TW201532282A - 有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體 - Google Patents

有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體 Download PDF

Info

Publication number
TW201532282A
TW201532282A TW104102774A TW104102774A TW201532282A TW 201532282 A TW201532282 A TW 201532282A TW 104102774 A TW104102774 A TW 104102774A TW 104102774 A TW104102774 A TW 104102774A TW 201532282 A TW201532282 A TW 201532282A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thin film
organic thin
film transistor
group
electrode
Prior art date
Application number
TW104102774A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuuichi Hayata
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of TW201532282A publication Critical patent/TW201532282A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H10K10/471—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics the gate dielectric comprising only organic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/80—Constructional details
    • H10K10/82—Electrodes
    • H10K10/84—Ohmic electrodes, e.g. source or drain electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明提供一種有機薄膜電晶體的製造方法、及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體，所述有機薄膜電晶體的製造方法是製造包括閘極電極、包含有機絕緣材料的閘極絕緣膜層、源極電極、汲極電極、及有機半導體層，且具有閘極絕緣膜層與源極電極、以及閘極絕緣膜層與汲極電極分別相接的結構的底部閘極-底部接觸型或頂部閘極-頂部接觸型的有機薄膜電晶體的方法，並且所述有機薄膜電晶體的製造方法包括藉由對使用導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒而形成源極電極及汲極電極中的至少一者的步驟，所述導電膜形成用組成物含有：平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子、包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽、以及醇化合物。

Description

有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體
本發明是有關於一種有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體。
具有有機半導體膜(有機半導體層)的有機薄膜電晶體(有機TFT(Thin-Film Transistor))可輕量化、低成本化、柔軟化，因此可於使用液晶顯示器或有機電致發光(electroluminescence，EL)顯示器中所使用的場效電晶體(Field-Effect Transistor，FET)、無線射頻識別(radio frequency identification，RFID)(RF標籤)或記憶體等邏輯電路的裝置等中利用。
作為所述有機薄膜電晶體的製造方法，例如於專利文獻1中記載有形成源極電極及汲極電極的方法，即：藉由印刷法將金、銀、銅等的金屬微粒子分散物圖案化而形成金屬微粒子層(實質上由平均粒徑50nm以下的金屬微粒子群所形成的層)後，藉 由進行加熱處理而將金屬微粒子熱熔接，從而形成電極。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-031933號公報
另一方面，最近，隨著各電子器件裝置等的高性能化及普遍化，要求有機薄膜電晶體的運作速度或可靠性進一步提高。
本發明者對專利文獻1所記載的有機薄膜電晶體的製造方法進行了研究，結果發現就運作速度(載子移動率)及可靠性(耐遷移(migration)性、電極密著性)而言尚有改善的餘地。另外，所謂耐遷移性，意旨於源極電極與汲極電極間引起金屬的離子遷移的難度；所謂電極密著性，意旨電極(源極電極及/或汲極電極)對鄰接的閘極絕緣膜層的密著性。
因此，本發明的課題在於提供一種用於製造載子移動率、耐遷移性及電極密著性優異的有機薄膜電晶體的有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體。
本發明者為解決上述課題而反覆進行了努力研究，結果發現藉由使用規定的導電膜形成用組成物來形成源極電極及/或汲極電極，可獲得所需的效果，從而完成了本發明。
亦即，本發明者發現藉由以下構成可解決上述課題。
(1)一種有機薄膜電晶體的製造方法，其是製造包括閘極電極、包含有機絕緣材料的閘極絕緣膜層、源極電極、汲極電極、及有機半導體層，且具有閘極絕緣膜層與源極電極、以及閘極絕緣膜層與汲極電極分別相接的結構的底部閘極-底部接觸型或頂部閘極-頂部接觸型的有機薄膜電晶體的方法；並且所述有機薄膜電晶體的製造方法包括藉由對使用導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒而形成源極電極及汲極電極中的至少一者的步驟，所述導電膜形成用組成物含有：平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子、包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽、以及醇化合物。
(2)如(1)所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，有機絕緣材料包含具有矽氧烷基或全氟基的有機絕緣材料。
(3)如(1)或(2)所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，藉由以閘極絕緣膜層中的有機絕緣材料的玻璃轉移溫度以上進行加熱處理，來進行形成源極電極及汲極電極中的至少一者的步驟中的加熱煅燒。
(4)如(1)~(3)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，藉由印刷法而形成塗膜。
(5)如(1)~(4)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽含有：包含選自由週 期表第10族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽。
(6)如(1)~(5)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，醇化合物包含三元醇。
(7)如(1)~(6)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，閘極絕緣膜層的膜厚為200nm~1μm。
