴とする。

Description

本発明は、電極の形成方法及び有機薄膜トランジスタに関する。

近年、有機半導体による種々の有機薄膜トランジスタが提案されている。有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）はプラスチック支持体を用い、印刷等の簡易的なプロセスで製造可能な、ディスプレイや電子タグ向けのデバイスとして研究開発が進められている。有機薄膜トランジスタとして、オールポリマー型有機ＴＦＴ技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

有機半導体材料としては、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、オリゴチオフェン等の共役系高分子、オリゴマーとともに、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等のポリアセン化合物が研究されている。

ところで、上述した有機半導体を用いたデバイスにおいて、電極を形成する方法としては、均一形成した金属薄膜をエッチングまたはリフトオフによって電極パターンを形成する方法や、金属フィラーを含有する塗料、また導電性ポリマー溶液を印刷して電極パターンを形成する方法等が用いられている。

有機薄膜トランジスタは、ソース電極、ドレイン電極と有機半導体膜との接触抵抗を低く抑える必要があり、金や白金あるいは、重ドープが施された導電性ポリマー、例えば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を用いる方法（例えば、特許文献２参照）、無電解メッキを利用し低抵抗の電極を簡便に形成する方法（例えば、特許文献３参照）が一般的である。

特許文献１の技術においては、インクジェットや塗布による簡易プロセスでの製造が提案されているものの、得られる有機ＴＦＴは、ゲート電圧が高い、スイッチングＯＮ状態での電流値が低い、電流のＯＮ／ＯＦＦ値が低い等の問題がある。

特許文献２に記載のような電極を用いた場合、支持体との接着性や機械的強度が低く、素子としての耐久性に問題があった。従って、フレキシブルな基板上で安定に動作する有機ＴＦＴ装置の実現は困難であった。また、導電性ポリマーを用いた場合は、接触抵抗を低く抑えられるものの、導電性ポリマー自身の抵抗率が高く実用に難点があった。

特許文献３の技術においては、無電解メッキを生じさせる触媒と、メッキ剤及びこれらの印刷法等によるパターニングを組み合わせ電極パターンを簡単に形成するというものである。これにより、煩雑な工程を経ることなく、電極パターン形成が可能である。しかしながら、電極等の構成要素を印刷で形成した場合、要素のサイズや位置の精度に問題が生じ、ショートを防止するために、例えば、ソース電極とドレイン電極の両電極間の距離（チャネル長）を大きくする必要がある等の制約がある。また、当該チャネル長を大きくすると、有機薄膜トランジスタを通す電流値が低くなってしまうという問題を生じる。

また、本願発明者は特許文献４において、熱融着型金属微粒子を用いたソース電極及びドレイン電極の形成方法を提案したが、電極の接着性が悪く、それを用いた有機薄膜トランジスタは機械的強度が低い問題があった。
国際公開０１／４７０４３号パンフレット特開２０００−３０７１７２号公報特開２００４−１５８８０５号公報国際公開０５／６４７０３号パンフレット

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、接着性及び機械的強度が高い電極の形成方法、機械的強度及びトランジスタ性能が向上した有機薄膜トランジスタを提供することにある。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。

１．支持体上に、光または熱硬化型の絶縁膜を形成し、絶縁膜上に電極を形成した後、該絶縁膜を硬化することを特徴とする電極の形成方法。

２．前記電極が流動性電極材料からなることを特徴とする前記１記載の電極の形成方法。

３．前記１または２記載の電極の形成方法により、ソース電極、ドレイン電極またはゲート電極の少なくとも一つが作製されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。

４．有機半導体膜を有することを特徴とする前記３記載の有機薄膜トランジスタ。

５．前記有機半導体膜は、有機半導体材料溶液からのキャスト膜であることを特徴とする前記４記載の有機薄膜トランジスタ。

６．支持体、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からなり、ソース電極及びドレイン電極は有機半導体膜面に接合していることを特徴とする前記４または５記載の有機薄膜トランジスタ。

７．支持体、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極、ドレイン電極及び少なくとも１つの別種の電極からなり、ソース電極及びドレイン電極は有機半導体膜面に接合し、ソース電極またはドレイン電極の少なくとも一方が別種の電極に接し、かつ、少なくとも１つの別種の電極が前記１または２記載の電極の形成方法により作製されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。

