(57)【要約】【課題】  熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる有機薄膜トランジスタとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグを提供する。【解決手段】  有機半導体材料からなる半導体層(5)と、有機絶縁材料からなる絶縁層(3)とを含み、半導体層(5)と絶縁層(3)との間に、半導体層(5)を構成する有機半導体材料と絶縁層(3)を構成する有機絶縁材料とからなる第１混合層(4)を更に備えている有機薄膜トランジスタ(10)とする。【選択図】      図１
2006024790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機薄膜トランジスタであって、
前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第１混合層を更に備え、
前記半導体層と前記絶縁層とは、前記第１混合層を介して積層されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記第１混合層の厚みは、１００ｎｍ以下である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機薄膜トランジスタであって、
前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第２混合層を更に備え、
前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とは、前記第２混合層を介して積層されていることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記第２混合層の厚みは、１０ｎｍ以上である請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）絶縁層とした場合に、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３であることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する際、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法及びキャスティング法のうち少なくともいずれか１つを用いる請求項５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルターに通した後、前記基板上に塗布する請求項５又は請求項６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
画素のスイッチング素子として、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタを複数個備えているアクティブマトリクス型のディスプレイ。
【請求項９】
集積回路部を備えた無線識別タグであって、
前記集積回路部には、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタが設けられていることを特徴とする無線識別タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体層及び絶縁層に有機材料を用いた有機薄膜トランジスタとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）はアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイ等の駆動素子として使用されている。ＴＦＴの構成は、一般的には半導体層に接触して設けられたソース電極とドレーン電極との間に流れる電流を、半導体層に対して絶縁層を介して設けられたゲート電極から印加される電界により制御できるように構成されている。
【０００３】
現在実用化されているＴＦＴの半導体層の構成材料としては、結晶シリコンに特性面では劣るものの、安価であるアモルファスシリコンや低温ポリシリコン等が使用されている。また、現在実用化されているＴＦＴの絶縁層の構成材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン等が使用されている。これらの構成材料を用いたＴＦＴの製造プロセスは、プラズマＣＶＤ法等に使用される大規模な装置や、精密加工のための薄膜制御装置を必要とするため、高コストプロセスであり、また、一般に３５０℃を越えるような処理温度のプロセスを含むため、使用できる材料には制限がある。
【０００４】
他方、近年ＴＦＴ用の半導体材料として有機半導体が注目されており、この有機半導体を用いた様々な構成のＴＦＴ（有機ＴＦＴ）が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。有機半導体は、前述の無機系の半導体に比べて、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法等の低コストプロセスで成膜できる可能性があり、低温プロセスでの成膜も期待できる。また、前述した低コストプロセスや低温プロセスが適用可能であることにより、フレキシブルな基板上や大面積の基板上へのＴＦＴの形成が可能であり、これによって、シートライク又はペーパーライクなディスプレイや、大画面ディスプレイ等への用途拡大が期待されている。更に、有機ＴＦＴは、薄膜かつ軽量であることから、Radio Frequency Identification（ＲＦＩＤ）タグ等の無線識別タグへの応用も期待されている。