(8)如(1)~(7)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，源極電極及汲極電極的厚度為50nm~500nm。
(9)一種有機薄膜電晶體，其是藉由如(1)~(8)中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法而製造。
根據本發明，可提供一種用於製造載子移動率、耐遷移性及電極密著性優異的有機薄膜電晶體的有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體。
10、100、200、300‧‧‧有機薄膜電晶體
12‧‧‧支撐體
14‧‧‧閘極電極
16‧‧‧閘極絕緣膜層
18‧‧‧源極電極
20‧‧‧汲極電極
22‧‧‧有機半導體層
51‧‧‧金屬遮罩
52‧‧‧遮罩部
53、54‧‧‧開口部
圖1是底部閘極-底部接觸型有機薄膜電晶體的一實施態樣的剖面圖。
圖2是底部閘極-底部接觸型有機薄膜電晶體的另一實施態樣的剖面圖。
圖3是頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體的一實施態樣的剖面圖。
圖4是頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體的另一實施態樣的剖面圖。
圖5是實施例中使用的金屬遮罩的平面圖。
以下，對本發明的有機薄膜電晶體的製造方法、及由有機薄膜電晶體的製造方法所得的有機薄膜電晶體加以說明。
另外，於本說明書中，使用「~」所表示的數值範圍是指包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
作為本發明的製造方法的特徵點之一，可列舉如下方面：於底部閘極-底部接觸型或頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體的製造中，使用包含規定成分的導電膜形成用組成物來製作源極電極及/或汲極電極。如下文所述，於底部閘極-底部接觸型或頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體中，包含有機絕緣材料的閘極絕緣膜層與源極電極及汲極電極相接觸。因此，若藉由使用後述的導電膜形成用組成物實施加熱煅燒或光煅燒而製作源極電極及/或汲極電極，則因閘極絕緣膜層的有機絕緣材料與源自導電膜形成用組成物的成分的相互作用，所形成的電極對閘極絕緣膜層的密著性提高。另外推測，在光煅燒時，因導電膜形成用組成物吸收光而產生的熱，密著性提高。而且，若使用該導電膜形成用組成物，則電極間的遷移得到抑制，並且有機半導體層中的移動率的降低亦得到抑制。另外，作為有機半導體層的移動率的降低得到抑制的因素之一，推測上述電極的密著性提高起到了積極作用。
以下，將底部閘極-底部接觸型有機薄膜電晶體的製造方法作為第1態樣，將頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體的製造方法作為第2態樣加以詳述。
<<第1態樣>>
圖1示出底部閘極-底部接觸型有機薄膜電晶體的一實施態樣的剖面圖。
如圖1所示，有機薄膜電晶體10包括：支撐體12；配置於支撐體12上的閘極電極14；與閘極電極14接觸的閘極絕緣膜層16；以與閘極絕緣膜層16的與閘極電極14側為相反側的表面相接的方式配置的源極電極18及汲極電極20；以覆蓋源極電極18、汲極電極20、及由源極電極18與汲極電極20夾著的區域的閘極絕緣膜層16的方式而配置的有機半導體層22。另外，如下文所述，閘極絕緣膜層16包含有機絕緣材料。
本發明的製造方法只要至少包括以下步驟，即，藉由對使用後述的導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒，而形成源極電極18及汲極電極20的至少一者的步驟(以下亦稱為「源極．汲極形成步驟」)即可，其他構件(閘極電極14、閘極絕緣膜層16、有機半導體層22)的形成方法並無特別限制，通常，較佳為依序實施：形成閘極電極14的步驟(閘極形成步驟)、形成閘極絕緣膜層16的步驟(絕緣膜層形成步驟)、上述源極．汲極形成步驟、及形成有機半導體層22的步驟(有機半導體形成步驟)。
以下，作為圖1所示的有機薄膜電晶體10的製造方法的較佳態樣之一，對具有上述步驟的順序進行詳述。
<閘極形成步驟>
本步驟是於支撐體上形成閘極電極的步驟。以下，首先對所使用的支撐體及閘極電極進行詳述。
支撐體的種類並無特別限制，主要是由玻璃或可撓性樹脂製片材(sheet)而構成，例如可使用塑膠膜(plastic film)作為片材。作為塑膠膜，例如可列舉包含：聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚醚醚酮(polyether ether ketone)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚芳酯(polyarylate)、聚醯亞胺、聚碳酸脂(polycarbonate，PC)、三醋酸纖維素(cellulose triacetate，TAC)、醋酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate，CAP)等的膜等。如上所述，藉由使用塑膠膜，與使用玻璃支撐體的情況相比，可達成輕量化，可提高可移動性並且可提高對衝擊的耐性。
構成閘極電極的材料若為導電性材料則並無特別限定，例如可列舉：金(Au)、銀、鋁(Al)、銅、鉻、鎳、鈷、鈦、鉑、鎂、鈣、鋇、鈉等金屬；InO2、SnO2、ITO等導電性氧化物；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚丁二炔(polydiacetylene)等導電性高分子；矽、鍺、砷化鎵等半導體；富勒烯、碳奈米管、石墨等碳材料等。其中，較佳為金屬，更佳為銀、鋁。
形成閘極電極的方法並無特別限制，例如有使用公知的 光微影法或舉離(lift-off)法，將使用蒸鍍或濺鍍(sputtering)等方法而形成的導電性薄膜形成為閘極電極的方法；於鋁或銅等金屬箔上藉由熱轉印或噴墨(inkjet)等而使用抗蝕劑進行蝕刻的方法。
而且，可直接藉由噴墨將導電性高分子的溶液或分散液、導電性微粒子分散液圖案化，亦可藉由微影或雷射剝蝕(laser ablation)等而自塗敷膜形成閘極電極。進而，亦可使用藉由凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、網版印刷等印刷法將含有導電性高分子或導電性微粒子的墨水、導電性膏等圖案化的方法。而且，亦可使用後述的導電膜形成用組成物來形成閘極電極。
閘極電極的厚度並無特別限制，較佳為20nm~200nm。
<絕緣膜層形成步驟>
本步驟是形成與支撐體上的閘極電極接觸的閘極絕緣膜層的步驟。閘極絕緣膜層通常是以覆蓋閘極電極的方式配置。以下，首先對構成閘極絕緣膜層的材料進行詳述。
閘極絕緣膜層包含有機絕緣材料。藉由閘極絕緣膜層包含有機絕緣材料，於後述的源極．汲極形成步驟中的加熱煅燒或光煅燒時，於源極電極及/或汲極電極間達成優異的密著性。
閘極絕緣膜層中的有機絕緣材料的含量並無特別限制，較佳為作為主成分而含有。此處，所謂主成分，意旨相對於閘極絕緣膜層總質量，有機絕緣材料的含量為75質量%以上，就源極電極及/或汲極電極與閘極絕緣膜層的密著性更優異的觀點而言，較佳 為90質量%以上，更佳為100質量%以上。
作為有機絕緣材料，若為顯示絕緣性的有機物(有機化合物)則其種類並無特別限制。例如，較佳為絕緣樹脂，更具體而言，可使用：聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、聚丙烯酸酯、光自由基聚合系或光陽離子聚合系的光硬化性樹脂、含有丙烯腈成分的共聚物、聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇、酚醛清漆樹脂、環氧樹脂、氰乙基聚三葡萄糖(cyanoethyl pullulan)、矽系聚合物、氟系聚合物等。
