(57)【要約】【課題】簡便な方法により製造でき、トランジスタ特性に優れ、経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、次いで、硬化処理により該絶縁性材料前駆体化合物を絶縁性材料に変換する工程を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、次いで、硬化処理により該絶縁性材料前駆体化合物を絶縁性材料に変換する工程を有す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２】
基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と、硬化処理により絶縁性材料を形成することができる絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、該有機半導体層が前記基板との界面に形成され、且つ、該有機半導体層上に絶縁性材料前駆体化合物層が形成される工程、次いで、硬化処理により前記絶縁性材料前駆体化合物層を絶縁性材料層に変換する工程を含む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３】
基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と、硬化処理により絶縁性材料を形成することができる絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、該混合物層の前記基板との界面に該有機半導体層が形成され、且つ、該混合物層の表面に絶縁性材料前駆体化合物層が形成される工程、次いで、硬化処理により前記絶縁性材料前駆体化合物層を絶縁性材料層に変換する工程を有す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４】
前記低分子有機半導体層形成材料の重量平均分子量が５０００以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁性材料前駆体化合物は、硬化処理により絶縁性ポリマーを形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁性ポリマーは、ポリイミドであることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記硬化処理は、光硬化または熱硬化処理であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記絶縁性材料層が、ゲート絶縁層または基板であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
トップゲート型の構成を有するトランジスタであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法によって作製したことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法、及び該製造方法により製造した有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）に対するニーズが高まっている。
【０００３】
また、情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００４】
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。
【０００５】
例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００６】
ここでＴＦＴ素子には、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には、通常スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００７】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。
【０００８】
例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。
【０００９】
こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。
【００１０】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料を用いなければならないという制限が加わることになる。
【００１１】
このため実際上はガラスを用いざるを得ず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイをこうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品になってしまうという問題点がある。
【００１２】
ガラス基板上にＳｉ系ＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【００１３】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料の他、例えば、有機レーザー発振素子や、多数の論文にて報告されている有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）への応用が期待されている。
【００１４】
これらのような有機材料が半導体層であるデバイスを実現できれば、低温での真空ないし低圧蒸着による形成や、更にその分子構造を適切に改良することによって溶剤に可溶化することができればインクジェット法、または印刷法などといった簡便な溶液プロセスによって製造できると考えられる。
【００１５】
このような低温プロセス・溶液プロセスによる製造は、透明樹脂基板上へのＴＦＴ素子の形成を可能とし、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）安価なディスプレイとすることができると考えられる。
【００１６】
有機薄膜トランジスタの構成としては、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、その上に絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、基体上に先ずゲート電極を有し、絶縁層を介して有機半導体膜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。
【００１７】
よって、有機薄膜トランジスタを作製するためには、少なくとも２種類以上の異なる層を積層する必要がある。
【００１８】
前述したような溶液プロセスを用いて、有機半導体層と有機ゲート絶縁層を積層する際の問題点を解決するために、有機半導体材料と有機絶縁体材料の混合液を基板上に堆積し、相分離させることで有機半導体層と有機ゲート絶縁層を形成する方法について開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１９】
また、ポリマー半導体材料と有機絶縁体材料の混合液を基板上に堆積し、相分離させることでポリマー半導体層と保護層を形成する方法について開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００２０】
このように、１回の堆積プロセスで２層を同時に形成する方法は、工程の削減にも繋がり好ましいと言えるが、上記特許文献１あるいは２に記載の方法では、相分離を確実に行うためには、基板の表面エネルギーの調節が必要であったり、用いる材料の物性によって制御方法が異なるなどの制約があり、実用性に乏しいものであった。
【００２１】
また、望ましい材料層のみを選択的に基板表面に形成させるために基板表面の濡れ性を制御することはたいへん困難であり、基板の表面エネルギー状態によらず確実に相分離させる方法は、これまで提案されてこなかった。
【特許文献１】特開２００５−２４３８２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の目的は、簡便な方法により製造でき、トランジスタ特性に優れ、経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタの製造方法、及び該製造方法により製造した有機薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成された。
【００２４】
１．基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、次いで、硬化処理により該絶縁性材料前駆体化合物を絶縁性材料に変換する工程を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００２５】
２．基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と、硬化処理により絶縁性材料を形成することができる絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、該有機半導体層が前記基板との界面に形成され、且つ、該有機半導体層上に絶縁性材料前駆体化合物層が形成される工程、次いで、硬化処理により前記絶縁性材料前駆体化合物層を絶縁性材料層に変換する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００２６】
