(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、前記有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備し、
（２）前記有機溶液の温度ＴＳが前記溶解度曲線よりも高温側に位置する温度Ｔ１になると共に、前記有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが前記温度Ｔ１における飽和蒸気圧になるようにして、前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域に前記有機溶液を供給し、
（３）前記温度ＴＳを前記温度Ｔ１から前記溶解度曲線と前記過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２まで低下させる、
有機薄膜の形成方法。
【請求項２】
（４）前記温度ＴＳを前記温度Ｔ２から低下させる、請求項１記載の有機薄膜の形成方法。
【請求項３】
（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、前記有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備し、
（２）前記有機溶液の温度ＴＳが前記溶解度曲線と前記過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２になると共に、前記有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが前記温度Ｔ２における飽和蒸気圧になるようにして、前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域に前記有機溶液を供給し、
（３）前記蒸気圧Ｐを低下させる、
有機薄膜の形成方法。
【請求項４】
前記有機薄膜は単結晶である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機薄膜の形成方法。
【請求項５】
前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域は前記有機溶液に対して親液性であり、それ以外の領域は前記有機溶液に対して撥液性である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機薄膜の形成方法。
【請求項６】
前記製膜用基体は前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域を複数組有する、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機薄膜の形成方法。
【請求項７】
前記有機材料は有機半導体材料である、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の有機薄膜の形成方法。
【請求項８】
有機薄膜を用いた有機デバイスを製造するために、
（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、前記有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備し、
（２）前記有機溶液の温度ＴＳが前記溶解度曲線よりも高温側に位置する温度Ｔ１になると共に、前記有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが前記温度Ｔ１における飽和蒸気圧になるようにして、前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域に前記有機溶液を供給し、
（３）前記温度ＴＳを前記温度Ｔ１から前記溶解度曲線と前記過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２まで低下させる、
有機デバイスの製造方法。
【請求項９】
有機薄膜を用いた有機デバイスを製造するために、
（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、前記有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備し、
（２）前記有機溶液の温度ＴＳが前記溶解度曲線と前記過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２になると共に、前記有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが前記温度Ｔ２における飽和蒸気圧になるようにして、前記溶液蓄積領域および前記溶液絞込領域に前記有機溶液を供給し、
（３）前記蒸気圧Ｐを低下させる、
有機デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒に有機材料が溶解された有機溶液を用いる有機薄膜の形成方法およびそれを用いた有機デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種用途の次世代デバイスに用いる薄膜として、無機薄膜の代わりに有機薄膜に関する研究開発が盛んに行われている。塗布法または印刷法などの簡便かつ安価な方法を用いて有機薄膜を形成可能であるため、その有機薄膜を用いた有機デバイスの製造容易化および低コスト化を実現できるからである。また、有機薄膜のフレキシブル性を利用して、折り曲げ可能な有機デバイスも実現できるからである。
【０００３】
ただし、有機薄膜を用いた有機デバイスを実用化するためには、当然ながら、上記した製造容易化および低コスト化などだけでなく、そのデバイス本来の性能を確保することも要求される。そこで、有機デバイスの性能に影響を及ぼす有機薄膜の膜特性に着目して、単結晶の有機薄膜を形成する方法が検討されている。
【０００４】
具体的には、有機材料が溶解された有機溶液を塗布して、溶液成長により有機薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この方法では、シリコン基板の上に設けられた構造物に隣接するように有機溶液を滴下して大気乾燥し、その構造物を利用して結晶の成長方向を制御している。
【０００５】
また、気相成長により有機薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。この方法では、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のスタンプを用いてオクタデシルトリエトキシシラン（ＯＴＳ）の薄膜を酸化ケイ素膜に転写したのち、その薄膜の上において結晶を成長させている。
【０００６】
さらに、ラジエータにより支持された基板を有機溶液に浸漬させて、溶液成長により有機薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、非特許文献３参照。）。この方法では、ラジエータを用いて基板の温度を調整し、その基板の表面において有機溶液中の溶質（有機材料）を結晶化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Very High Mobility in Solution-Processed Organic Thin-Film Transistors of Highly Ordered [1] Benzothieno [3,2-b] benzothiophene Derivatives，Applied Physics Express ，2 ，2009，p.111501-1〜3 ，Jun Takeya 等