【特許文献１】特開平９−２３２５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機ＴＦＴを構成する材料は、熱又は機械的応力を繰り返し与えると、半導体層と絶縁層との間や、半導体層と基板との間等で生じる層間剥離により劣化してしまうことが多く、信頼性については課題が残っていた。本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたものであり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる有機ＴＦＴとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の有機ＴＦＴは、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機ＴＦＴであって、前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第１混合層を更に備え、前記半導体層と前記絶縁層とが、前記第１混合層を介して積層されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の有機ＴＦＴは、プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む有機ＴＦＴであって、前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第２混合層を更に備え、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とが、前記第２混合層を介して積層されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる有機ＴＦＴの製造方法であって、前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）絶縁層とした場合に、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３であることを特徴とする。
【０００９】
ここで「有機概念図における無機性／有機性比（Ｉ／Ｏ）」とは、溶媒の親水性／親油性の尺度を表すパラメーターであり、無機性／有機性比の値が大きいほど極性が高く親水性が大きくなる。なお、無機性／有機性比については、「有機概念図」（甲田善生著  三共出版  １９８４年）にその詳細な解説がある。
【００１０】
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴを複数個備えている。また、本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機ＴＦＴによれば、前記第１又は第２混合層を備えているため、層間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法によれば、本発明の有機ＴＦＴを容易に製造することができる。また、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイ及び無線識別タグは、それぞれ、本発明の有機ＴＦＴを備えているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の有機ＴＦＴは、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む。前記有機半導体材料としては、例えば直鎖状アセン、π共役系オリゴマー等の低分子系有機半導体材料や、π共役系ポリマー等の高分子系有機半導体材料等が好適に使用できる。前記有機絶縁材料としては、例えば、ポリビニルフェノールやシアノエチルプルラン等の高分子系有機絶縁材料が好適に使用できる。なお、前記半導体層及び前記絶縁層の好適な厚みは、それぞれ１０ｎｍ〜３００ｎｍ及び５０ｎｍ〜３μｍである。
【００１３】
そして、本発明の第１の有機ＴＦＴは、前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第１混合層を更に備え、前記半導体層と前記絶縁層とが、前記第１混合層を介して積層されている。これにより、前記半導体層と前記絶縁層との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。前記第１混合層の好適な厚みは、１０〜１００ｎｍである。１０ｎｍ未満では、前記半導体層と前記絶縁層との間の密着性が低くなる。一方、１００ｎｍを超える場合は、キャリア移動度が低くなる。なお、前記第１混合層の厚みは、Ｘ線光電子分光装置（例えば、日本電子社製JPS-90MX MICRO等）を用いたＡｒスパッタ法により確認できる。
【００１４】
本発明の第２の有機ＴＦＴは、プラスチック基板と、有機半導体材料からなる半導体層と、有機絶縁材料からなる絶縁層とを含む。前記プラスチック基板は、特に限定されないが、例えば、厚みが０．１〜１０ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の可撓性を有する基板が好ましい。前記有機半導体材料及び前記有機絶縁材料の好適な材料や、前記半導体層及び前記絶縁層の好適な厚みは、前述した本発明の第１の有機ＴＦＴと同様である。
【００１５】
そして、本発明の第２の有機ＴＦＴは、前記プラスチック基板を構成する材料と前記有機半導体材料又は前記有機絶縁材料とからなる第２混合層を更に備え、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層とが、前記第２混合層を介して積層されている。これにより、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。前記第２混合層の好適な厚みは、１０ｎｍ以上である。１０ｎｍ未満では、前記プラスチック基板と前記半導体層又は前記絶縁層との間の密着性が低くなる。なお、前記第２混合層の厚みは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面観察することにより確認できる。