就源極電極及/或汲極電極與閘極絕緣膜層的密著性更優異、或有機薄膜電晶體的移動率更優異的觀點而言，有機絕緣材料較佳為具有矽氧烷基或全氟基的有機絕緣材料。具有矽氧烷基或全氟基的有機絕緣材料較佳為使用含矽氧烷基的聚合物或含全氟基的聚合物。作為含矽氧烷基的聚合物，例如可列舉聚二甲基矽氧烷、聚倍半矽氧烷(polysilsesquioxane)等，作為含全氟基的聚合物，例如可列舉Teflon(R)(三井．杜邦氟化學(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals)公司製造)、CYTOP(R)(旭硝子公司製造)、NeoflonTM(大金(Daikin)公司製造)等非晶性氟樹脂。
另外，所謂矽氧烷基意旨Si-O所表示的基，所謂全氟基意旨所有的氫原子經氟原子所取代的基。
形成閘極絕緣膜層的方法並無特別限制，例如可列舉於形成有閘極電極的支撐體上塗佈包含上述有機絕緣材料的閘極絕緣膜層形成用組成物而形成閘極絕緣膜層的方法、蒸鍍或濺鍍上 述有機絕緣材料而形成閘極絕緣膜層的方法等。另外，閘極絕緣膜層形成用組成物中視需要亦可包含溶劑(水或有機溶劑)。另外，閘極絕緣膜層形成用組成物中亦可包含交聯成分。例如，藉由相對於含有羥基的有機絕緣材料而添加三聚氰胺等交聯成分，亦可將交聯結構導入至閘極絕緣膜層。
塗佈閘極絕緣膜層形成用組成物的方法並無特別限制，較佳為噴塗法、旋塗法、刮塗法、浸塗法、流延法、輥塗法、棒塗法、模塗法等藉由塗佈來進行的方法；噴墨等藉由圖案化來進行的方法等濕式製程。
在塗佈閘極絕緣膜層形成用組成物而形成閘極絕緣膜層的情況下，亦可以溶劑去除、交聯等為目的而於塗佈後進行加熱(烘烤)。
閘極絕緣膜層的膜厚並無特別限定，較佳為50nm~3μm，更佳為200nm~1μm。
<源極．汲極形成步驟>
本步驟是藉由對使用規定的導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒，而形成源極電極及汲極電極的至少一者的步驟。更具體而言，是於包含支撐體、閘極電極及閘極絕緣膜層的積層體中的閘極絕緣膜層上塗佈導電膜形成用組成物而形成塗膜，並對塗膜實施加熱煅燒或光煅燒。另外，以下對使用導電膜形成用組成物而形成源極電極及汲極電極的兩者的態樣進行詳述，但亦可使用導電膜形成用組成物而僅使用形成源極電極及 汲極電極的一者。
以下，首先對本步驟中所使用的導電膜形成用組成物進行詳述。
<導電膜形成用組成物>
導電膜形成用組成物(以下亦簡稱為「組成物」)含有：平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子、包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽、以及醇化合物。以下，對組成物中所含的成分進行詳述。
《平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子》
導電膜形成用組成物包含平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子(以下有時稱為「氧化銅粒子(A)」)。氧化銅粒子(A)是藉由後述的燒結處理，使氧化銅還原為金屬銅來構成電膜中的金屬導體。
氧化銅較佳為氧化銅(I)、氧化銅(II)或該些的混合物，自可廉價地獲取、於空氣中更穩定的方面考慮，更佳為氧化銅(II)。
本發明中所謂「氧化銅」是實質上不含未經氧化的銅的化合物，具體而言，是指於X射線繞射的結晶分析中，檢測出源自氧化銅的峰值而未檢測出源自金屬銅的峰值的化合物。所謂實質上不含銅，是指銅的含量相對於氧化銅粒子為1質量%以下。
氧化銅粒子(A)的平均一次粒徑若為100nm以下則並無特別限定，較佳為1nm~80nm，更佳為10nm~50nm。平均一次粒徑越小，氧化銅越容易還原，即便在以更低的燒結溫度進 行燒結時，亦可製作具有高導電性的導電膜。平均一次粒徑為10nm以上時，能獲得更良好的分散穩定性。
另外，氧化銅粒子(A)的平均一次粒徑是對自掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)(以下有時稱為「SEM」)像中隨機選擇的100個粒子的水平費雷特直徑(Feret's diameter)及垂直費雷特直徑進行測定，將該些中大的測定值作為該粒子的一次粒徑，並進行算術平均而算出。另外，於水平費雷特直徑與垂直費雷特直徑的大小相同時，可使用任意值。
《包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽》
導電膜形成用組成物含有：包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽(以下有時稱為「金屬粒子或鹽(B)」)。
本發明中，所謂第8族~第11族元素，是指IUPAC週期表第8族~第11族中存在穩定同位素的鐵(Fe)、釕(Ru)、鋨(Os)、鈷(Co)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)及金(Au)。第8族~第11族元素較佳為鈀、銠、鉑或該些中2種以上元素的組合，更佳為鈀、鉑或該些的組合，進而佳為鈀。
於使用本發明的導電膜形成用組成物來製作源極電極及汲極電極時的加熱處理或光照射處理中，使包含上述金屬元素的金屬粒子、或包含上述金屬元素的鹽中所含的金屬離子還原而 生成的金屬的單體促進氧化銅粒子(A)的還原，並且促進使氧化銅粒子(A)的氧化銅還原而生成的銅粒子彼此的熔接，從而能製作具有高導電性的導電膜(電極)。
(金屬粒子)
包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子(以下有時稱為「金屬粒子(B1)」)是包含選自鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀及金中的1種或2種以上的元素的金屬粒子。
金屬粒子(B1)為包含較佳為85質量%以上、更佳為90質量%以上、進而佳為95質量%以上的第8族~第11族元素的金屬粒子。
為防止氧化、凝聚等，金屬粒子(B1)的表面亦可由聚丙烯酸鈉等塗佈劑或保護膠體(colloid)等包覆。
金屬粒子(B1)的平均一次粒徑並無特別限定，較佳為1nm~50nm以下，更佳為1nm~10nm以下，進而佳為1nm~5nm。
另外，金屬粒子(B1)的平均一次粒徑是對自SEM像中隨機選擇的100個粒子的水平費雷特直徑及垂直費雷特直徑進行測定，將該些中大的測定值作為該粒子的一次粒徑，並進行算術平均而算出。另外，於水平費雷特直徑與垂直費雷特直徑的大小相同時，可使用任意值。
(鹽)
選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的鹽(以下有時稱為「金屬鹽(B2)」)是包含選自鐵、釕、鋨、鈷、銠、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀及金中的1種或2種以上的元素的鹽(包含錯合物)。作為金屬鹽(B2)，可列舉：如氯化鈀(II)、四氯鈀酸鉀(potassiumtetrachloropalladate)般的氯化物等鹵化物鹽；硝酸鈀等硝酸鹽；硫酸鹽；碳酸鹽；如乙酸鈀(II)般的乙酸鹽等羧酸鹽；氨錯合物(ammine complexe)；如硝酸四氨鈀(II)、硝酸四氨鉑(II)般的硝酸四氨錯合物；十二羰基三釕(triruthenium dodecacarbonyl)等金屬羰基錯合物；二(乙醯丙酮根)鈀等乙醯丙酮鹽；四(三苯基膦)鈀、四(三苯基膦)鉑、二氯[雙(1,2-二苯基膦基)乙烷]鎳等膦錯合物；雙(1,5-環辛二烯)鉑、雙(1,5-環辛二烯)鎳等二烯錯合物；氯(π-烯丙基)鈀二聚物等π-烯丙基錯合物；五(三氯錫酸根)鈀酸鹽(pentakis(trichlorostannato)palladate)、五(三氯錫酸根)鉑酸鹽等三氯錫酸錯合物；二乙基(2,2'-聯吡啶)鈀等聯吡啶錯合物；二(亞苄丙酮)鈀(di(benzalacetone)palladium)、三(亞苄丙酮)二鈀等亞苄丙酮錯合物等。