【非特許文献２】Patterning organic single-crystal transistor arrays ，nature，Vol.444 ，14 December 2006，Alejandro L.Briseno 等
【非特許文献３】Direct Formation of Thin Single Crystal of Organic Semiconductors onto a Substrate，CHEMISTRY OF MATERIALS，19(15)，2007，p.3748-3753，Takeshi Yamao等
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ディスプレイなどに代表される最近の電子機器は、ますます多機能化および高性能化する傾向にあるため、上記したように、単結晶の有機薄膜を形成することが要望されており、その形成方法に関する提案もなされている。しかしながら、従来の有機薄膜の形成方法では、結晶核の形成位置および結晶の成長方向が十分に制御されないため、単結晶の有機薄膜を形成することが実質的に困難である。
【０００９】
特に、シリコン基板の上に設けられた構造物を利用する従来の方法では、構造物ごとに有機薄膜は形成されるが、有機溶液の滴下量および溶媒の蒸発速度などのばらつきに起因して結晶核の形成位置が変動しやすいため、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を厳密に制御することは困難である。
【００１０】
また、ラジエータを用いる従来の方法では、有機溶液中にランダムに生じた結晶核が基板の表面に付着するだけであるため、やはり結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御することは困難である。そもそも、この方法により形成される結晶はバルク状であり、薄膜ではないと考えられる。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御して単結晶の有機薄膜を形成することが可能な有機薄膜の形成方法および有機デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の有機薄膜の形成方法は、以下の手順による。（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備する。（２）有機溶液の温度ＴＳが溶解度曲線よりも高温側に位置する温度Ｔ１になると共に、有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが温度Ｔ１における飽和蒸気圧になるようにして、溶液蓄積領域および溶液絞込領域に有機溶液を供給する。（３）温度ＴＳを温度Ｔ１から溶解度曲線と過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２まで低下させる。なお、本発明の有機デバイスの製造方法は、有機薄膜を用いた有機デバイスを製造するために、上記した本発明の有機薄膜の形成方法を用いるものである。
【００１３】
本発明の他の有機薄膜の形成方法は、以下の手順による。（１）溶媒およびそれに溶解された有機材料を含む有機溶液と、有機溶液に関する溶解度曲線（濃度対温度）および過溶解度曲線（濃度対温度）と、互いに連結された溶液蓄積領域およびそれよりも幅が狭い溶液絞込領域を一面に有する製膜用基体とを準備する。（２）有機溶液の温度ＴＳが溶解度曲線と過溶解度曲線との間に位置する温度Ｔ２になると共に、有機溶液の周辺環境の蒸気圧Ｐが温度Ｔ２における飽和蒸気圧になるようにして、溶液蓄積領域および溶液絞込領域に有機溶液を供給する。（３）蒸気圧Ｐを低下させる。なお、本発明の他の有機デバイスの製造方法は、有機薄膜を用いた有機デバイスを製造するために、上記した本発明の他の有機薄膜の形成方法を用いるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有機薄膜の形成方法によれば、有機溶液の温度ＴＳが温度Ｔ１になると共に蒸気圧Ｐが温度Ｔ１における飽和蒸気圧になるようにして、幅広の溶液蓄積領域およびそれに連結された幅狭の溶液絞込領域に有機溶液を供給したのち、温度ＴＳを温度Ｔ１から温度Ｔ２まで低下させている。この温度Ｔ１は、溶解度曲線よりも高温側に位置する温度であり、温度Ｔ２は、溶解度曲線と過溶度解度曲線との間に位置する温度である。この場合には、有機溶液の温度ＴＳの低下に起因して、溶液蓄積領域と溶液絞込領域との連結位置の近傍において有機溶液の過飽和度が局所的に上昇する。これにより、有機溶液中における狭い範囲に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長するため、単結晶の有機薄膜が形成される。よって、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御して単結晶の有機薄膜を形成できる。
【００１５】
本発明の他の有機薄膜の形成方法によれば、有機溶液の温度ＴＳが温度Ｔ２になると共に蒸気圧Ｐが温度Ｔ２における飽和蒸気圧になるようにして、幅広の溶液蓄積領域およびそれに連結された幅狭の溶液絞込領域に有機溶液を供給したのち、蒸気圧Ｐを低下させている。この温度Ｔ２は、溶解度曲線と過溶度解度曲線との間に位置する温度である。この場合には、蒸気圧Ｐの低下に起因して、溶液蓄積領域と溶液絞込領域との連結位置の近傍において有機溶液の過飽和度が局所的に上昇する。これにより、有機溶液中における狭い範囲に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長するため、単結晶の有機薄膜が形成される。よって、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御して単結晶の有機薄膜を形成できる。
【００１６】
また、本発明の有機デバイスの製造方法によれば、上記した本発明の有機薄膜の形成方法を用いているので、有機デバイスの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における有機薄膜の形成方法に用いられる装置（製膜装置）の構成を表す断面図である。
【図２】有機薄膜の形成方法に用いられる製膜用基体の構成を表す平面図である。
【図３】有機薄膜の形成方法における一工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に対応する平面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための平面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための平面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための平面図である。
【図８】有機薄膜の形成条件を説明するための図である。
【図９】製膜用基体の構成に関する変形例を表す平面図である。
【図１０】製膜用基体の構成に関する他の変形例を表す平面図である。