本発明により、接着性及び機械的強度が高い電極の形成方法、機械的強度及びトランジスタ性能が向上した有機薄膜トランジスタをすることができる。

本発明のＴＦＴの一例を示す概略断面図である。本発明のＴＦＴの他の一例を示す概略断面図である。反撥層が形成された半導体層上に、ソース電極、ドレイン電極を形成する過程を示す概略図である。本発明のＴＦＴが支持体上に複数配置されたＴＦＴシートの１例を示す概略の等価回路図である。ＴＦＴシートのＴＦＴ、電極、バスライン等の配置例を示す図である。実施態様２のＴＦＴを示す概略断面図である。

符号の説明

１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
Ｅ１第１の電極
Ｅ２第２の電極
１１ＴＦＴシート
１２ゲートバスライン
１３ソースバスライン
１４ＴＦＴ
１５蓄積コンデンサ
１６出力素子
１７垂直駆動回路
１８水平駆動回路

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

〔電極の形成方法〕
従来、有機薄膜トランジスタを作製するプロセスにおいては、支持体上に、光または熱硬化型樹脂等からなる絶縁膜を形成し、これを硬化した後、硬化した絶縁膜上にパターン化した電極を形成する方法がとられている。

本発明では、支持体上に、光または熱硬化型の絶縁膜を形成し、未硬化の絶縁膜上にパターン化した電極を形成した後、光または熱により絶縁膜を硬化することを特徴とする。本発明の方法では、電極と絶縁膜との接着性が飛躍的に向上し、この電極の形成方法を用いて作製した回路、トランジスタは、機械的強度や耐久性が向上する。これは、有機薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴともいう）にも適用することができる。支持体上に、光または熱硬化型のゲート絶縁膜を形成し、ソース電極、ドレイン電極を形成した後、該ゲート絶縁膜を硬化したＴＦＴは、各電極と絶縁膜との接着性が向上し、機械的強度が向上する。同時にトランジスタとしての性能も向上する。この理由は、電極と絶縁膜との界面の改質によるものと推定している。

（支持体）
本発明において、ＴＦＴが形成される支持体としては、ガラスやフレキシブルな樹脂製シートが用いられ、例えば、プラスチックフィルムを基板または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、ボリカーボネート（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ともに、衝撃に対する耐性を向上できる。

（光または熱硬化型の絶縁膜）
光または熱硬化型の絶縁膜材料としては、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ができる。

また、これらの光または熱硬化型の絶縁膜材料に、比誘電率の高い無機酸化物を混合することもできる。混合することができる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、酸化スズ、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。それらのうち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。

絶縁膜の形成法としては、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、大気圧プラズマ法等のドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法、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ェットプロセスが挙げられるが、本発明においては、ウェットプロセスが好ましい。

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。

光硬化に用いる光源の例としては、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、螢光ランプ、炭素アークランプ、タングステン−ハロゲン複写ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ＵＶランプ、低圧水銀ランプ、ＵＶレーザ、キセノンフラッシュランプ、ブラックライト、殺菌灯、冷陰極管、ＬＥＤ等があり、中でも蛍光管が低エネルギー・低コストであり、好ましいが、本発明はこれらに限定されるものではない。光源波長としては２００〜４００ｎｍに発光波長のピークがある光源が感度の点で好ましい。照度は、１〜３０００ｍＷ／ｃｍ²、好ましくは１〜２００ｍＷ／ｃｍ²である。

（電極）
本発明では、電極は電極が流動性電極材料からなることが好ましい。

流動性電極材料としては、導電性微粒子分散液、また、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液等がある。

導電性分散液としては、例えば金属等からなる導電性微粒子を、好ましくは有機材料からなる分散安定剤を用いて、水や有機溶剤またはその混合物である分散媒中に分散させたペーストあるいはインク等の導電性微粒子分散液が挙げられる。

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。

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等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４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。

分散される金属微粒子の平均粒径としては、２０ｎｍ以下であることが本発明の効果の点で好ましい。

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膜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、かつ、金属微粒子を加熱融着させることで、さらに本発明の効果を高めることができる。

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。

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。

これらの金属微粒子分散物で、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てソース電極、ドレイン電極を形成する。また電極形成時に、概ね、１〜５００００Ｐａ、さらに１０００〜１００００Ｐａ程度の押圧をかけ、融着を促進することも好ましい。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。

〔有機薄膜トランジスタ〕
本発明の有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のソース電極、ドレイン電極またはゲート電極の少なくとも一つは、上記電極の形成方法により作製することが特徴である。ソース電極及びドレイン電極を上記電極の形成方法により作製することが好ましい。

（有機半導体膜）
本発明のＴＦＴは、有機半導体膜を有することが好ましい。

有機半導体膜を構成する材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が適用可能である。

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、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。

共役系化合物としては、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あるいは混合物を挙げることができる。