其中，就電極間的耐遷移性更優異、及電極密著性更優異的觀點而言，較佳為包含選自由週期表第10族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽，更佳為包含鈀的鹽(鈀鹽)。
《醇化合物》
本發明的有機薄膜電晶體的製造方法中使用的導電膜形成用組成物包含醇化合物(以下有時稱為「醇(C)」)。醇(C)在加熱 處理時作為用以將氧化銅粒子(A)的氧化銅還原的還原劑而發揮作用。
醇(C)若為在1分子中具有1個以上的醇性羥基的化合物則並無特別限定。
作為醇(C)，具體而言，例如可列舉：甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、烯丙醇、丁醇、2-丁醇、戊醇、2-戊醇、3-戊醇、環戊醇、己醇、2-己醇、3-己醇、環己醇、庚醇、2-庚醇、3-庚醇、4-庚醇、環庚醇、辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-辛醇、環辛醇、壬醇、2-壬醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、3-甲基-3-辛醇、3-乙基-2,2-二甲基-3-戊醇、2,6-二甲基-4-戊醇、癸醇、2-癸醇、3,7-二甲基-1-辛醇、3,7-二甲基-3-辛醇、十一醇、十二醇、2-十二醇、2-丁基-1-辛醇、十三醇、十四醇、2-十四醇、十五醇、十六醇、2-十六醇、十七醇、十八醇、1-苯乙醇、2-苯乙醇等一元醇；乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-乙二醇、1,5-乙二醇、1,6-乙二醇、2,5-乙二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、1,3-壬二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇、2,2-二丁基-1,3-丙二醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,2-十四烷二醇、1,14-十四烷二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1-羥基甲基-2-(2-羥基乙基)環己烷、1-羥基-2-(3-羥基丙基)環己烷、1-羥基-2-(2-羥基乙基)環己烷、1-羥基甲基-2-(2-羥基乙基)苯、1-羥基甲基-2-(3-羥基丙基)苯、1-羥基-2-(2-羥基乙 基)苯、1,2-苄基二羥甲基、1,3-苄基二羥甲基、1,2-環己烷二醇、1,3-環己烷二醇、1,4-環己烷二醇等二元醇；甘油(丙烷-1,2,3-三醇)、丁烷-1,2,4-三醇、己烷-1,2,6-三醇、3-甲基戊烷-1,3,5-三醇、三羥甲基丙烷(2-羥基甲基-2-乙基丙烷-1,3-二醇)等三元醇；環辛烷-1,3,5,7-四醇、季戊四醇(2,2-雙(羥基乙基)-1,3-丙二醇)等四元醇等。
醇(C)較佳為包含二元醇或三元醇，就電極間的耐遷移性更優異、及電極密著性更優異的觀點而言，更佳為包含三元醇，三元醇特佳為三羥甲基丙烷。
《溶劑》
導電膜形成用組成物中進而含有溶劑(其中不含醇(C))。溶劑若為可分散或溶解氧化銅粒子(A)、金屬粒子或鹽(B)及醇(C)且不與該些反應者，則並無特別限定，但不含醇。溶劑例如可列舉：選自水、醚類、酯類、烴類及芳香族烴類的一種，或具有相容性的兩種以上的混合物。
自與醇(C)的相容性優異的方面考慮，溶劑可較佳地使用水、源自水溶性醇的烷基醚、源自水溶性醇的烷基酯、或該些的混合物。
水較佳為所具有的純度為離子交換水以上的水準者，例如逆滲透過濾水(RO(reverse osmosis)水)、超純水(Milli Q water)、蒸餾水等。
上述溶劑中，自沸點不會過高的方面考慮，特佳為將水用作 主溶劑。所謂主溶劑，是指溶劑中的含有率最多的溶劑。
《其他成分》
導電膜形成用組成物中，除氧化銅粒子(A)、金屬粒子或鹽(B)、醇(C)及溶劑以外，亦可更含有其他成分。
例如，導電膜形成用組成物中亦可含有界面活性劑。界面活性劑發揮使氧化銅粒子的分散性提高的作用。界面活性劑的種類並無特別限制，可列舉陰離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、氟系界面活性劑、兩性界面活性劑等。該些界面活性劑可單獨使用1種，或混合2種以上而使用。
導電膜形成用組成物可將氧化銅粒子(A)、金屬粒子或鹽(B)、醇(C)及視需要的溶劑(D)等加以混合而製造。
導電膜形成用組成物中的氧化銅粒子(A)與金屬粒子或鹽(B)的質量比(B/A)並無特別限制，就源極電極及/或汲極電極與閘極絕緣膜層的密著性更優異、電極間的耐遷移性更優異、或有機薄膜電晶體的移動率更優異的觀點(以下亦簡稱為「本發明的效果更優異的觀點」)而言，較佳為0.005~0.1，更佳為0.01~0.05。
導電膜形成用組成物中的氧化銅粒子(A)與醇(C)的質量比(C/A)並無特別限制，就本發明的效果更優異的觀點而言，較佳為0.1~10，更佳為0.3~6.0。
導電膜形成用組成物中的氧化銅粒子(A)與溶劑(D)的質量比(D/A)並無特別限制，就本發明的效果更優異的觀點而言，較佳為0.2~5.0，更佳為0.3~3.0。
(電極的製作方法)
源極電極及/或汲極電極可藉由對使用上述導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒而形成。更具體而言，將上述導電膜形成用組成物塗佈(呈圖案狀塗佈)於閘極絕緣膜層上，並對所得的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒，藉此而形成源極電極及汲極電極。
塗佈上述導電膜形成用組成物的方法並無特別限制，可採用公知的方法。例如，可藉由凸版印刷、網版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷、噴墨法等印刷法將導電膜形成用組成物於規定的位置進行圖案化。另外，在塗佈導電膜形成用組成物時，通常以成為規定的源極電極及汲極電極的形狀的方式而塗佈為圖案狀。而且，關於所形成的塗膜的厚度，是以成為後述的源極電極及汲極電極的較佳厚度的方式加以調整。
另外，所謂噴墨法是自噴墨頭將導電膜形成用組成物噴出而進行圖案化的方法，可藉由應需(on-demand)型噴墨法或連續噴射型噴墨法等公知的方法進行圖案化，所述應需型噴墨法是將壓電(piezo)方式、噴泡(bubble jet)(R)方式等作為自噴墨頭的噴出方式，所述連續噴射型噴墨法是將靜電吸引方式等作為自噴墨頭的噴出方式。
另外，於上述塗佈後，視需要亦可實施乾燥處理。藉由實施乾燥處理，可將塗膜中的溶劑去除。
接著，藉由對所得的塗膜(導電膜形成用組成物的層) 實施加熱煅燒或光煅燒等燒結處理而形成導電膜，從而成為源極電極及汲極電極。
加熱煅燒時的加熱處理條件並無特別限制，就可形成導電性更優異的導電膜(源極電極及/或汲極電極)、電極密著性更優異的觀點而言，加熱溫度較佳為設為閘極絕緣膜層中的有機絕緣材料的玻璃轉移溫度(Tg)以上。
作為加熱煅燒時的加熱處理條件，首先，加熱溫度較佳為150℃~220℃，更佳為160℃~200℃。而且，加熱時間較佳為5分鐘~120分鐘，更佳為5分鐘~30分鐘。另外，加熱機構並無特別限制，可使用烘箱、加熱板等公知的加熱機構。
光煅燒時的光照射處理與上述加熱煅燒不同，藉由於室溫下對賦予有塗膜的部分短時間照射光便可進行朝金屬銅的還原及燒結，不會因長時間加熱而引起基材(閘極絕緣膜層)的劣化，導電膜與基材的密著性變得更良好。
光照射處理中所使用的光源並無特別限制，例如有水銀燈、金屬鹵素燈(metalhalidelamp)、氙燈(xenon lamp)、化學燈、碳弧燈等。放射線有電子束、X射線、離子束、遠紅外線等。而且，亦可使用g射線、i射線、深紫外(Deep-UV)光、高密度能量束(雷射光束)。
作為具體的態樣，可較佳地列舉利用紅外線雷射的掃描曝光、氙放電燈等的高照度閃光曝光、紅外線燈曝光等。
光照射較佳為利用閃光燈(flash lamp)的光照射，更佳 為利用閃光燈的脈衝光照射。高能量的脈衝光的照射可以極短的時間對賦予有塗膜的部分的表面集中加熱，因此可使熱對基材的影響極其小。