【図１１】本発明の有機薄膜の形成方法が適用される有機デバイスの構成および製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】有機デバイスの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図１３】有機デバイスの構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１４】有機デバイスの構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。
【図１５】有機薄膜の形成方法に関する実験結果を表す光学顕微鏡写真である。
【図１６】図１５に示した主要部を拡大して表す光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．有機薄膜の形成方法
１−１．第１実施形態（溶液温度制御型）
１−２．第２実施形態（蒸気圧制御型）
２．有機デバイスの製造方法
【００１９】
＜１．有機薄膜の形成方法＞
＜１−１．第１実施形態（溶液温度制御型）＞
図１〜図８は、本発明の第１実施形態における有機薄膜の形成方法を説明するためのものである。図１および図２は、それぞれ有機薄膜の形成方法に用いられる装置（製膜装置１００）の断面構成および製膜用基体１０の平面構成を表している。図３〜図７は、有機薄膜の形成工程を説明するために、図１および図２に対応する断面構成および平面構成を表している。図８は、有機薄膜の形成条件を説明するために、有機溶液２０に関する溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２を表しており、横軸および縦軸はそれぞれ濃度Ｃおよび温度Ｔである。
【００２０】
ここで説明する有機薄膜の形成方法は、有機溶液２０を用いて溶液成長により単結晶の有機薄膜３０を形成する方法である。なお、有機溶液２０は、溶媒およびそれに溶解された有機材料を含んでおり、必要に応じて、それら以外の他の材料を含んでいてもよい。
【００２１】
以下では、有機薄膜の形成方法について説明する前に、その形成方法に用いられる製膜装置１００および製膜用基体１０の構成と、溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２の内容とについて説明する。
【００２２】
［製膜装置の構成］
製膜装置１００は、例えば、図１および図３に示したように、排気管２が設けられたチャンバ１と、そのチャンバ１に連結管３を介して連結された溶媒タンク４とを備えている。
【００２３】
チャンバ１は、基体ホルダ５を収容しており、溶媒タンク４と連通された状態において密閉可能になっている。基体ホルダ５は、製膜用基体１０を支持するものであり、例えば、温度制御可能なサセプタなどである。これにより、製膜用基体１０の温度に応じて、有機溶液２０の温度ＴＳが制御されるようになっている。
【００２４】
溶媒タンク４は、有機溶液２０中の溶媒と同じ種類の溶媒（補助溶媒）６を蓄積しており、その補助溶媒６の温度は、図示しないオイルバスなどにより調整可能になっている。ここでは、溶媒タンク４に蓄積されている溶媒と有機溶液２０中の溶媒とを区別するために、前者の溶媒を補助溶媒６と呼称している。この補助溶媒６には、溶媒タンク４の外部から内部に導入されたガス導入管７を通じてガスＧを導入可能になっており、溶媒タンク４は、連結管３を通じてチャンバ１に補助溶媒６を含む蒸気Ｖを供給可能になっている。これにより、補助溶媒６の温度に応じて、有機溶液２０の周辺環境（チャンバ１の内部）における蒸気Ｖの圧力（蒸気圧）Ｐが制御されるようになっている。なお、チャンバ１に供給された蒸気Ｖは、必要に応じて排気管２を通じて外部に排気可能である。
【００２５】
［製膜用基体の構成］
製膜用基体１０は、有機溶液２０が供給されると共に有機薄膜３０が形成される基体であり、例えば、ガラス、プラスチック材料または金属材料などの基板でもよいし、プラスチック材料または金属材料などのフィルムでもよいし、それ以外でもよい。この製膜用基体１０は、上記した基板またはフィルムなどの上に１層または２層以上の各種膜が設けられたものでもよい。
【００２６】
この製膜用基体１０は、図２に示したように、有機薄膜３０が形成される側の一面に、有機溶液２０が供給される溶液蓄積領域１１およびそれに連結された溶液絞込領域１２を有している。
【００２７】
溶液蓄積領域１１は、有機薄膜３０を形成するために消費される有機溶液２０を蓄積しておくための領域であり、その面積は、幅Ｗ１および長さＬ１により決定される。有機溶液２０の量を確保するために、幅Ｗ１および長さＬ１は十分に大きいことが好ましく、例えば、幅Ｗ１＝１０００μｍ〜１００００μｍおよび長さＬ１＝１００μｍ〜８００μｍである。ただし、幅Ｗ１および長さＬ１は、任意に変更可能である。
【００２８】
溶液絞込領域１２は、溶液蓄積領域１１に供給された有機溶液２０を絞り込むための領域であり、その面積は、幅Ｗ２および長さＬ２により決定される。この溶液絞込領域１２の幅Ｗ２は、溶液蓄積領域１１の幅Ｗ１よりも狭くなっており、溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２との連結位置Ｎには、内側に向かって凸状の角部Ｃが形成されている。溶液蓄積領域１１から溶液絞込領域１２に流入する有機溶液２０を絞り込むために、幅Ｗ２は十分に小さいことが好ましく、例えば、幅Ｗ２＝５μｍ〜３０μｍおよび長さＬ２＝５μｍ〜２００μｍである。ただし、幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも狭くなっていれば、幅Ｗ２および長さＬ２は任意に変更可能である。
【００２９】
製膜用基体１０が幅広の溶液蓄積領域１１および幅狭の溶液絞込領域１２を有しているのは、気相（蒸気Ｖ）と接する液相（有機溶液２０）の面積に差異を生じさせるためである。気相と接する面積が大きい（幅Ｗ１が幅Ｗ２よりも広い）溶液蓄積領域１１では、有機溶液２０中の溶媒が蒸発しやすくなるのに対して、気相と接する面積が小さい（幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも狭い）溶液絞込領域１２では、有機溶液２０中の溶媒が蒸発しにくくなる。これにより、連結位置Ｎの近傍において溶媒の蒸発が局所的に速くなるため、有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する。本発明では、有機溶液２０を用いた溶液成長により有機薄膜３０を形成するために、上記した過飽和度の局所的上昇を利用して、有機溶液２０中の溶質（有機材料）を結晶化させる。この有機薄膜３０の形成メカニズムに関する詳細については、後述する。
【００３０】
角部Ｃの先端形状は、特に限定されないが、中でも、連結位置Ｎにおいて有機溶液２０を確実に絞り込むために、尖鋭であることが好ましい。また、角部Ｃの角度θは、特に限定されないが、中でも、角部Ｃの先端形状と同様の理由により、直角であることが好ましい。
【００３１】
特に、製膜用基体１０は、例えば、図２に示したように、親液性領域１３および撥液性領域１４を一面に有しており、上記した溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２は親液性領域１３であることが好ましい。この場合には、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２が有機溶液２０に対して親液性（親液性領域１３）になるのに対して、それ以外の領域が有機溶液２０に対して撥液性（撥液性領域１４）になる。ここでは、親液性領域１３の数（溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２の組数）は、例えば、１つ（１組）である。