【００１６】
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、有機半導体材料及び有機絶縁材料を、それぞれ半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製し、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布して半導体層と絶縁層とを積層させる。この際、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記半導体層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）半導体層とし、前記絶縁層成膜用溶媒の有機概念図における無機性／有機性比を（Ｉ／Ｏ）絶縁層とした場合に、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３となる前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒を用いる。これにより、前述した本発明の第１の有機ＴＦＴを容易に製造することができる。即ち、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３となる場合は、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒が、お互いに対して多少の溶解性を有するため、前記半導体層と前記絶縁層とを積層させる際、それぞれの前記溶媒が界面で混合され、層間に前記有機半導体材料と前記有機絶縁材料とからなる第１混合層を容易に形成することができる。また、本製造方法により製造する際、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値を適宜調整することにより、前記第１混合層の厚みを容易に制御することができる。
【００１７】
なお、前述した本発明の第２の有機ＴＦＴを製造する際は、前記半導体層成膜用溶媒又は前記絶縁層成膜用溶媒を、使用するプラスチック基板を構成する材料の溶媒に対する溶解性を考慮して適宜選択することにより、前記第２混合層の厚みを容易に制御することができる。
【００１８】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する際、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法及びキャスティング法のうち少なくともいずれか１つを用いると、製造コストを低減させることができるため好ましい。
【００１９】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルターに通した後、前記基板上に塗布するのが好ましい。この方法によれば、塵、埃等の不純物のコンタミネーションによる電気特性のバラツキや歩留まりの低下等を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を脱泡処理した後、前記基板上に塗布するのが好ましい。この方法によれば、ピンホールによる電気特性のバラツキや歩留まりの低下等を防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記半導体層及び前記絶縁層を成膜する際、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。この方法によれば、有機材料の劣化の原因となる水や酸素を排除することができるため、電気特性の良好な有機ＴＦＴを安定して提供できる。
【００２２】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法において、スピンコーティング法により前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を前記基板上に塗布する場合は、それぞれの溶媒（前記半導体層成膜用溶媒又は前記絶縁層成膜用溶媒）雰囲気下で行うのが好ましい。この方法によれば、溶媒の気化を防ぐことができるため、前記半導体層及び前記絶縁層の膜厚を容易に制御することができる。なお、この場合は、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒として、沸点が１００℃以下のものを使用するのが好ましい。
【００２３】
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴを複数個備えている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイをノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の携帯電子機器に使用すると、携帯電子機器の耐衝撃性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の無線識別タグは、集積回路部を備え、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。また、本発明の無線識別タグは、機械的応力に対する信頼性が高いため、様々な形状、素材への貼り付けが可能となる。以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。参照する図１は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。なお、第１実施形態に係る有機ＴＦＴは、前述した本発明の第１の有機ＴＦＴの一実施形態である。
【００２６】