脈衝光的照射能量較佳為1J/cm2~100J/cm2，更佳為1J/cm2~30J/cm2，脈寬(pulse width)較佳為1微秒(μs)~100毫秒(ms)，更佳為10μs~10ms。脈衝光的照射時間較佳為1ms~100ms，更佳為1ms~50ms，進而佳為1ms~20ms。
另外，光照射處理可在大氣環境、惰性氣體環境等下進行，較佳為在大氣環境下進行。
上述加熱處理及光照射處理可單獨實施，亦可將兩者同時實施。而且，亦可在實施其中一處理後，進而實施另一處理。
所形成的源極電極及汲極電極的厚度並無特別限定，較佳為10nm~1μm，更佳為50nm~500nm。
[有機半導體形成步驟]
本步驟是於配置有上述源極電極及汲極電極的閘極絕緣膜層上進而形成有機半導體層的步驟。更具體而言，於本步驟中，以覆蓋源極電極、汲極電極、及由源極電極與汲極電極夾著的區域的閘極絕緣膜層的方式，形成有機半導體層。另外，本步驟並不限定於圖1的態樣，例如只要如圖2的有機薄膜電晶體100所示，至少以覆蓋由源極電極18與汲極電極20夾著的區域的閘極絕緣膜層16的方式形成有機半導體層22即可。
以下，對構成有機半導體層的材料進行詳述。
有機半導體材料可使用π共軛系材料。作為π共軛系材料，例如可使用：聚吡咯、聚(N-取代吡咯)、聚(3-取代吡咯)、聚(3,4-二取代吡咯)等聚吡咯類；聚噻吩、聚(3-取代噻吩)、聚(3,4-二取代噻吩)、聚苯并噻吩等聚噻吩類；聚異噻茚(polyisothianaphthene)等聚異噻茚類；聚伸噻吩基伸乙烯(polythienylene vinylene)等聚伸噻吩基伸乙烯類；聚(對苯乙炔)(poly(p-phenylene vinylene))等聚(對苯乙炔)類；聚苯胺、聚(N-取代苯胺)、聚(3-取代苯胺)、聚(2,3-取代苯胺)等聚苯胺類；聚乙炔等聚乙炔類；聚二乙炔等聚二乙炔類；聚薁(polyazulene)等聚薁類；聚芘等聚芘類；聚咔唑、聚(N-取代咔唑)等聚咔唑類；聚硒吩(selenophene)等聚硒吩類；聚呋喃、聚苯并呋喃等聚呋喃類；聚(對伸苯)(poly(p-phenylene))等聚(對伸苯)類；聚吲哚等聚吲哚類；聚噠嗪等聚噠嗪類；稠四苯(naphthacene)、稠五苯(pentacene)、稠六苯(hexacene)、稠七苯(heptacene)、二苯并稠五苯(dibenzopentacene)、四苯并稠五苯(dibenzopentacene)、芘(pyrene)、二苯并芘、(chrysene)、苝(perylene)、蔻(coronene)、三苯并[de,kl,rst]戊芬(tribenzo[de,kl,rst]pentaphene)(terrylene)、卵苯(ovalene)、苯并二苝(Quaterrylene)、循環蒽(circumanthracene)等多并苯(polyacene)類及將多并苯類的碳的一部分取代成N、S、O等原子、羰基等官能基的衍生物(三苯二噁嗪(triphenodioxazine)、三苯二噻嗪(triphenodithiazine)、稠六苯-6,15-醌等)；聚乙烯基咔唑、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚乙烯硫醚(polyvinylene sulfide)等聚合物；日本專利特開平11-195790號所記載的多環縮合物等。
而且，亦可較佳地使用具有與該些聚合物相同的重複單元的、例如作為噻吩六聚物的α-六噻吩(α-sexithiophene)、α,ω-二己基-α-六噻吩、α,ω-二己基-α-五噻吩(α,ω-dihexyl-α-quinque thiophene)、α,ω-雙(3-丁氧基丙基)-α-六噻吩、苯乙烯基苯衍生物等寡聚物。
進而可列舉：銅酞菁或日本專利特開平11-251601號中記載的氟取代銅酞菁等金屬酞菁類；萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N'-雙(4-三氟甲基苄基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、以及N,N'-雙(1H,1H-全氟辛基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、N,N'-雙(1H,1H-全氟丁基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物及N,N'-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等萘四羧酸二醯亞胺類，以及蒽-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等蒽四羧酸二醯亞胺類等稠環四羧酸二醯亞胺類；C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯(fullerene)類；單壁碳奈米管(single-walled carbon nanotube，SWNT)等碳奈米管；酞菁色素類、半花青(hemicyanin)色素類等的色素等。
該些π共軛系材料之中，較佳為將噻吩、伸乙烯基(vinylene)、伸噻吩基、伸苯基伸乙烯基(phenylene vinylene)、對伸苯基、該些的取代物或該些的2種以上作為重複單元，且為選自由該重複單元數n為4~10的寡聚物或該重複單元數n為20 以上的聚合物、稠五苯等縮合多環芳香族化合物、富勒烯類、縮合環四羧酸二醯亞胺類、金屬酞菁所組成的組群中的至少1種。
而且，作為其他有機半導體材料，亦可使用四硫富瓦烯(tetrathiafulvalene，TTF)-四氰基醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane，TCNQ)錯合物、雙伸乙基四硫代富瓦烯(雙伸乙基二硫醇四硫代富瓦烯(bisethylenedithiolo tetrathiafulvalene，BEDTTTF))-過氯酸錯合物、BEDTTTF-碘錯合物、TCNQ-碘錯合物等有機分子錯合物。進而，亦可使用聚矽烷、聚鍺烷(polygermane)等σ共軛系聚合物或日本專利特開2000-260999中記載的有機．無機混成材料。
有機半導體材料例如亦可列舉：DNTT(二萘并[2,3-b：2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩)、DPh-BTBT(2,7-二苯基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩)、DT-BTT(2,6-二甲苯基苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩)、DPh-BTT(2,6-二苯基苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩)、TIPS稠五苯(6,13-雙(三異丙基矽烷基乙炔基)稠五苯)、TES稠五苯(6,13-雙((三乙基矽烷基)乙炔基)稠五苯)、ADT(蒽并[2,3-b：6,7-b']二噻吩)、DFH-4T(5,5'''-雙(十三氟己基)-2,2'：5',2"：5",2'''-四噻吩)、TES-ADT(5,11-雙(三乙基矽烷基乙炔基)蒽并二噻吩)、1,2,3,4,5,6,7,8-八氟-9,10-雙(均三甲苯基乙炔基)蒽、1,2,3,4,5,6,7,8-八氟-9,10-雙[4-(三氟甲基)苯基]蒽、DH-FTTF(5,5'-雙(7-己基-9H-茀-2-基)-2,2'-聯噻吩)、NSFAAP(13,6-N-亞磺醯基乙醯胺稠五苯)、稠五苯-N-亞磺醯基-第三丁基 胺基甲酸、9,10-雙[(三異丙基矽烷基)乙炔基]稠五苯等。