【００３２】
親液性領域１３は、有機溶液２０に対して濡れやすい領域であり、製膜用基体１０の一面において有機溶液２０を定着させる性質を有している。一方、撥液性領域１４は、有機溶液２０に対して濡れにくい領域であり、製膜用基体１０の一面において有機溶液２０をはじく性質を有している。親液性領域１３および撥液性領域１４を有する製膜用基体１０は、例えば、親液性の基板などの表面に撥液性の表面処理または膜形成処理が施されたものでもよいし、撥液性の基板などの表面に親液性の表面処理または膜形成処理が施されたものでもよい。前者の場合には、表面処理などが施された領域が撥液性領域１４になり、それ以外の領域が親液性領域１３になる。後者の場合には、表面処理などが施された領域が親液性領域１３になり、それ以外の領域が撥液性領域１４になる。
【００３３】
製膜用基体１０が親液性領域１３および撥液性領域１４を有しているのは、濡れ性の違いを利用して有機溶液２０を所望の領域（親液性領域１３）に定着させるためである。これにより、有機溶液２０の存在範囲が正確に制御される。なお、親液性領域１３および撥液性領域１４のそれぞれの濡れ性（表面エネルギー）は、親液性領域１３に有機溶液２０を定着させることができる程度に異なっていればよい。
【００３４】
［溶解度曲線および過溶解度曲線］
図８に示した溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２は、有機材料の溶解特性を表している。この溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２は、有機薄膜３０を形成するために用いる有機材料およびそれを溶解させる溶媒について、有機薄膜３０の形成作業を行う前にあらかじめ準備（測定）されていることが好ましい。
【００３５】
範囲Ｒ１〜Ｒ３は、有機溶液２０の状態を表している。溶解度曲線Ｙ１よりも高温側の範囲Ｒ３は、結晶が溶解する状態（溶液状態）である。溶解度曲線Ｙ１と過溶解度曲線Ｙ２との間の範囲Ｒ２は、結晶核を起点として結晶が成長する状態（結晶成長状態）である。過溶解度曲線Ｙ２よりも低温側の範囲Ｒ１は、結晶核が形成される状態（結晶核形成状態）である。なお、点Ａ〜点Ｃは、有機薄膜３０を形成する際の温度条件の一例を表している。
【００３６】
［有機薄膜の形成工程］
有機薄膜３０を形成する場合には、最初に、有機溶液２０（任意の濃度Ｃ１：図８）と、その有機溶液２０に関する溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２（図８）と、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を一面に有する製膜用基体１０（図２）とを準備する。
【００３７】
有機溶液２０を調製するために用いる溶媒の種類は、溶質である有機材料を溶解できる液体であれば特に限定されないが、中でも、多くの種類の有機材料を安定に溶解させやすいと共に優れた揮発性を有する有機溶剤が好ましい。また、有機材料の種類は、有機薄膜３０の材質に応じて任意に選択可能である。一例を挙げると、有機材料は、例えば、結晶の成長方向（有機分子の配列方向）に応じて電気的特性（電子移動度など）が変化する有機半導体材料などである。
【００３８】
続いて、図３および図４に示したように、製膜装置１００を用いて、チャンバ１の内部における基体ホルダ５の上に製膜用基体１０を固定すると共に、溶媒タンク４に有機溶液２０中の溶媒と同じ種類の補助溶媒６を蓄積する。
【００３９】
続いて、製膜用基体１０の一面（親液性領域１３である溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２）に有機溶液２０を供給する。この場合には、例えば、溶液蓄積領域１１に有機溶液２０を供給して、その溶液蓄積領域１１から溶液絞込領域１２に有機溶液２０を流入させる。溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２は有機溶液２０に対して親液性（親液性領域１３）であるため、その有機溶液２０は溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を満たすように定着する。有機溶液２０の供給量は、任意であり、少なくとも溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を満たすことができる量であればよい。
【００４０】
続いて、排気管２を閉じて製膜装置１００（チャンバ１および溶媒タンク４）を密閉したのち、例えば、ガス導入管７から溶媒タンク４に窒素（Ｎ2 ）などのガスＧを導入する。これにより、補助溶媒６を含む蒸気Ｖが溶媒タンク４から連結管３を通じてチャンバ１に供給されるため、そのチャンバ１の内部は蒸気Ｖが満たされた環境となる。
【００４１】
この場合には、基体ホルダ５を用いて製膜用基体１０の温度をＴ１に設定する。また、オイルバスなどを用いて補助溶媒６の温度もＴ１に設定することが好ましい。これにより、チャンバ１の内部の蒸気圧Ｐが温度Ｔ１における飽和蒸気圧になるため、液層（有機溶液２０）と気相（蒸気Ｖ）とが平衡状態になる。このことは、溶液タンク４の内部における液相（補助溶媒６）と気相（蒸気Ｖ）とにおいても同様である。
【００４２】
ここで設定される温度Ｔ１は、図８に示したように、溶解度曲線Ｙ１よりも高温側（範囲Ｒ３）に位置にする温度であり、より具体的には、例えば、点Ａに対応する温度である。これにより、有機溶液２０の温度ＴＳもＴ１になるため、その有機溶液２０は溶液状態になる。以降、有機溶液２０の温度ＴＳなどは、上記した基体ホルダ５などを用いて適宜設定される。
【００４３】
続いて、有機溶液２０の温度ＴＳをＴ１からＴ２まで低下させる。この場合には、補助溶媒６の温度もＴ１からＴ２まで低下させることが好ましい。有機溶液２０の温度ＴＳだけでなく補助溶媒６の温度も一緒に低下させるのは、液層と気相との平衡状態を維持して蒸気圧Ｐが溶媒の蒸発に影響を及ぼすことを抑制するためであり、以降においても同様である。
【００４４】
ここで設定される温度Ｔ２は、図８に示したように、溶解度曲線Ｙ１と過溶解度曲線Ｙ２との間（範囲Ｒ２）に位置する温度であり、より具体的には、例えば、点Ｂに対応する温度である。これにより、有機溶液２０は、結晶成長状態になる。
【００４５】
ここで、有機溶液２０中には未だ結晶核が形成されていないため、その有機溶液２０が結晶成長状態になっても、本来であれば、結晶核の形成も結晶の成長も生じないはずである。ところが、温度ＴＳがＴ２になると、以下の理由により、図５および図６に示したように、有機溶液２０中に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長する。
【００４６】