また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、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。

さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１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。

これらのπ共役系材料のうちでも、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。また、縮合多環化合物として、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００５，４９８６に記載された化合物等を用いることもできる。

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。さらにポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。

また、前記ポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、下記一般式（１）で表されるチオフェンオリゴマーが好ましい。

式中、Ｒは置換基を表す。

一般式（１）において、Ｒで表される置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、ドデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、モルホリル基等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、ヘキシルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ヘキシルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、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、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等）、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等）、スルファモイル基（例えば、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、シクロヘキシ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等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、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等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、ブ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等）、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、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、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等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、ジメチ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、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等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、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等）、スルフィニル基（例えば、メ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、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等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（例えば、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、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、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等）、シアノ基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。

これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていても、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。

中でも好ましい置換基は、アルキル基であり、さらに好ましくは、炭素原子数が２〜２０のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数６〜１２のアルキル基である。

前記チオフェンオリゴマーの末端基について説明する。

前記チオフェンオリゴマーにおいて、末端基は、チエニル基をもたないことが好ましく、また、前記末端基として好ましい基としては、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、トリル基、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、ピレニル基、ビフェニリル基等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、ペンタデシル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）等が挙げられる。

また前記チオフェンオリゴマーは、構造中に、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造を持たないことが好ましく、それに加えて、さらに好ましくは、前記構造中に、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、または、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造を有することが好ましい。

Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造については、例えば、『π電子系有機固体』（１９９８年、学会出版センター発行、日本化学界編）２７〜３２頁、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１９９８，１０，Ｎｏ．２，９３〜１１６頁等により参照できるが、ここで、具体的に各々の構造的特徴を下記に示す。なお、ここにおいてＲは前記一般式（１）におけるＲと同義である。

以下、チオフェンオリゴマーの好ましい具体例を示す。

これらチオフェンオリゴマーの製造法は、本発明者等による特願２００４−１７２３１７号（２００４年６月１０日出願）に記載されている。

また、本発明においては、有機半導体膜に、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、いわゆるドーピング処理を施してもよい。

ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。

（有機半導体膜形成方法）
これらの有機半導体膜を形成する方法としては、公知の方法で形成することができ、例えば、真空蒸着、ＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）、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、スパッタ法、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、レーザ蒸着、電子ビーム蒸着、電着、スピンコート、ディップコート、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、及びＬＢ法等、またスクリーン印刷、インクジェット印刷、ブレード塗布等の方法を挙げることができる。

この中で生産性の観点で、有機半導体材料の溶液を用い簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等、半導体溶液をキャストする方法が好ましい。

なお、ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌ誌１９９９年第６号、ｐ４８０〜４８３に記載のように、ペンタセン等の前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機半導体材料の薄膜を形成してもよい。

これら有機半導体膜の膜厚としては、特に制限はないが、得られたＴＦＴの特性は、有機半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、用いる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。

また、これら有機半導体膜を半導体溶液をキャストする方法により作製する場合、有機半導体材料溶液の溶媒としては任意の溶媒を用いることができ、例えば、炭化水素系、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系等広範囲の有機溶媒から、有機半導体化合物に応じて適宜選択されるが、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系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサン等の環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、キシレン、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカン等の脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を好適に用いることができる。

前記絶縁膜上への、塗布性や成膜性の観点から、最も好ましくは、脂肪族系の有機溶媒、具体例として、シクロヘキサンやヘキサンを含むことが好ましい。

（有機薄膜トランジスタの素子構成）
図１は、本発明の電極の形成方法により作製したソース電極、ドレイン電極またはゲート電極の少なくとも一つを用いた、薄膜トランジスタ素子の代表的な素子構成を示す図である。図１において、半導体薄膜は、ソース電極及びドレイン電極を有機半導体層で連結するよう構成することが好ましい。

同図（ａ）は、支持体６上に金属箔等によりソース電極２、ドレイン電極３を形成し、これを基材（基板）として半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、さらにその上にゲート電極４を形成して有機薄膜トランジスタを形成したものである。

同図（ｂ）は、半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。

同図（ｃ）は、支持体６上に先ず半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。

同図（ｄ）は、支持体６上にゲート電極４を金属箔等で形成した後、絶縁層５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、該電極間に半導体層１を形成する。

その他、同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。本発明の有機薄膜トランジスタは、これらトップゲート型（図（ａ）〜（ｃ））またボトムゲート型（図（ｄ）〜（ｆ））のいずれでもよいが、ボトムゲート型構造を有する有機薄膜トランジスタ、特に図（ｅ）のボトムゲート型構造を有する有機薄膜トランジスタが好ましい。