於本發明中，亦可實施所謂的摻雜(doping)處理，即，使有機半導體層中含有例如：丙烯酸等；乙醯胺等；具有二甲胺基、氰基、羰基、硝基等官能基的材料；或如苯醌(benzoquinone)衍生物、四氰基乙烯(tetracyanoethylene)及四氰基醌二甲烷或該些的衍生物等般成為接受電子的受體(acceptor)的材料；或具有例如氨基、三苯基、烷基、羥基、烷氧基、苯基等官能基的材料；如苯二胺(phenylenediamine)等取代胺類、蒽、苯并蒽、取代苯并蒽類、芘、取代芘、咔唑及其衍生物、四硫富瓦烯與其衍生物等般成為作為電子供體的施體(donor)般的材料。
所謂摻雜是指將電子給予性分子(受體)或供電子性分子(施體)作為摻雜劑(dopant)而導入至該薄膜中。因此，實施了摻雜的薄膜為含有所述縮合多環芳香族化合物與摻雜劑的薄膜。
作為本發明中使用的摻雜劑，受體、施體的任一者均可使用。作為所述受體，可列舉：Cl2、Br2、I2、ICl、ICl3、IBr、IF等鹵素；PF5、AsF5、SbF5、BF3、BCl3、BBr3、SO3等路易斯酸；HF、HCl、HNO3、H2SO4、HClO4、FSO3H、ClSO3H、CF3SO3H等質子酸(proton acid)；乙酸、甲酸、胺基酸等有機酸；FeCl3、FeOCl、TiCl4、ZrCl4、HfCl4、NbF5、NbCl5、TaCl5、MoCl5、WF5、WCl6、UF6、LnCl3(Ln=La、Ce、Nd、Pr等鑭系元素(lanthanoid)與Y)等過渡金屬化合物；Cl-、Br-、I-、ClO4-、PF6-、AsF5-、SbF6-、 BF4-、磺酸根陰離子等電解質陰離子等。
而且，作為本發明中使用的施體，可列舉：Li、Na、K、Rb、Cs等鹼金屬；Ca、Sr、Ba等鹼土金屬；Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb等稀土金屬；銨離子、R4P+、R4As+、R3S+(各R表示烷基、芳基等)、乙醯膽鹼(acetylcholine)等。
作為該些摻雜劑的摻雜方法，預先製作有機半導體層並於之後導入摻雜劑的方法、於有機半導體層製作時導入摻雜劑的方法的任一者均可使用。作為前者的摻雜方法，可列舉以下方法：使用氣體狀態的摻雜劑的氣相摻雜、使溶液或液體摻雜劑與有機半導體層接觸而進行摻雜的液相摻雜、使個體狀態的摻雜劑與有機半導體層接觸而將摻雜劑擴散摻雜的固相摻雜。而且，於液相摻雜中，可藉由實施電解而調整摻雜的效率。於後者的方法中，亦可同時塗佈有機半導體化合物與摻雜劑的混合溶液或分散液並加以乾燥。例如，於使用真空蒸鍍法時，可藉由對有機半導體化合物與摻雜劑進行共蒸鍍而導入摻雜劑。而且，在利用濺鍍法製作有機半導體層時，可使用有機半導體化合物與摻雜劑的二元靶進行濺鍍而將摻雜劑導入至薄膜中。另外，作為其他方法，電化學摻雜、光起始摻雜等化學摻雜，及例如刊行物(「工業材料」、34卷、第4號、55頁、1986年)中所示的離子注入法等物理摻雜的任一者均可使用。
有機半導體層的製作法並無特別限制，例如可列舉：真 空蒸鍍法、分子束磊晶成長(molecular beam epitaxy growth)法、離子簇束(ion cluster beam)法、低能量離子束法、離子鍍法、化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法、濺鍍法、電漿聚合法、電解聚合法、化學聚合法、噴塗法、旋塗法、刮塗法、浸塗法、流延法、輥塗法、棒塗法、模塗法及朗繆爾布洛傑特(Langmuir Blodgett，LB)法，可根據材料而使用。其中，該些方法中，就生產性的觀點而言，較佳為可使用有機半導體的溶液而簡單且精密地形成薄膜的旋塗法、刮塗法、浸塗法、輥塗法、棒塗法、模塗法等。而且，亦可藉由噴墨將有機半導體的溶液或分散液噴出，將溶劑乾燥、去除，藉此而形成有機半導體層。
有機半導體層的膜厚並無特別限制，但大多情況下包含有機半導體的活性層的膜厚會大大影響所得的電晶體的特性，其膜厚會根據有機半導體而不同，較佳為1μm以下，更佳為10nm~300nm。
<<第2實施態樣>>
圖3示出頂部閘極-頂部接觸型有機薄膜電晶體的一實施態樣的概略圖。
如圖3所示，有機薄膜電晶體200包括：支撐體12、配置於支撐體12上的有機半導體層22、以與有機半導體層22相接的方式配置的源極電極18及汲極電極20、以覆蓋源極電極18及汲極電極20的方式配置於有機半導體層22上的閘極絕緣膜層16、以與閘極絕緣膜層16的與源極電極18及閘極電極20側為相反側的 表面相接的方式配置的閘極電極14。
構成圖3所示的有機薄膜電晶體200的各構件與構成上述圖1所示的有機薄膜電晶體10的各構件相同，對相同的構件附上相同的符號並省略其說明。圖3所示的有機薄膜電晶體200與上述圖1所示的有機薄膜電晶體10僅各構件的積層順序不同。
與上述第1實施態樣同樣地，藉由對使用上述導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒，而形成有機薄膜電晶體200中的源極電極及汲極電極的至少一者。亦即，有機薄膜電晶體200的製造方法至少包括上述源極．汲極形成步驟。
製造有機薄膜電晶體200的方法並無特別限制，只要包括上述源極．汲極形成步驟即可，通常，較佳為依序實施：於支撐體12上形成有機半導體層22的步驟(有機半導體形成步驟)、形成源極電極18及汲極電極20的步驟(源極．汲極形成步驟)、形成閘極絕緣膜層16的步驟(絕緣膜層形成步驟)、及形成閘極電極14的步驟(閘極形成步驟)。另外，各步驟的順序與上述第1實施態樣中的各步驟的順序相同。
另外，在形成有機半導體層22時，並不限定於圖3的態樣，只要如圖4的有機薄膜電晶體300所示，至少於由源極電極18與汲極電極20夾著的區域形成有機半導體層22即可。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該些實施例。
[導電膜形成用組成物的製備]
<導電膜形成用組成物1>
將氧化銅粒子(CI化成公司製造、NanoTek CuO；平均一次粒徑為48nm)(45質量份)及水(20質量份)混合，利用自轉公轉混合機(新基(Thinky)公司製造、去泡攪拌太郎ARE-310)處理5分鐘，藉此而獲得氧化銅粒子水分散液。於氧化銅粒子水分散液中添加三羥甲基丙烷(225重量份)及乙酸鈀(2重量份)，利用自轉公轉混合機(新基(Thinky)公司製造、去泡攪拌太郎ARE-310)處理5分鐘，藉此而製備導電膜形成用組成物。將該導電膜形成用組成物作為導電膜形成用組成物1。
<導電膜形成用組成物2>
代替三羥甲基丙烷(225質量份)而使用1,6-己二醇(225質量份)，除此以外，與導電膜形成用組成物1同樣地進行，製備導電膜形成用組成物2。
<導電膜形成用組成物3>
代替三羥甲基丙烷(225質量份)而使用1,7-庚二醇(225質量份)，除此以外，與導電膜形成用組成物1同樣地進行，製備導電膜形成用組成物3。
<導電膜形成用組成物4>
代替乙酸鈀(2質量份)而使用十二羰基三釕(2質量份)，除此以外，與導電膜形成用組成物1同樣地進行，製備導電膜形成用組成物4。
<導電膜形成用組成物5>
除不使用乙酸鈀以外，與導電膜形成用組成物1同樣地進行，製備導電膜形成用組成物5。
表1中匯總表示導電膜形成用組成物1~導電膜形成用組成物5的組成。
[實施例1]
1.有機半導體電晶體元件(有機薄膜電晶體)的製作
製造圖1所示的底部閘極-底部接觸型有機半導體電晶體元件。
(閘極電極形成)
於無鹼玻璃基板(5cm×5cm)上，藉由使用DMP2831(1微微升(picoliter)噴頭)的噴墨印刷，將銀奈米墨水(銀奈米膠體H-1、三菱材料化成公司製造)形成寬100μm、膜厚100nm的配線圖案，之後，以200℃於加熱板上於大氣下進行90分鐘加熱煅燒，藉此而形成閘極電極配線。
(閘極絕緣膜層形成)
將烷基縮醛化聚乙烯醇(S-LEC(R)KS-3、積水化學工業公司製造；固體成分為97質量%)的10質量%(固體成分濃度)乙醇溶液(以固體成分計為5質量份)滴加於製作了閘極電極的玻璃基板上，藉由旋塗(1000rpm、120秒)進行塗佈，並以150℃加熱30分鐘，藉此而形成閘極絕緣膜層(膜厚：500nm)。
(源極．汲極電極形成)
於上述經絕緣膜塗佈的基板中央上載置具有多個圖5所示的圖案的金屬遮罩，進行30分鐘UV臭氧照射，藉此將遮罩開口部改質為親水處理表面。另外，圖5中，於金屬遮罩51中存在遮光的遮罩部52、與開口部53及開口部54。