有機溶液２０は、幅広の溶液蓄積領域１１および幅狭の溶液絞込領域１２に存在しているため、溶液蓄積領域１１よりも溶液絞込領域１２において絞り込まれている。これにより、上記したように、溶液蓄積領域１１に存在している有機溶液２０と溶液絞込領域１２に存在している有機溶液２０とでは、気相（蒸気Ｖ）と接する面積に差異が生じる。このため、気相と接する面積が大きい溶液蓄積領域１１では、有機溶液２０中の溶媒が蒸発しやすくなるのに対して、気相と接する面積が小さい溶液絞込領域１２では、有機溶液２０中の溶媒が蒸発しにくくなる。この気相と接する面積の違いに応じて蒸発速度に差異が生じ、有機溶液２０中における連結位置Ｎの近傍において溶媒の蒸発が局所的に速くなるため、その有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する。これにより、過飽和度が局所的に上昇した領域では、有機溶液２０が過溶解度曲線Ｙ２よりも低温側（範囲Ｒ１）の結晶核形成状態と同様の状態になるため、その有機溶液２０中の溶質が結晶化する。この結果、有機溶液２０中における狭い範囲（連結位置Ｎの近傍）に結晶核が形成される。また、有機溶液２０中における溶質の拡散現象により、その有機溶液２０から溶質を供給されながら結晶核を起点として結晶が成長する。これにより、単結晶の有機薄膜３０が形成される。この場合には、溶液絞込領域１２の幅Ｗ２が十分に狭いと、実質的に単一の結晶核が形成される。
【００４７】
こののち、必要に応じて、有機溶液２０の温度ＴＳをＴ２からそれよりも低い温度まで低下させてもよい。この場合には、補助溶媒６の温度も同様に低下させることが好ましい。この場合の目標温度は、温度Ｔ２よりも低い温度であれば特に限定されないが、例えば、図８に示したように、過溶解度曲線Ｙ２よりも低温側（範囲Ｒ１）に位置する温度、より具体的には点Ｃに対応するＴ３である。温度ＴＳをＴ２よりも低下させると、結晶成長を進行させるための強い駆動力が生じるため、有機薄膜３０が大きく成長する。
【００４８】
最後に、必要に応じて吸引などして製膜用基体１０の一面から有機溶液２０を除去することにより、図７に示したように、有機薄膜３０が得られる。
【００４９】
ここでは、例えば、図７に示したように、略三角形の平面形状を有する有機薄膜３０が形成される。ただし、有機溶液２０の滞留性（流れの有無および程度）などの条件によっては、矩形などの他の平面形状を有する有機薄膜３０が形成される場合もある。この場合には、必要に応じて、エッチング法などを用いて所望の平面形状となるように有機薄膜３０をパターニングしてもよい。
【００５０】
なお、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２の構成と有機薄膜３０の構成とには、以下のような関係がある。
【００５１】
第１に、溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２との連結位置Ｎは、有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する位置を決定するため、結晶核が形成される位置を決定することになる。よって、連結位置Ｎに応じて、結晶の成長開始位置および有機薄膜３０の形成位置を制御できる。
【００５２】
第２に、溶液蓄積領域１１の長さＬ１は、結晶核を起点として結晶が成長する際に、その結晶成長を継続的に進行させるために溶質を供給し続けることができる有機溶液２０の量を決定することになる。よって、長さＬ１に応じて、有機薄膜３０の大きさ（平面サイズ）を制御できる。
【００５３】
第３に、溶液絞込領域１２の幅Ｗ２は、結晶核の形成範囲および数に影響を及ぼす。幅Ｗ２が十分に狭いと、結晶核の形成範囲が極狭い範囲に絞られるため、単一の結晶核が形成されやすくなる。なお、幅Ｗ２が大きい場合には、角部Ｃごとに結晶核が形成されるため、各結晶核を起点として結晶が成長すると考えられる。よって、幅Ｗ２が大きくても、その幅Ｗ２が十分に狭い場合と同様に、角部Ｃごとに単結晶の有機薄膜３０を形成できるはずである。ただし、角部Ｃごとに結晶核が形成される場合には、幅Ｗ２が狭すぎると、結晶の成長途中において有機薄膜３０同士が衝突する可能性があるため、その衝突を回避するためには、むしろ幅Ｗ２を十分に大きくすることが好ましい。
【００５４】
第４に、結晶が厚さ方向に成長する量は、その結晶の成長過程において有機溶液２０から供給される溶質の供給速度に依存する。すなわち、溶媒の蒸発速度が速くなると、単位時間当たりにおいて結晶成長に消費される溶質の量が多くなるため、有機薄膜３０の厚さが厚くなる。一方、溶媒の蒸発速度が遅くなると、単位時間当たりにおいて結晶成長に消費される溶質の量が少なくなるため、有機薄膜３０の厚さが薄くなる。この溶質の供給速度の違いは、溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２とにおける溶媒の蒸発速度（気相と接する面積）の違いにより決定されるはずである。よって、幅Ｗ１，Ｗ２に応じて、有機薄膜３０の厚さを制御できる。
【００５５】
［有機薄膜の形成方法の作用および効果］
この有機薄膜の形成方法（溶液温度制御型）では、有機溶液２０の温度ＴＳがＴ１になると共に蒸気圧ＰがＴ１における飽和蒸気圧になるようにして幅広の溶液蓄積領域１１および幅狭の溶液絞込領域１２に有機溶液２０を供給したのち、温度ＴＳをＴ１からＴ２まで低下させている。このＴ１は、溶解度曲線Ｙ１よりも高温側（範囲Ｒ３）に位置する温度であり、Ｔ２は、溶解度曲線Ｙ１と過溶度解度曲線Ｙ２との間（範囲Ｒ２）に位置する温度である。
【００５６】
この場合には、図１〜図８を参照して説明したように、有機溶液２０の温度ＴＳの低下に起因して、溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２との連結位置Ｎの近傍において有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する。これにより、有機溶液２０中における狭い範囲に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長するため、有機分子が規則的に配列された単結晶の有機薄膜３０が形成される。よって、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御して単結晶の有機薄膜３０を形成できる。
【００５７】
特に、単結晶の有機薄膜３０を形成するためには、蒸気圧Ｐが飽和蒸気圧である環境中において溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２に有機溶液２０を供給したのち、その有機溶液２０の温度ＴＳを変化させるだけでよい。よって、減圧環境などの特別な環境を必要とせず、特殊な装置なども必要としないため、単結晶の有機薄膜３０を容易に形成できる。
【００５８】
また、温度ＴＳをさらにＴ２よりも低下させれば、結晶成長を進行させるための強い駆動力が生じるため、有機薄膜３０の平面サイズを大きくできる。
【００５９】
また、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２が有機溶液２０に対して親液性（親液性領域１３）であると共にそれ以外の領域が有機溶液２０に対して撥液性（撥液性領域１４）であれば、濡れ性の違いを利用して有機溶液２０が所望の範囲（親液性領域１３）に定着しやすくなる。よって、上記した有機溶液２０の過飽和度の上昇が確実に生じるため、有機薄膜３０の形成位置を正確に制御できる。
【００６０】
［変形例］