また、図２のような、ソース電極２、ドレイン電極３と、本発明の電極の形成方法により作製したゲート電極４または少なくとも一つの別種の電極Ｅ１（第１の電極）、Ｅ２（第２の電極）を用いた薄膜トランジスタ素子構成も好ましい態様である。図２において、半導体薄膜は、ソース電極及びドレイン電極を有機半導体層１で連結するよう構成することが好ましい。

電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタ等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅等の金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法等がある。

また、有機半導体膜を形成した後に形成されるソース電極、ドレイン電極については、従来の真空蒸着プロセス、また、スパッタリングや、それに付随するレジストを用いるパターニングプロセスが有機半導体膜にダメージを与えることがあることから、流動性電極材料を用い、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法、インクジェット法等によって形成することが好ましい。

（保護層）
また、本発明においては、前記有機半導体膜の形成後に、有機半導体チャネル領域を保護して、有機半導体膜の特性変化を防ぐため、有機半導体保護層を形成することができる。

有機半導体保護層としては、有機半導体膜に影響を与えない材料を用い、有機半導体保護層の上にパターニングのために、感光性樹脂層等の感光性組成物を形成するような場合には、その塗布工程において、さらに光感応性樹脂層のパターニング処理時にも影響を受けない材料であるが好ましい。そのような材料として、好ましくは、親水性ポリマーを含有する材料であり、さらに好ましくは、親水性ポリマーの水溶液または水分散液である。親水性ポリマーは、水、または酸性水溶液、アルカリ性水溶液、アルコール水溶液、各種の界面活性剤の水溶液に対して、溶解性または分散性を有するポリマーである。例えばポリビニルアルコールや、ＨＥＭＡ、アクリル酸、アクリルアミド等の成分からなるホモポリマー、コポリマーを好適に用いることができる。ポリビニルアルコールが好ましい。

有機半導体保護層を、印刷法またインクジェット法等により有機半導体チャネル上にパターン形成する。

また、有機半導体保護層を有機半導体チャネル上にパターン形成するには、前記光感応性樹脂層と組み合わせ用いる。これによりフォトリソグラフィー法によって有機半導体保護層をパターニングできる。

有機半導体膜上に形成される前記光感応性樹脂層（レジスト材料）等も、ソース電極やドレイ電極パターンの形成時において有機半導体保護層となる。

また、有機半導体膜の上には、電極材料を反撥する材料からなる反撥層を設けてもよく、予めこのパターンを有機半導体膜上等に形成して精度よく電極形成を行えるようにしてもよい。

ここで有機半導体保護層は、ソース電極、ドレイン電極のパターニングにおいて、前記保護層上また保護層に設けられる感光性樹脂層上に、この電極材料の反撥層を設けてもよい。反撥層は、ソース、ドレイン電極等の電極形成材料（本発明においては流動性材料、例えば、導電性ペースト等、導電性材料溶液あるいは分散液等が用いられるが）が水を主成分とする溶媒を用いた材料である場合には、これをはじき、塗布等により所望のパターンに自然に電極材料を配置できる撥水性材料からなる層であることが好ましく、例えば、シリコーンゴム層等が好ましく、そのほか、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等、また、シランカップリング剤等の親油性の材料を用いてもよい。

反撥層も有機半導体膜上に、例えば、反撥層材料が水性媒体により構成されている場合は、印刷法、インクジェット法等により、直接、有機半導体膜上にパターニング可能であるが、多くは疎水性の材料であり、前記有機半導体保護層上にこれと共に形成されパターニングされるのが好ましい。

保護層の膜厚は１００ｎｍ〜１０μｍの層である。さらに後述するゲート絶縁膜の材料も用いることができる。また、有機半導体保護層は、光透過率が１０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１％以下である。これにより、有機半導体膜が光により特性劣化するのを抑えることができる。

本発明において有機半導体保護層のパターニングは、感光性樹脂を用いて、フォトリソグラフ法により、ソース電極及びドレイン電極のパターニングと同時に行うことが好ましい。この場合、有機半導体保護層を塗布後に、これに接して層の全面に感光性樹脂の溶液を塗布し、感光性樹脂層を形成しフォトリソグラフ法によりパターニングする。

感光性樹脂としては、ポジ型、ネガ型の公知の材料を用いることができるが、レーザで露光が行えるレーザ感光性の材料を用いることが好ましい。このような感光性樹脂として、（１）特開平１１−２７１９６９号のような色素増感型の光重合感光材料、（２）特開平９−１７９２９２号のような赤外線レーザに感光性を有するネガ型感光材料、（３）特開平９−１７１２５４号のような赤外線レーザに感光性を有するポジ型感光材料が挙げられる。工程が暗所に限定されない点で、（２）、（３）が好ましい。