図１に示すように、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１０は、プラスチック基板１と、プラスチック基板１上に設けられたゲート電極２と、プラスチック基板１及びゲート電極２上に順次積層された有機絶縁材料からなるゲート絶縁層３、第１混合層４及び有機半導体材料からなる半導体層５と、半導体層５上に互いに分離して設けられたソース電極６及びドレーン電極７とを備えている。第１混合層４は、半導体層５を構成する有機半導体材料とゲート絶縁層３を構成する有機絶縁材料とが混合されて形成されている。これにより、有機ＴＦＴ１０は、従来の有機ＴＦＴに比べ、半導体層５とゲート絶縁層３との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。なお、ゲート絶縁層３は、特許請求の範囲にいう「絶縁層」に相当する。
【００２７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。参照する図２は、第２実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。なお、第２実施形態に係る有機ＴＦＴは、前述した本発明の第１の有機ＴＦＴの一実施形態である。また、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図２に示すように、第２実施形態に係る有機ＴＦＴ２０は、プラスチック基板１と、プラスチック基板１上に互いに分離して設けられたソース電極６及びドレーン電極７と、プラスチック基板１、ソース電極６及びドレーン電極７上に順次積層された半導体層５、第１混合層４及びゲート絶縁層３と、ゲート絶縁層３上に設けられたゲート電極２とを備えている。これにより、有機ＴＦＴ２０は、従来の有機ＴＦＴに比べ、第１混合層４を備えているため、半導体層５とゲート絶縁層３との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。参照する図３は、第３実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。なお、第３実施形態に係る有機ＴＦＴは、前述した本発明の第２の有機ＴＦＴの一実施形態である。また、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３０】
図３に示すように、第３実施形態に係る有機ＴＦＴ３０は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１０（図１参照）の構成において、第１混合層４を備えずに、プラスチック基板１とゲート絶縁層３との間に、プラスチック基板１を構成する材料とゲート絶縁層３を構成する有機絶縁材料とからなる第２混合層３１を備えている。その他の構成は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１０と同様である。これにより、有機ＴＦＴ３０は、従来の有機ＴＦＴに比べ、プラスチック基板１とゲート絶縁層３との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。
【００３１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。参照する図４は、第４実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。なお、第４実施形態に係る有機ＴＦＴは、前述した本発明の第２の有機ＴＦＴの一実施形態である。また、図２と同一の構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、第４実施形態に係る有機ＴＦＴ４０は、第２実施形態に係る有機ＴＦＴ２０（図２参照）の構成において、第１混合層４を備えずに、プラスチック基板１と半導体層５との間に、プラスチック基板１を構成する材料と半導体層５を構成する有機半導体材料とからなる第２混合層４１を備えている。その他の構成は、第２実施形態に係る有機ＴＦＴ２０と同様である。これにより、有機ＴＦＴ４０は、従来の有機ＴＦＴに比べ、プラスチック基板１と半導体層５との間の密着性が高くなり、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態に係る有機ＴＦＴについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では、第１混合層及び第２混合層のいずれか一方のみを備えた構成としたが、第１混合層及び第２混合層の双方を備えていてもよい。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を更に向上させることができる。
【００３４】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。参照する図５は、第５実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）の一部破断斜視図である。
【００３５】