なお、チャンバ１に連結管３を介して溶媒タンク４を連結させたが、必ずしもこれに限られない。チャンバ１内の空間が狭い場合には、上記したように、チャンバ１とは別個に溶媒タンク４を設けて、そのチャンバ１に外部から蒸気Ｖを供給してもよい。これに対して、チャンバ１内の空間が広い場合には、例えば、チャンバ１に溶媒タンク４を連結させる代わりに、補助溶媒６を入れたビーカーなどの容器を基体ホルダ５の上に製膜用基体１０と一緒に置いてもよい。この場合には、基体ホルダ５を用いて、有機溶液２０の温度ＴＳと補助溶媒６の温度とを一緒に制御できる。
【００６１】
また、図２では、製膜用基体１０の一面に溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を１組だけ設けたが、複数組の溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を設けてもよい。この場合において、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２の組数および配列の仕方は、任意である。
【００６２】
一例を挙げると、図９に示したように、複数組の溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２のうち、隣り合う溶液蓄積領域１１同士を連結させた連結領域を形成すると共に、その溶液蓄積領域１１同士の連結方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（Ｙ軸方向）に複数の連結領域を配列してもよい。この場合の連結数および配列数は、任意である。各連結領域では、１つの溶液蓄積領域１１に複数の溶液絞込領域１２が連結されることになる。ただし、連結領域を１つだけ用いてもよい。
【００６３】
または、図１０に示したように、複数の連結領域を配列させた場合（図９）において、その配列方向において隣り合う溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２とを連結させると共に、同方向において溶液絞込領域１２の位置をずらしてもよい。溶液絞込領域１２の位置をずらしているのは、有機薄膜３０同士がぶつかることを避けるためである。ただし、有機薄膜３０同士がぶつからない程度まで溶液蓄積領域１１の長さＬ１（図２参照）が十分に大きければ、溶液絞込領域１２の位置をずらさなくてもよい。
【００６４】
図９および図１０に示したいずれの場合においても、隣り合う溶液絞込領域１２間の間隔Ｄは、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍである。複数組の溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２を設けた場合には、連結位置Ｎの近傍ごとに有機薄膜３０が形成されるため、複数の有機薄膜３０を一括形成できる。
【００６５】
＜１−２．第２実施形態（蒸気圧制御型）＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００６６】
ここで説明する有機薄膜の形成方法は、結晶核を形成すると共にその結晶核を起点として結晶を成長させる手順が異なることを除いて、第１実施形態と同様の手順によるものである。以下では、本実施形態における有機薄膜の形成方法について、第１実施形態において説明した図面（図１〜図８）を随時引用しながら説明する。
【００６７】
［有機薄膜の形成工程］
有機薄膜を形成する場合には、第１実施形態と同様に、有機溶液２０と、溶解度曲線Ｙ１および過溶解度曲線Ｙ２（図８）と、製膜用基体１０（図２）とを準備したのち、図３および図４に示したように、チャンバ１の内部に蒸気Ｖが満たされた環境中において、製膜用基体１０の一面（溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２）に有機溶液２０（任意の濃度Ｃ１：図８）を供給する。
【００６８】
この場合には、製膜用基体１０の温度および補助溶媒６の温度をＴ２に設定すると共に、蒸気圧Ｐを温度Ｔ２における飽和蒸気圧にして、液相と気相とを平衡状態にする。
【００６９】
ここで設定される温度Ｔ２は、図８に示したように、溶解度曲線Ｙ１と過溶解度曲線Ｙ２との間（範囲Ｒ２）に位置する温度であり、より具体的には、例えば、点Ｂに対応する温度である。これにより、有機溶液２０は、結晶成長状態になる。
【００７０】
続いて、有機溶液２０の温度ＴＳをＴ２に維持したまま、蒸気圧Ｐを低下させる。この場合には、例えば、排気管２を僅かに開けて、チャンバ１内の蒸気Ｖを外部に排出すればよい。この場合における蒸気Ｖの排出量（目標蒸気圧）は、任意である。ただし、有機溶液２０中において結晶核がランダムに形成されることを防止するために、蒸気圧Ｐを急激に低下させすぎないことが好ましい。
【００７１】
ここで、有機溶液２０中には未だ結晶核が形成されていないため、蒸気圧Ｐを低下させても、本来であれば、結晶核の形成も結晶の成長も生じないはずである。ところが、蒸気圧Ｐが低下すると、以下の理由により、図５および図６に示したように、有機溶液２０中に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長する。
【００７２】
蒸気圧Ｐが低下すると、液相と気相との平衡状態が崩れるため、有機溶液２０中の溶媒が蒸発しやすくなる。この場合には、幅広の溶液蓄積領域１１および幅狭の溶液絞込領域１２に有機溶液２０が存在しているため、第１実施形態と同様に、連結位置Ｎの近傍において有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する。よって、有機溶液２０中における狭い範囲に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶性が成長するため、単結晶の有機薄膜３０が形成される。
【００７３】
最後に、第１実施形態と同様に、必要に応じて製膜用基体１０の一面から有機溶液２０を除去することにより、図７に示したように、有機薄膜３０が得られる。
【００７４】
［有機薄膜の形成方法の作用および効果］
この有機薄膜の形成方法（蒸気圧制御型）では、有機溶液２０の温度ＴＳがＴ２になると共に蒸気圧ＰがＴ２における飽和蒸気圧になるようにして幅広の溶液蓄積領域１１および幅狭の溶液絞込領域１２に有機溶液２０を供給したのち、蒸気圧Ｐを低下させている。このＴ２は、溶解度曲線Ｙ１と過溶度解度曲線Ｙ２との間（範囲Ｒ２）に位置する温度である。
【００７５】
この場合には、図１〜図８を参照して説明したように、蒸気圧Ｐの低下に起因して、第１実施形態と同様に、溶液蓄積領域１１と溶液絞込領域１２との連結位置Ｎの近傍において有機溶液２０の過飽和度が局所的に上昇する。これにより、有機溶液２０中における狭い範囲に結晶核が形成されると共に、その結晶核を起点として結晶が成長するため、単結晶の有機薄膜３０が形成される。よって、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御して単結晶の有機薄膜３０を形成できる。
【００７６】
特に、蒸気圧制御型では、溶液温度制御型よりも短時間で単結晶の有機薄膜３０を形成できる。蒸気圧Ｐを低下させると、有機溶液２０の温度ＴＳを低下させる場合よりも溶媒が著しく蒸発しやすいため、その有機溶液２０の過飽和度が短時間で上昇しやすいからである。なお、本実施形態に関する上記以外の作用、効果および変形例は、第１実施形態と同様である。
【００７７】
＜２．有機デバイスの製造方法＞
次に、上記した有機薄膜の形成方法の適用例について説明する。
【００７８】