感光性樹脂の塗布溶液を形成する溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これら溶媒は、単独であるいは２種以上混合して使用する。

感光性樹脂層を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法が用いられる。

感光性樹脂層が形成されたら、感光性樹脂層にパターニング露光を行う。パターニング露光を行う光源としては、Ａｒレーザ、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等が挙げられ、好ましくは赤外に発振波長があるもので、半導体レーザである。出力は５０ｍＷ以上が適当であり、好ましくは１００ｍＷ以上である。

露光された光感応性樹脂層の現像には、水系アルカリ現像液が好適である。アルカリ性化合物のアルカリ現像液中における濃度は、通常１〜１０質量％、好ましくは２〜５質量％である。

現像液には、必要に応じアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤やアルコール等の有機溶剤を加えることができる。

また必要により、光感応性樹脂層を除去する工程を加えることができる。アルコール系、エーテル系、ケトン系等の前記感光性樹脂層の有機溶媒から適宜選択して除去に用いる。

このように有機半導体保護膜形成後に感光性樹脂を用いこれをパターニングし、レジストの除去された部分に、前記流動性材料にて印刷法あるいはインクジェット法等によりソース、ドレイン電極を形成できる。

また、反撥層を用いると、ソース電極、ドレイン電極形成のための前記流動性材料によるパターニングにおいて、反撥層の存在する領域においては電極材料がはじかれるために、ソース、ドレイン電極それぞれの形成領域に電極材料は自動的にパターニングされる。

図３に、反撥層が形成された有機半導体膜上に、インクジェット法によって電極材料を供給し、ソース、ドレイン電極をそれぞれ精度よく形成する過程を示す。

図３（ａ）は、半導体層１上にシリコーンゴム層を反撥層７としてチャネル部分に形成し、さらにこの上からインクジェット法等によりソース、ドレイン電極領域に電極材料、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水分散液をインクとしてこれを連続的に吐出する過程である。反撥層はインクをはじくので、反撥層に電極材料ははじかれるため、電極材料印刷のパターン精度が低くとも、電極自体は精度よく形成される。

また、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、例えば電極材料インクを、反撥層を含みソース、ドレイン電極の二つを跨ぎこれをカバーする領域に吐出しても、反撥層が電極材料をはじくので、ソース、ドレインそれぞれの電極に吐出されたインクは自動的に分離するため同様に、電極パターンは精度よく形成される。

また、この方法によって、ＴＦＴのチャネル長は形成した反撥層被膜の幅、例えばインクジェットの液滴の容量や吐出量等によって一意に制御でき、ソース、ドレイン電極のショート等が防止され、極めて簡単な方法で、精度が高く、信頼性の高いＴＦＴが形成される。

図４は、本発明のＴＦＴが樹脂支持体上に複数配置されるＴＦＴシートの１例を示す概略の等価回路図である。

ＴＦＴシート１１はマトリクス配置された多数のＴＦＴ１４を有する。１２は各ＴＦＴ１４のゲート電極のゲートバスラインであり、１３は各ＴＦＴ１４のソース電極のソースバスラインである。各ＴＦＴ１４のドレイン電極には、出力素子１６が接続され、この出力素子１６は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子１６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。１５は蓄積コンデンサ、１７は垂直駆動回路、１８は水平駆動回路である。

図５（ａ）に、上記等価回路に準じた、本発明の、実際のＴＦＴシートのＴＦＴ素子、電極、バスライン等の配置例を示す。ＴＦＴシートとしてはアディショナルキャパシタタイプで、シート状支持体（図示されていない）上にまずゲート電極４を有し、ゲート絶縁膜（図示されていない）を介して半導体層１をチャネルとして連結されたソース電極２及びドレイン電極３を有し、ゲート電極４はゲートバスライン１２と、ソース電極２は第１の電極Ｅ１と一体に形成されたソースバスライン１３と連結されている。またドレイン電極３は、第２の電極（Ｅ２）（即ちここでは画素電極）と連結する。またゲートバスラインに設けられたもう一つの電極８と画素電極との間に、アディショナルキャパシタとして蓄積コンデンサが形成されている。

なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）中において、Ａ−Ａにおける断面図である。

〔発明の実施の形態〕
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明はこれに限定されるものではない。