図５に示すように、アクティブマトリクス型のディスプレイ（以下、単に「ディスプレイ」という）５０は、プラスチック基板５１と、プラスチック基板５１上にマトリクス状に複数配置された画素電極５８と、画素電極５８に接続され、プラスチック基板５１上にアレイ状に複数配置された有機ＴＦＴ駆動回路５２と、画素電極５８及び有機ＴＦＴ駆動回路５２上に順次積層された有機ＥＬ層５３、透明電極５４及び保護フィルム５５と、各有機ＴＦＴ駆動回路５２と制御回路（図示せず）とを接続する複数本のソース電極線５６及びゲート電極線５７とを備えている。ここで、有機ＥＬ層５３は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等の各層が積層されて構成されている。そして、ディスプレイ５０は、各有機ＴＦＴ駆動回路５２に、画素のスイッチング素子として、前述した第１〜第４実施形態のいずれかに係る有機ＴＦＴが設けられている。このように、ディスプレイ５０は、画素のスイッチング素子として、前述した第１〜第４実施形態のいずれかに係る有機ＴＦＴを複数個備えているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態に係るディスプレイについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では有機ＥＬを用いたディスプレイについて説明したが、液晶表示素子等の他の表示素子を備えたディスプレイであってもよい。
【００３７】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について図面を参照して説明する。参照する図６は、第６実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
【００３８】
図６に示すように、無線識別タグ６０は、フィルム状のプラスチック基板６１と、プラスチック基板６１上に設けられたアンテナ部６２及び集積回路部６３とを備えている。そして、集積回路部６３には、前述した第１〜第４実施形態のいずれかに係る有機ＴＦＴが設けられている。これにより、熱及び機械的応力に対する信頼性を向上させることができる。なお、無線識別タグ６０は、表面に保護膜を更に備えていてもよい。また、無線識別タグ６０は、裏面に粘着効果を持たせることで、菓子袋や、ドリンク缶のような曲面形状を有するものにも貼り付けて使用することができる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態に係る無線識別タグについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ部、集積回路部の配置や構成は任意に設定できる。また、倫理回路部を更に組み込むことも可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されない。
【００４１】
（実施例１〜３）
まず、前述した第１実施形態の実施例である実施例１〜３について、図１を参照して説明する。使用した材料は、プラスチック基板１として、厚みが１．０ｍｍのポリエチレン系のプラスチック基板、半導体層５を構成する有機半導体材料として、ポリ３-ヘキシルチオフェン、ゲート絶縁層３を構成する有機絶縁材料として、実施例１の場合はポリビニルフェノール、実施例２の場合はシアノエチルプルラン、実施例３の場合はポリビニルアルコール、半導体層成膜用溶媒として、クロロホルム（Ｉ／Ｏ＝０．２１）、絶縁層成膜用溶媒（ゲート絶縁層成膜用溶媒）として、実施例１の場合は２-アセトキシ-１-メトキシプロパン（Ｉ／Ｏ＝０．６７）、実施例２の場合はＮ-メチル-２-ピロリジノン（Ｉ／Ｏ＝１．４５）、実施例３の場合はエタノール（Ｉ／Ｏ＝２．５）を用いた。
【００４２】
次に、実施例１〜３の有機ＴＦＴの製造方法について説明する。まず、それぞれの半導体層及び絶縁層を構成する有機材料を、前記半導体層成膜用溶媒及び前記絶縁層成膜用溶媒に溶解させて、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を調製した。そして、前記半導体層成膜用溶液及び前記絶縁層成膜用溶液を、不純物を除去するフィルター（MILLIPORE社製SWINNEX）に通した後、脱泡機（EME社製VMX-250SWINNEX）を用いて溶液中の泡を除去した。なお、半導体層成膜用溶液中の有機半導体材料の濃度は、実施例１〜３のいずれの場合も１ｗｔ％とした。また、絶縁層成膜用溶液中の有機絶縁材料の濃度は、実施例１〜３のいずれの場合も１５ｗｔ％とした。
【００４３】
次に、プラスチック基板１上に、所望の形状が得られるようにパターニングしたスクリーン版を用いてＡｕペーストを印刷した後、乾燥させ、膜厚１００ｎｍのＡｕからなるゲート電極２を形成した。そして、プラスチック基板１及びゲート電極２上に、それぞれの前記絶縁層成膜用溶液をスピンコーティング法にて塗布し、１００℃で１２０分間加温して乾燥させることにより膜厚１μｍのゲート絶縁層３を形成した。続いて、ゲート絶縁層３上に、それぞれの半導体層成膜用溶液を、ゲート絶縁層３、第１混合層４及び半導体層５の合計の厚みが１．５μｍとなるように塗布量を調整してスピンコーティング法にて塗布し、１００℃で１２０分間加温して乾燥させることにより第１混合層４及び半導体層５を形成した。なお、ゲート絶縁層３／第１混合層４／半導体層５の各層の厚みは、実施例１：９５０ｎｍ／１００ｎｍ／４５０ｎｍ、実施例２：９７５ｎｍ／５０ｎｍ／４７５ｎｍ、実施例３：９９５ｎｍ／１０ｎｍ／４９５ｎｍであった。その後、半導体層５上に、ゲート電極２の形成方法と同様の方法により、膜厚１００ｎｍのＡｕからなるソース電極６及びドレーン電極７を形成した。表１に、実施例１〜３の（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値及び第１混合層の厚みを示した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
（比較例）
比較例として、ゲート絶縁層３を構成する有機絶縁材料にポリビニルアルコール、絶縁層成膜用溶媒に水（Ｉ／Ｏ＝∞）を用い、その他の条件は実施例１〜３と同様にして有機ＴＦＴを製造した。
【００４６】
（キャリア移動度）