有機薄膜の形成方法は、有機薄膜を用いた多様な有機デバイスの製造方法に適用可能である。ここでは、有機薄膜の形成方法の適用例として、有機半導体材料を用いて形成された有機薄膜をチャネル層として利用する有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の製造方法について説明する。
【００７９】
［有機ＴＦＴの構成］
図１１は、有機薄膜の形成方法を用いて製造される有機ＴＦＴの断面構成を表している。この有機ＴＦＴは、例えば、基体４１の上に、ゲート電極４２と、ゲート絶縁層４３と、ソース電極４４およびドレイン電極４５と、チャネル層４６とがこの順に積層されたものである。この有機ＴＦＴは、ゲート電極４２がチャネル層４６の下側（基体４１に近い側）に位置すると共にソース電極４４およびドレイン電極４５がチャネル層４６の下側に重なるボトムゲート・ボトムコンタクト型である。
【００８０】
基体４１は、例えば、上記した製膜用基体１０と同様の基板またはフィルムなどである。
【００８１】
ゲート電極４２は、基体４１の上において、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル、それらの化合物、またはそれらの合金などにより形成されている。
【００８２】
ゲート絶縁層４３は、ゲート電極４２およびその周辺の基体４１を覆っており、例えば、無機絶縁性材料または有機絶縁性高分子材料などにより形成されている。無機絶縁性材料は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）または窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）などである。有機絶縁性高分子材料は、例えば、ポリビニルフェノール、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミドまたはフッ素樹脂などである。
【００８３】
ソース電極４４およびドレイン電極４５は、ゲート絶縁層４３の上において互いに分離されており、例えば、無機導電性材料または有機導電性材料などにより形成されている。無機導電性材料は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、マンガン（Ｍｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルビジウム（Ｒｂ）、それらの化合物、またはそれらの合金などである。有機導電性材料は、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）またはテトラチアフルバレン−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）などである。
【００８４】
チャネル層４６は、有機薄膜の形成方法を用いて形成される有機薄膜であり、ゲート絶縁層４２、ソース電極４４およびドレイン電極４５の上に形成されている。このチャネル層４６は、例えば、以下の有機半導体材料により形成されている。（１）ポリピロールおよびその誘導体、（２）ポリチオフェンおよびその誘導体、（３）ポリイソチアナフテンなどのイソチアナフテン類、（４）ポリチェニレンビニレンなどのチェニレンビニレン類、（５）ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、（６）ポリアニリンおよびその誘導体、（７）ポリアセチレン類、（８）ポリジアセチレン類、（９）ポリアズレン類、または（１０）ポリピレン類である。（１１）ポリカルバゾール類、（１２）ポリセレノフェン類、（１３）ポリフラン類、（１４）ポリ（ｐ−フェニレン）類、（１５）ポリインドール類、（１６）ポリピリダジン類、（１７）ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレンまたはサーカムアントラセンなどのアセン類、（１８）アセン類のうちの炭素の一部が窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）または酸素（Ｏ）などの原子、あるいはカルボニル基などの官能基により置換された誘導体、例えば、トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジンまたはヘキサセン−６，１５−キノンなど、（１９）ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィドまたはポリビニレンスルフィドなどの高分子材料および多環縮合体、または（２０）これらの高分子材料と同じ繰り返し単位を有するオリゴマー類である。（２１）金属フタロシアニン類、（２２）テトラチアフルバレンおよびその誘導体、（２３）テトラチアペンタレンおよびその誘導体、（２４）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共に、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）および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、（２５）ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、（２６）アントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類に代表される縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、（２７）Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78またはＣ84などのフラーレン類、（２８）単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）などのカーボンナノチューブ、（２９）メロシアニン色素類またはヘミシアニン色素類などの色素である。
【００８５】
［有機ＴＦＴの製造方法］
有機ＴＦＴを製造する場合には、最初に、基体４１の一面に、ゲート電極４２をパターン形成する。この場合には、例えば、気相成長法などを用いて基体４１の表面を覆うようにゲート電極４２の形成材料を堆積させて電極層（図示せず）を形成したのち、フォトリソグラフィ法およびエッチング法などを用いて電極層をパターニングする。気相成長法は、例えば、スパッタリング法、蒸着法または化学気相成長（ＣＶＤ）法などである。エッチング法は、例えば、イオンミリング法または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法などのドライエッチング法、あるいはウェットエッチング法などである。なお、パターニング工程では、電極層の表面にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト膜をパターニングしたのち、そのフォトレジスト膜をマスクとして電極層をエッチングする。
【００８６】
続いて、気相成長法などを用いて、ゲート電極４２およびその周辺の基体４１を覆うようにゲート絶縁層４３を形成する。
【００８７】
続いて、ゲート絶縁層４３の上に、ソース電極４４およびドレイン電極４５をパターン形成する。この場合には、例えば、ゲート絶縁層４３の表面を覆うようにソース電極４４およびドレイン電極４５の形成材料を堆積させて電極層（図示せず）を形成したのち、その電極層をパターニングする。なお、電極層の形成方法およびパターニング方法は、例えば、ゲート電極４２を形成した場合と同様である。