於改質部分周邊，藉由使用DMP2831(1微微升噴頭)的噴墨印刷，將導電膜形成用組成物1噴出，而形成通道長50μm、通道寬320μm的源極．汲極電極圖案。於N2環境下(手套箱(glove box)中、氧濃度20ppm以下的環境)，於加熱板上以200℃對所得的基板進行90分鐘加熱煅燒，藉此而形成膜厚200nm的銅電極。
(有機半導體層形成)
製作TIPS稠五苯(西格瑪奧德里奇(Sigma-Aldrich)公司製造)的苯0.5wt%溶液，利用0.2μm薄膜過濾器進行過濾，藉此而製作有機半導體溶液。將所得的溶液滴加至形成有源極．汲極電極的基板上，藉由旋塗(1000rpm、120秒)而進行塗佈。保持該狀態而於大氣下於室溫下乾燥2小時，藉此而獲得有機半導體層。
2.耐遷移性評價
於對所製作的有機半導體電晶體元件的各配線施加了30V電壓的狀態下，於溫度/濕度=85℃/85%的條件下加以保存，測定絕緣電阻值降低至106台以下為止的時間(絕緣崩潰時間)，按照以下的評價基準來評價耐遷移性。將評價結果示於表2的耐遷移性的欄中。
A：絕緣崩潰時間為1000小時以上
B：絕緣崩潰時間為500小時以上~未滿1000小時
C：絕緣崩潰時間為100小時以上~未滿500小時
D：絕緣崩潰時間未滿100小時
3.電極密著性評價
將形成有機半導體層之前的、於閘極絕緣膜層上製作了源極．汲極電極階段的基板用作電極密著性評價用試驗片，依照JIS K 6854-1：1999進行帶剝離試驗，按照以下的評價基準來評價配線部分(源極．汲極電極)的剝離的水準。將評價結果示於表2的電 極密著性的欄中。
A：完全未剝離
B：未滿5%的面積存在剝離
C：5%以上、未滿20%的面積存在剝離
D：20%以上、未滿90%的面積存在剝離
E：90%以上的面積存在剝離
4.載子移動率評價
使用半導體器件分析儀(semiconductor device analyzer)B1500A(安捷倫(Agilent)公司製造)，測定載子移動率。將測定結果示於表2的載子移動率的欄中。
[實施例2、實施例3]
將閘極絕緣膜層的膜厚分別變更為300nm、1000nm，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例4]
使用非晶性氟樹脂溶液(CYTOP(R)CTX-807AP、旭硝子公司製造)作為用以形成閘極絕緣膜層的溶液，來形成閘極絕緣膜層，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例5]
使用非晶性氟樹脂溶液(Teflon(R)AF-1601S、三井．杜邦氟化學公司製造)作為用以形成閘極絕緣膜層的溶液，來形成閘極絕 緣膜層，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例6]
使用將聚倍半矽氧烷(HBSQ101、荒川化學工業公司製造)(100質量份)、異佛爾酮二異氰酸酯(10質量份)以及二甲基乙二醇(dimethyl glycol)(100重量份)混合而成的溶液作為用以形成閘極絕緣膜層的溶液，來形成閘極絕緣膜層，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例7~實施例9]
實施例7~實施例9中分別使用導電膜形成用組成物2~導電膜形成用組成物4作為導電膜形成用組成物，除此以外，與實施例4同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例10~實施例12]
實施例10~實施例12中，將源極．汲極電極形成時的煅燒自加熱處理變更為脈衝光的光照射處理(思朗(Xenon)公司製造的光燒結裝置Sinteron2000；照射能量：5J/m2、脈寬：2ms)，除此以外，分別與實施例7~實施例9同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[實施例13]
實施例13中，將源極．汲極電極形成時的煅燒自加熱處理變更 為脈衝光的光照射處理(思朗(Xenon)公司製造的光燒結裝置Sinteron2000；照射能量：5J/m2、脈寬：2ms)，除此以外，與實施例6同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[比較例1]
比較例1中，將閘極絕緣膜層設為SiO2的蒸鍍膜，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[比較例2]
比較例2中，使用銀奈米膠體H-1來製作源極電極及汲極電極，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結果示於表2。
[比較例3]
比較例3中，使用導電膜形成用組成物5(不含第8族~第11族元素的金屬粒子或第8族~第11族元素的鹽)作為導電膜形成用組成物，除此以外，與實施例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及載子移動率的評價。將評價結果示於表2。
[比較例4]
比較例4中，將源極．汲極電極形成時的煅燒自加熱處理變更為脈衝光的光照射處理(思朗(Xenon)公司製造的光燒結裝置Sinteron2000；照射能量：5J/m2、脈寬：2ms)，除此以外，與比較例1同樣地進行有機薄膜電晶體的製作及各種評價。將評價結 果示於表2。
根據實施例與比較例的對比可知，由本發明的有機薄膜電晶體的製造方法而製造的電晶體的載子移動率、耐遷移性及電極密著性優異。
根據實施例1~實施例3的對比可知，閘極絕緣膜層的厚度至少在200nm~1μm的範圍內，能獲得良好的電極密著性。
根據實施例1與實施例4~實施例6的對比可知，使用含矽氧烷基的聚合物或含全氟基的聚合物作為閘極絕緣膜材料能獲得更優異的電極密著性與載子移動率。
根據實施例1與實施例7、實施例8的對比可知，導電膜形成用組成物中的醇化合物若為三元醇，則相較於二元醇能獲得更優異的耐遷移性。
根據實施例1與實施例9的對比可知，於含有鈀鹽作為第8族~第11族元素的鹽的情況下，相較於含有釕錯合物的情況，耐遷移性及電極密著性更優異。
根據比較例1與實施例1的對比可知，於閘極絕緣膜層不含有機化合物的情況下，電極密著性及載子移動率差。
根據比較例2與實施例1的對比可知，於使用銀奈米粒子製作源極電極及汲極電極的情況下，耐遷移性、電極密著性及載子移動率均差。
根據比較例3與實施例1的對比可知，於不含第8族~第11族元素的金屬粒子及第8族~第11族元素的鹽的任一者的情況下，載子移動率差。
根據實施例7~實施例9與實施例10~實施例12的對比可知，源極．汲極電極的形成可藉由加熱煅燒及光煅燒的任一者來進行，當藉由光煅燒來進行時，耐遷移性更優異。
10‧‧‧有機薄膜電晶體
12‧‧‧支撐體
14‧‧‧閘極電極
16‧‧‧閘極絕緣膜層
18‧‧‧源極電極
20‧‧‧汲極電極
22‧‧‧有機半導體層

Claims (9)

  1. 一種有機薄膜電晶體的製造方法，其是製造包括閘極電極、包含有機絕緣材料的閘極絕緣膜層、源極電極、汲極電極、及有機半導體層，且具有所述閘極絕緣膜層與所述源極電極、以及所述閘極絕緣膜層與所述汲極電極分別相接的結構的底部閘極-底部接觸型或頂部閘極-頂部接觸型的有機薄膜電晶體的方法；並且所述有機薄膜電晶體的製造方法包括：藉由對使用導電膜形成用組成物所形成的塗膜實施加熱煅燒或光煅燒而形成所述源極電極及所述汲極電極中的至少一者的步驟，所述導電膜形成用組成物含有平均一次粒徑為100nm以下的氧化銅粒子、包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽、以及醇化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，所述有機絕緣材料包含具有矽氧烷基或全氟基的有機絕緣材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，藉由以所述閘極絕緣膜層中的所述有機絕緣材料的玻璃轉移溫度以上進行加熱處理，來進行所述步驟中的加熱煅燒。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，藉由印刷法而形成所述塗膜。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方 法，其中，所述包含選自由週期表第8族~第11族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽含有包含選自由週期表第10族元素所組成的組群中的至少1種金屬元素的金屬粒子或鹽。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，所述醇化合物包含三元醇。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，所述閘極絕緣膜層的膜厚為200nm~1μm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機薄膜電晶體的製造方法，其中，所述源極電極及所述汲極電極的厚度為50nm~500nm。