実施例１〜３及び比較例について、Ｖgs−Ｉds曲線を測定し、キャリア移動度を算出した。なお、Ｖgsは、ゲート電極とソース電極との間の電圧値であり、Ｉdsは、ドレーン電極とソース電極との間に流れる電流値である。結果を表１に示す。表１に示すように、実施例１，２は比較例に比べ、高いキャリア移動度を示した。これは、実施例１，２の製造に用いる半導体層成膜用溶媒及び絶縁層成膜用溶媒が、お互いに対して多少の溶解性を有しているため、ゲート絶縁層３上に半導体層５を成膜する際に、前記溶媒が界面の酸素、水等の不純物を溶解しながら除去することによって、キャリア移動度が向上したものと考えられる。
【００４７】
（曲げ応力に対する信頼性）
実施例１〜３及び比較例について、曲げ応力に対する信頼性を評価した。評価に用いた試料は、厚みが１．０ｍｍのポリエチレン系のプラスチック基板（７０ｍｍ×７０ｍｍ）に、実施例１〜３及び比較例のそれぞれの有機ＴＦＴを、前述した製造方法により８×８のマトリクス状に配置させた有機ＴＦＴシートを用いた。なお、本試料には、各有機ＴＦＴにおいてプラスチック基板の上面から各電極にコンタクトできるように、プロービングパッド部を設けた。また、各有機ＴＦＴにおいて、ソース電極とドレーン電極との間の距離（チャネル長）は１００μｍとした。
【００４８】
評価方法は、図７に示すように、まず、有機ＴＦＴシート７０の中心部分を上下に５ｍｍ変位させる操作を１サイクル（図７Ａ〜Ｄ）として１０サイクル繰り返した。その後、各有機ＴＦＴの動作を確認し、合計６４個の有機ＴＦＴのうち１つでも動作しないものがあった場合を不良とした。この評価試験を実施例１〜３及び比較例のそれぞれについて２０試料分行い、不良率を算出した。そして、不良率が５％以下となった場合を○、５％を超えた場合を×として判定した。結果を表１に示す。
【００４９】
表１に示すように、比較例は、不良率が４０％（「×」）となったが、実施例１〜３は、第１混合層４によってゲート絶縁層３と半導体層５との密着性が向上したため、不良率が５％以下となり（「○」）、曲げ応力に対する信頼性が向上した。
【００５０】
なお、前述した第２実施形態の実施例については、第１実施形態の実施例に対し各層の配置が異なるだけなので、前記実施例１〜３の製造方法と同様の方法により製造することができるため、説明を省略する。
【００５１】
（実施例４）
次に、前述した第３実施形態の実施例である実施例４について、図３を参照して説明する。実施例４の有機ＴＦＴの製造は、プラスチック基板１として、厚みが１．０ｍｍのＰＥＴを使用したこと以外は、前述した実施例２と同じ構成材料で同じ製造方法を用いて行った。なお、実施例４の有機ＴＦＴは、プラスチック基板１及びゲート電極２上に、絶縁層成膜用溶液をスピンコーティング法にて塗布する段階で、プラスチック基板１の構成材料であるＰＥＴの一部が絶縁層成膜用溶媒であるＮ-メチル-２-ピロリジノンに溶解し、プラスチック基板１とゲート絶縁層３との間に、第２混合層３１（厚み０．１μｍ）が形成されている。また、実施例４の有機ＴＦＴについても、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３となる溶媒を用いているため、実施例２の有機ＴＦＴと同様に第１混合層４（図１参照）を有している。これにより、実施例４の有機ＴＦＴは、第１混合層４及び第２混合層３１を有しているため、熱及び機械的応力に対する信頼性を更に向上させることができる。
【００５２】
なお、前記実施例４の有機ＴＦＴの製造方法においては、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１〜０．３となる溶媒を用いたが、本発明の第３実施形態に係る有機ＴＦＴの製造方法はこれに限定されず、（Ｉ／Ｏ）半導体層／（Ｉ／Ｏ）絶縁層の値が０．１未満となる溶媒を選択してもよいし、前記値が０．３を超える溶媒を選択してもよい。また、前述した第４実施形態の実施例については、第３実施形態の実施例に対し各層の配置が異なるだけなので、前記実施例４の製造方法と同様の方法により製造することができるため、説明を省略する。
【００５３】
以上、本発明の有機ＴＦＴの実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されない。例えば、前記実施例では、半導体層成膜用溶液及び絶縁層成膜用溶液を基板上に塗布する際、スピンコーティング法を用いたが、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法、キャスティング法等の他の塗布方法により塗布してもよい。また、前記実施例では、ソース電極、ドレーン電極及びゲート電極の構成材料としてＡｕを用いたが、電極材料はこれに限定されるものではなく、使用する半導体層及び絶縁層との関係により、有機、無機を問わず様々な導体材料が選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る有機ＴＦＴの断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイの一部破断斜視図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
【図７】本発明の実施例について、曲げ応力に対する信頼性を評価するための評価方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，５１，６１  プラスチック基板
２      ゲート電極
３      ゲート絶縁層（絶縁層）
４      第１混合層
５      半導体層
６      ソース電極
７      ドレーン電極
１０，２０，３０，４０  有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）
３１，４１  第２混合層
５０    アクティブマトリクス型のディスプレイ
６０    無線識別タグ
６３    集積回路部
【図１】
2006024790.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006024790.tif 000010