《実施態様１》
以下の実施例１〜６、比較例１〜６で支持体上に設けた電極の接着性を比較した。

〔実施例１〕
〈支持体の作製〉
テトラメトキシシラン３．０４ｇ（２０ｍｍｏｌ）と、塩化メチレン１．５２ｇと、エタノール１．５２ｇとを混合した後、０．５％硝酸水溶液を０．７２ｇ加えて加水分解を行い、室温でそのまま１時間攪拌を続けた。

エタノール５．３ｇと酢酸メチル６０．９ｇの混合溶媒にジアセチルセルロース（ダイセル化学製、Ｌ５０）を溶解させた後、テトラメトキシシランを加水分解した前記の溶液と混合し、さらに１時間攪拌を行った後、ゴムベルト上にギャップ巾８００μｍのドクターブレードで成膜した。ベルトを搬送させながら、得られたフィルムを１２０℃で３０分間乾燥させ、厚さ２００μｍの支持体１を作製した。動的粘弾性の測定から得られたＴｇは２２６℃であった。

支持体１の表面に５０Ｗ／ｍ²／ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を施し、下記組成の塗布液を乾燥膜厚２μｍになるように塗布し、９０℃で５分間乾燥した後、６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を１０ｃｍの距離から２秒間照射し、半硬化させた。

ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体６０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２量体２０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３量体以上の成分２０ｇ
ジエトキシベンゾフェノンＵＶ開始剤２ｇ
シリコーン系界面活性剤１ｇ
メチルエチルケトン７５ｇ
メチルプロピレングリコール７５ｇ
この表面に、マスクを介して、金を蒸着し、幅２０μｍ、長さ５ｍｍ、厚さ１００ｎｍの電極パターンを作製した。さらに、高圧水銀灯を同様に、１０秒間照射し、上記の塗布膜を完全に硬化させた。

次に、ＪＩＳ−Ｋ５４００のクロスカット密着試験方法に従って、電極の接着性の評価を行った。すなわち、電極に日東電工（株）製のセロハンテープを貼り付けて、テープをはがしたが、ほとんど電極の剥離は発生しなかった。

〔比較例１〕
実施例１にて、塗布膜への高圧水銀灯の照射を１２秒として、この表面に、マスクを介して、金を蒸着し、幅２０μｍ、長さ５ｍｍ、厚さ１００ｎｍの電極パターンを作製した。

次に、ＪＩＳ−Ｋ５４００のクロスカット密着試験方法に従って、電極の接着性の評価を行ったところ、電極は剥離した。

〔実施例２〕
厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、熱硬化型ポリイミドを塗布した。京セラケミカル製ＣＴ４１１２を２μｍになるように塗布し、８０℃にて１時間加熱した。加えて１２０℃で２０分間予備硬化を行った。この表面に、実施例１と同様に金の電極を蒸着し、さらに、１８０℃で１時間の硬化処理を行った。接着性を評価したところ、ほとんど剥離は見られなかった。

〔比較例２〕
実施例２と同様にガラス基板上に熱硬化型ポリイミドを塗布し、８０℃にて１時間加熱し、加えて１２０℃で２０分間予備硬化し、１８０℃で１時間の硬化処理を行った。この表面に、実施例１同様に金の電極を蒸着し、さらに、接着性を評価したところ、一部に剥離が見られた。

〔実施例３〕
厚さ２００μｍのＰＥＮベース上に、下記組成物をアイソパーＥ″（イソパラフィン系炭化水素、エクソン化学（株）製）単独溶媒で固形分濃度１０質量％に希釈した液体を塗設し、１００℃２０分で乾燥し、厚さ１μｍの絶縁膜を形成した。

（組成物）
α，ω−ジビニルポリジメチルシロキサン（分子量約６０，０００）１００部
ＨＭＳ−５０１〔両末端メチル（メチルハイドロジェンシロキサン）（ジメチルシロキサン）共重合体、ＳｉＨ基数／分子量＝０．６９ｍｏｌ／ｇ、チッソ（株）製〕７部
ビニルトリス（メチルエチルケトキシイミノ）シラン３部
ＳＲＸ−２１２（白金触媒、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）５部
この表面に、実施例１と同様に金の電極を蒸着し、さらに、１００℃で３０分間の硬化処理を行った。接着性を評価したところ、剥離はほとんど見られなかった。

〔比較例３〕
実施例２と同様に絶縁膜を形成した後、さらに１００℃で３０分間の硬化処理を行った。金の電極を蒸着し接着性を評価したところ、ほとんど全部剥離した。

〔実施例４〜６、比較例４〜６〕
実施例１〜３、比較例１〜３において、電極の形成を以下の方法に変え、それ以外は、実施例１〜３と同様にして実施例４〜６を、比較例１〜３と同様にして比較例４〜６を行いった。