  9. 一種有機薄膜電晶體，其是藉由如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之有機薄膜電晶體的製造方法而製造。
TW104102774A 2014-01-30 2015-01-28 有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體 TW201532282A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014015500A JP6092134B2 (ja) 2014-01-30 2014-01-30 有機薄膜トランジスタの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201532282A true TW201532282A (zh) 2015-08-16

Family

ID=53756811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104102774A TW201532282A (zh) 2014-01-30 2015-01-28 有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6092134B2 (zh)
TW (1) TW201532282A (zh)
WO (1) WO2015115234A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643659B (zh) 2016-08-23 2022-07-26 凸版印刷株式会社 有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置
KR102252433B1 (ko) * 2019-03-29 2021-05-14 서울대학교 산학협력단 유기 반도체 박막에서의 도판트 분자 확산 억제 방법
KR102252709B1 (ko) * 2019-03-29 2021-05-14 서울대학교 산학협력단 유기 반도체 트랜지스터

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8361891B2 (en) * 2008-12-11 2013-01-29 Xerox Corporation Processes for forming channels in thin-film transistors
WO2012057194A1 (ja) * 2010-10-27 2012-05-03 住友化学株式会社 有機薄膜トランジスタの製造方法及び該方法で製造された有機薄膜トランジスタ
JP2012207250A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 銅微粒子分散液、及び銅微粒子焼結体の製造方法
TW201339279A (zh) * 2011-11-24 2013-10-01 Showa Denko Kk 導電圖型形成方法及藉由光照射或微波加熱的導電圖型形成用組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015142091A (ja) 2015-08-03
JP6092134B2 (ja) 2017-03-08
WO2015115234A1 (ja) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5913107B2 (ja) 有機半導体材料、有機半導体組成物、有機薄膜及び電界効果トランジスタ並びにその製造方法
US7682867B2 (en) Organic thin-film transistor and manufacturing method thereof
JP2005328030A (ja) 半導体デバイス作製用インク、及びそれを用いた半導体デバイスの作製方法
JP4730623B2 (ja) 薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器
TW201114084A (en) Solution processable passivation layers for organic electronic devices
KR20110133025A (ko) 전계효과 트랜지스터
CN105190901A (zh) 场效应晶体管
KR20100032654A (ko) 유기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 그에 의해 제조된 유기 박막 트랜지스터
JP5913108B2 (ja) 有機半導体材料及び電界効果トランジスタ並びにその製造方法
JP5180723B2 (ja) 有機薄膜トランジスタ
TW201532282A (zh) 有機薄膜電晶體的製造方法及由該製造方法所製造的有機薄膜電晶體
JP2011018886A (ja) 電子デバイス用誘電体層
JP2012044109A (ja) 電界効果トランジスタ及びその製造方法
EP3425687B1 (en) Organic semiconductor composition, organic thin film comprising same, and use thereof
Carlos et al. New strategies toward high-performance and low-temperature processing of solution-based metal oxide TFTs
JP2004055649A (ja) 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP7083106B2 (ja) 有機半導体組成物及びその用途
JP6321992B2 (ja) 電極修飾用組成物、電極修飾方法および有機薄膜トランジスタの製造方法
JP2005277202A (ja) 有機電界効果トランジスタ
KR101910680B1 (ko) 유기 트랜지스터의 제조 방법, 유기 트랜지스터, 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치 및 전자 기기
JP6526585B2 (ja) 縮合多環芳香族化合物及びその用途
JP6833445B2 (ja) 有機トランジスタ
TWI663652B (zh) 金屬氧化物半導體膜、薄膜電晶體及電子元件
JP2005259965A (ja) 有機半導体素子およびその製造方法
Kim et al. Characterization of 6, 13-bis (triisopropylsilylethynyl) pentacene organic thin film transistors fabricated using pattern-induced confined structure