【００８８】
最後に、上記した有機薄膜の形成方法を用いて、ゲート絶縁層４３、ソース電極４４およびドレイン電極４５の上に、有機薄膜であるチャネル層４６を形成する。この場合には、必要に応じて、親液性領域１３または撥液性領域１４（図２）を形成するために表面処理（任意の膜形成処理など）を行ってもよい。この有機薄膜の形成方法により形成されるチャネル層４６では、結晶の成長方向に応じて電気的特性（例えば電子移動度など）が変化する。このため、チャネル層４６を形成する場合には、ソース電極４４およびドレイン電極４５の位置関係に応じて所望の電気的特性が得られるように、チャネル層４６を形成する向きを調整することが好ましい。これにより、有機ＴＦＴが完成する。
【００８９】
［有機ＴＦＴの製造方法の作用および効果］
この有機ＴＦＴの製造方法では、上記した有機薄膜の形成方法を用いてチャネル層４６を形成しているので、結晶核の形成位置および結晶の成長方向を制御しながら単結晶のチャネル層４６が形成される。よって、チャネル層４６の電気的特性（電子移動度など）を向上させることができる。これ以外の作用および効果は、有機薄膜の形成方法と同様である。
【００９０】
［変形例］
有機ＴＦＴは、例えば、図１１に対応する図１２に示したように、ソース電極４４およびドレイン電極４５がチャネル層４６の上側に重なるボトムゲート・トップコンタクト型でもよい。この場合には、有機ＴＦＴは、基体４１の上に、ゲート電極４２と、ゲート絶縁層４３と、チャネル層４６と、ソース電極４４およびドレイン電極４５とがこの順に積層されたものになる。このトップコンタクト型の有機ＴＦＴは、チャネル層４６を形成してからソース電極４４およびドレイン電極４５を形成することを除いて、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴと同様の製造手順により製造される。この場合においても、単結晶のチャネル層４６が形成されるため、有機ＴＦＴの性能を向上させることができる。特に、トップコンタクト型の有機ＴＦＴを製造する場合には、チャネル層４６を形成する時点においてソース電極４４およびドレイン電極４５が未だ形成されていないため、ゲート絶縁層４３の表面を平坦にすれば、その平坦なゲート絶縁層４３の上にチャネル層４６を容易かつ高精度に形成できる。
【００９１】
また、有機ＴＦＴは、例えば、図１１に対応する図１３および図１４に示したように、ゲート電極４２がチャネル層４６の上側（基体４１から遠い側）に位置するトップゲート型でもよい。トップゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴは、図１３に示したように、基体４１の上に、ソース電極４４およびドレイン電極４５と、チャネル層４６と、ゲート絶縁層４３と、ゲート電極４２とがこの順に積層されたものになる。また、トップゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴは、図１４に示したように、基体４１の上に、チャネル層４６と、ソース電極４４およびドレイン電極４５と、ゲート絶縁層４３と、ゲート電極４２とがこの順に積層されたものになる。これらの場合においても、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００９３】
図１に示した製膜装置１００および図９に示した製膜用基体１０（溶液絞込領域１２の数＝３，連結領域の数＝１）を用いて、第１実施形態において説明した溶液温度制御型の形成方法を用いて有機薄膜３０の形成試験を行った。この製膜用基体１０は、シリコン基板の一面を覆うように設けられた有機絶縁膜（ポリビニルピロリドンフィルム）の上にアモルファスフッ素樹脂膜（旭硝子株式会社製サイトップ）が部分的に形成されることにより、親液性領域１３（溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２）および撥液性領域１４が形成されたものである。製膜用基体１０における各部の寸法は、溶液蓄積領域１１の幅Ｗ１＝６５００μｍおよび長さＬ１＝４００μｍ、溶液絞込領域１２の幅Ｗ２＝１０μｍ、長さＬ２＝１００μｍおよび間隔Ｄ＝１ｍｍである。有機溶液２０を調製する場合には、溶質として式（１）で表される有機半導体材料、溶媒としてテトラリンを用いると共に、その溶質の濃度を０．５重量％とした。補助溶媒６は、有機溶媒２０中の溶媒と同じテトラリンである。
【００９４】
【化１】
0005640553.tif 000002
【００９５】
第１実施形態において説明した手順により、補助溶媒６の蒸気Ｖ（窒素ガスを含む）が満たされたチャンバ１の内部において、溶液蓄積領域１１および溶液絞込領域１２に有機溶液２０を供給したのち、その有機溶液２０の温度ＴＳを変化させた。この場合には、温度Ｔ１＝２５℃、温度Ｔ２＝１９℃、温度Ｔ３＝１７℃とした。
【００９６】
温度ＴＳをＴ３まで低下させて放置したのち、光学顕微鏡を用いて製膜用基体１０の表面を観察したところ、図１５および図１６に示した結果が得られた。図１５および図１６は、有機薄膜３０の形成方法に関する実験結果を表す光学顕微鏡写真であり、図１６（Ａ）〜（Ｃ）では、それぞれ図１５に示した範囲ＲＡ〜ＲＣを拡大している。
【００９７】
図１５および図１６に示したように、連結位置Ｎの近傍に、その連結位置Ｎごとに略三角形の平面形状を有する有機薄膜３０が形成された。Ｘ線回折法を用いて有機薄膜３０を分析したところ、その有機薄膜３０は単結晶であることが確認された。
【００９８】
以上、いくつかの実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は各実施形態において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の有機薄膜の形成方法において用いられる有機材料の種類は、有機半導体材料に限られず、他の種類の材料でもよい。また、本発明の有機薄膜の形成方法は、有機ＴＦＴ以外の他の有機デバイスの製造方法に適用されてもよい。このような他の有機デバイスとしては、例えば、有機薄膜を偏光フィルタとして利用する光デバイスなどが挙げられる。この光デバイスでは、結晶の成長方向（配向方向）に応じて偏光方向が変化する。
【符号の説明】
【００９９】
１０…製膜用基体、１１…溶液蓄積領域、１２…溶液絞込領域、１３…親液性領域、１４…撥液性領域、２０…有機溶液、３０…有機薄膜、Ｃ…角部、Ｎ…連結位置。
【図１】
0005640553.tif 000003
【図２】
0005640553.tif 000004
【図３】
0005640553.tif 000005
【図４】
0005640553.tif 000006
【図５】
0005640553.tif 000007
【図６】
0005640553.tif 000008
【図７】
0005640553.tif 000009
【図８】
0005640553.tif 000010
【図９】
0005640553.tif 000011
【図１０】
0005640553.tif 000012
【図１１】
0005640553.tif 000013
【図１２】
0005640553.tif 000014
【図１３】
0005640553.tif 000015
【図１４】
0005640553.tif 000016
【図１５】
0005640553.tif 000017
【図１６】
0005640553.tif 000018