（電極の形成）
表面に銀ナノ粒子インク（平均粒子径８ｎｍの銀微粒子のトルエン分散物）を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、１８０℃で２０分間加熱して、幅７０μｍ、長さ５ｍｍ、厚さ５０ｎｍの電極パターンを形成した。

接着性を評価したところ、実施例４、５は全く剥離なし、実施例６はほとんど剥離はみられない、比較例４〜６は剥離が発生した。

《実施態様２》
下記図６の構成からなるＴＦＴを製造した。

〔実施例７〕
厚さ２００μｍのＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）フィルム上に５０Ｗ／ｍ²／ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を施し、下記組成の塗布液を乾燥膜厚２μｍになるように塗布し、９０℃で５分間乾燥した後、６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を１０ｃｍの距離から１０秒間照射し、硬化した。

ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート単量体６０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２量体２０ｇ
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３量体以上の成分２０ｇ
ジエトキシベンゾフェノンＵＶ開始剤２ｇ
シリコーン系界面活性剤１ｇ
メチルエチルケトン７５ｇ
メチルプロピレングリコール７５ｇ
さらにその層の上に下記条件で連続的に大気圧プラズマ処理して厚さ５０ｎｍの酸化ケイ素膜を設け、これらの層を下引き層Ｕとした。

（使用ガス）
不活性ガス：ヘリウム９８．２５体積％
反応性ガス：酸素ガス１．５体積％
反応性ガス：テトラエトキシシラン蒸気（ヘリウムガスにてバブリング）０．２５体積％
（放電条件）
放電出力：１０Ｗ／ｃｍ²
（電極条件）
電極は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材に対して、セラミック溶射によるアルミナを１ｍｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａ×５μｍとした誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極であり、アースされている。一方、印加電極としては、中空の角型のステンレスパイプに対し、上記同様の誘電体を同条件にて被覆した。

〈ゲート電極形成〉
上記の下引き層Ｕ上に、下記組成の光感応性樹脂１を塗布し、１００℃にて１分間乾燥させることで、厚さ２μｍの光感応性樹脂層を形成した。

（光感応性樹脂１）
色素Ａ７部
ノボラック樹脂（フェノールとｍ−、ｐ−混合クレゾールとホルムアルデヒドを共縮合させたノボラック樹脂（Ｍｗ＝４０００、フェノール／ｍ−クレゾール／ｐ−クレゾールのモル比がそれぞれ５／５７／３８））９０部
クリスタルバイオレット３部

発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザで２００ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー密度でゲートバスライン及びゲート電極のパターンを露光した後、アルカリ水溶液で現像し、レジスト像を得た。

さらにその上に、スパッタ法により、厚さ３００ｎｍのアルミニウム皮膜を一面に成膜した後、ＭＥＫで上記光感応性樹脂層の残存部を除去することで、ゲートライン及びゲート電極２を作製した。

（ゲート絶縁膜形成工程）
以上のフィルム基板をよく洗浄した後、京セラケミカル製ポリイミドＣＴ４１１２を厚さ４００ｎｍになるように塗布し、８０℃にて１時間加熱した。加えて１２０℃で２０分間予備硬化を行った。

〈ソース・ドレイン電極形成工程〉
この表面に、マスクを介して金を加熱蒸着することでによりソース電極及びドレイン電極を形成した。サイズは、幅２０μｍ、長さ１００μｍ（チャネル幅）、厚さ１００ｎｍであり、ソース電極、ドレイン電極の距離（チャネル長）は１０μｍとした。さらに、１８０℃で１時間のポリイミドの硬化処理を行った。

〈有機半導体膜形成工程〉
次に、半導体材料として、下記化合物Ｐ−１を用いて、有機半導体層を形成した。即ち、Ｐ−１のトルエン溶液（０．５質量％）を調製し、ピエゾ方式のインクジェット法を用いて、チャネル領域に吐出し、大気中で自然乾燥し、膜厚１００ｎｍの有機半導体層を形成した。

この薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｐ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを−１５Ｖとし、ゲートバイアスを＋１０Ｖから−２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は０．５ｃｍ²／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比（ドレイン電流の最大値と最小値の比率の対数）は６．２、閾値は−３Ｖであった。

薄膜トランジスタが形成された基板を、Ｒ＝５ｍｍとなるよう１０回湾曲させた後、動作の確認を行ったが、トランジスタ特性に変化は見られなかった。

〔比較例７〕
実施例７にて、ソース電極及びドレイン電極である金の蒸着膜を形成する前に、１８０℃で１時間のポリイミドの硬化処理を行った。

この薄膜トランジスタは、ｐ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを−１５Ｖとし、ゲートバイアスを＋１０Ｖから−２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は０．０８ｃｍ²／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比（ドレイン電流の最大値と最小値の比率の対数）は５．３、閾値は−６Ｖであった。

薄膜トランジスタが形成された基板を、Ｒ＝５ｍｍとなるよう１０回湾曲させた後、動作の確認を行ったところ、１０個のうち、６つが動作しなくなった。

〔実施例８〕
実施例７において、ソース・ドレイン電極形成工程を下記のように変更し、他は同様にして薄膜トランジスタを作製した。

〈ソース・ドレイン形成工程〉
表面に銀ナノ粒子インク（平均粒子径８ｎｍの銀微粒子のトルエン分散物）を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、９０℃で５分間加熱して電極材料の皮膜を形成した。さらに、１８０℃で１時間のポリイミドの硬化処理を行った。この加熱処理により、電極材料が融着し、幅７０μｍ、長さ５ｍｍ、厚さ５０ｎｍの電極パターンが形成された。ソース電極、ドレイン電極の距離（チャネル長）は約３０μｍであった。

この薄膜トランジスタは良好に駆動し、ｐ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを−１５Ｖとし、ゲートバイアスを＋１０Ｖから−２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は０．３ｃｍ²／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比（ドレイン電流の最大値と最小値の比率の対数）は５．８、閾値は−４Ｖであった。

〔比較例８〕
実施例８において、ゲート絶縁膜形成工程及びソース・ドレイン形成工程を下記のように変更し、他は同様にして薄膜トランジスタを作製した。

〈ゲート絶縁膜形成工程〉
以上のフィルム基板をよく洗浄した後、京セラケミカル製ポリイミドＣＴ４１１２を厚さ４００ｎｍになるように塗布し、８０℃にて１時間加熱した。加えて１２０℃で２０分間予備硬化を行った。さらに１８０℃で１時間のポリイミドの硬化処理を行った。

〈ソース・ドレイン形成工程〉
表面に銀ナノ粒子インク（平均粒子径８ｎｍの銀微粒子のトルエン分散物）を、ピエゾ方式のインクジェットを用いて吐出し、９０℃で５分間加熱して電極材料の皮膜を形成した。さらに、１８０℃で３０分の加熱処理により、電極材料が融着し、幅７０μｍ、長さ５ｍｍ、厚さ５０ｎｍの電極パターンを形成した。ソース電極、ドレイン電極の距離（チャネル長）は約３０μｍであった。

この薄膜トランジスタは、ｐ型のエンハンスメント動作を示した。ドレインバイアスを−１５Ｖとし、ゲートバイアスを＋１０Ｖから−２０Ｖまで掃引した時のドレイン電流の増加（伝達特性）が観測された。その飽和領域から見積もられたキャリア移動度は０．０５ｃｍ²／Ｖｓ、ｏｎ／ｏｆｆ比（ドレイン電流の最大値と最小値の比率の対数）は３．８、閾値は−１０Ｖであった。

薄膜トランジスタが形成された基板を、Ｒ＝５ｍｍとなるよう１０回湾曲させた後、動作の確認を行ったところ、１０個のうち、８つが動作しなくなった。

Claims

支持体上に、光または熱硬化型の絶縁膜を形成し、絶縁膜上に電極を形成した後、該絶縁膜を硬化することを特徴とする電極の形成方法。
前記電極が流動性電極材料からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電極の形成方法。
請求の範囲第１項または第２項記載の電極の形成方法により、ソース電極、ドレイン電極またはゲート電極の少なくとも一つが作製されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
有機半導体膜を有することを特徴とする請求の範囲第３項記載の有機薄膜トランジスタ。
前記有機半導体膜は、有機半導体材料溶液からのキャスト膜であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の有機薄膜トランジスタ。
支持体、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極及びドレイン電極からなり、ソース電極及びドレイン電極は有機半導体膜面に接合していることを特徴とする請求の範囲第４項または第５項記載の有機薄膜トランジスタ。
支持体、ゲート電極、ゲート絶縁膜、有機半導体膜、ソース電極、ドレイン電極及び少なくとも１つの別種の電極からなり、ソース電極及びドレイン電極は有機半導体膜面に接合し、ソース電極またはドレイン電極の少なくとも一方が別種の電極に接し、かつ、少なくとも１つの別種の電極が請求の範囲第１項または第２項記載の電極の形成方法により作製されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。