３．基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法において、
該基板上に、低分子有機半導体層形成材料と、硬化処理により絶縁性材料を形成することができる絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を形成する工程、該混合物層の前記基板との界面に該有機半導体層が形成され、且つ、該混合物層の表面に絶縁性材料前駆体化合物層が形成される工程、次いで、硬化処理により前記絶縁性材料前駆体化合物層を絶縁性材料層に変換する工程を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００２７】
４．前記低分子有機半導体層形成材料の重量平均分子量が５０００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製造方法。
【００２８】
５．前記絶縁性材料前駆体化合物は、硬化処理により絶縁性ポリマーを形成す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製造方法。
【００２９】
６．前記絶縁性ポリマーは、ポリイミドであることを特徴とする前記５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００３０】
７．前記硬化処理は、光硬化または熱硬化処理であることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００３１】
８．前記絶縁性材料層が、ゲート絶縁層または基板であることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００３２】
９．トップゲート型の構成を有するトランジスタであることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【００３３】
１０．前記１〜９のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法によって作製したことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、簡便な方法により製造でき、トランジスタ特性に優れ、経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の有機半導体薄膜の製造方法においては、請求項１〜９のいずれか１項に規定される構成を用いることにより、薄膜トランジスタ用途に有用な有機半導体薄膜の製造方法を得ることができ、該製造方法により得られた有機薄膜トランジスタは、素子製造直後においても、また、経時保存後においても高いキャリア移動度を示すことがわかった。
【００３６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３７】
《低分子有機半導体層形成材料》
本発明に係る低分子有機半導体材料について説明する。
【００３８】
本発明に係る低分子有機半導体層形成材料とは、低分子量の有機半導体化合物、熱や光などにより有機半導体に変換することができる低分子量の有機半導体前駆体化合物のことを表す。
【００３９】
《低分子量の有機半導体化合物、低分子量の有機半導体前駆体化合物の分子量》
高移動度で駆動する有機薄膜トランジスタを得る観点から、本発明に係る低分子の有機半導体化合物または低分子の有機半導体前駆体化合物の『低分子』とは、重量平均分子量が５０００以下の低分子有機半導体層形成材料（低分子有機半導体化合物ともいう）が好ましく、特に好ましくは、分子量１００〜５０００の範囲のものである。
【００４０】
ここで、分子量は、当該業者周知の質量分析装置を用いて測定するが、分子量分布を示す化合物（オリゴマーや高分子等）の分子量（本願では、オリゴマー、高分子の分子量としては、重量平均分子量Ｍｗを用いる。）、該分子量分布の測定は、市販のＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）法などを用いて測定する。
【００４１】
（重量平均分子量（Ｍｗ）の測定及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）について）
本発明に係る有機半導体材料の分子量は、上記のように、重量平均分子量が５０００以下が好ましく、特に好ましくは、分子量が１００〜５０００の範囲である。
【００４２】
更に、前記有機半導体材料が、オリゴマー、高分子のように分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を有するような場合、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率（分子量分布）は、３以下であることが好ましい。
【００４３】
本発明に係る低分子有機半導体材料の重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）等の測定は、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）をカラム溶媒として用いるＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて分子量測定を行うことができる。
【００４４】
本発明に係る有機半導体材料の重量平均分子量（Ｍｎ）の測定について説明する。
【００４５】
具体的には、測定試料を１ｍｇに対してＴＨＦ（脱気処理を行ったものを用いる）を１ｍｌ加え、室温下にてマグネチックスターラーを用いて撹拌を行い、充分に溶解させる。ついで、ポアサイズ０．４５μｍ〜０．５０μｍのメンブランフィルターで処理した後に、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）装置に注入する。
【００４６】
ＧＰＣ測定条件は、４０℃にてカラムを安定化させ、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を毎分１ｍｌの流速で流し、１ｍｇ／ｍｌの濃度の試料を約１００μｌ注入して測定する。
【００４７】
カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組合せや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌＧ１０００Ｈ、Ｇ２０００Ｈ、Ｇ３０００Ｈ、Ｇ４０００Ｈ、Ｇ５０００Ｈ、Ｇ６０００Ｈ、Ｇ７０００Ｈ、ＴＳＫ  ｇｕａｒｄ  ｃｏｌｕｍｎ等の組合せ等が好ましい。
【００４８】
検出器としては、屈折率検出器（ＲＩ検出器）、あるいはＵＶ検出器が好ましく用いられる。試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレンとしては１０点程度用いることが好ましい。
【００４９】
本発明では、下記の測定条件にて分子量測定を行った。
【００５０】
（測定条件）
装置：東ソー高速ＧＰＣ装置  ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
カラム：ＴＯＳＯＨ  ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＨＭ−Ｍ
検出器：ＲＩ及び／またはＵＶ
溶出液流速：０．６ｍｌ／分
試料濃度：０．１質量％
試料量：１００μｌ
検量線：標準ポリスチレンにて作製：標準ポリスチレンＳＴＫ  ｓｔａｎｄａｒｄ    ポリスチレン（東ソー（株）製）Ｍｗ＝１００００００〜５００迄の１３サンプルを用いて検量線（校正曲線ともいう）を作成、分子量の算出に使用した。１３サンプルは、ほぼ等間隔にすることが好ましい。
【００５１】
《低分子量の有機半導体化合物、低分子量の有機半導体前駆体化合物》
本発明に用いられる低分子量の有機半導体化合物または低分子量の有機半導体前駆体化合物について具体的に説明する。
【００５２】
本発明に用いられる低分子量の有機半導体化合物（単に低分子有機半導体化合物ともいう）または低分子量の有機半導体前駆体化合物（単に、低分子量の有機半導体前駆体化合物ともいう）としては、例えば、特開平５−５５５６８号公報等にて開示されているペンタセンやテトラセンといったアセン類や、ナフタレン、アントラセンに５員の芳香族複素環が対称に縮合した化合物類、またこれらに置換基を導入した誘導体やこれらの前駆体、特開平４−１６７５６１号公報等に開示されている鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類や、特開２００４−３１９９８２号公報等に開示されているベンゾポルフィリン等のポルフィリン類、及びこれらの前駆体、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体、テトラチアフルバレン類、特開平８−２６４８０５号公報等に開示されているα−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン６量体を代表例とする芳香族オリゴマーなどが挙げられる。
【００５３】
中でも、例えば、ピレン、コロネン、オバレン等やその誘導体、アントラセン、ペンタセン等やその誘導体（アセン類）、ルブレンやその誘導体等に代表される縮合多環式炭化水素類、ベンゾジチオフェン、アントラジチオフェン等やその誘導体等に代表されるヘテロ原子を含む縮合多環式芳香族化合物類、ベンゾポルフィリン等のポルフィリン類やその前駆体、チオフェンオリゴマー等が好ましい例として挙げられる。
【００５４】
ペンタセン類の例としては、国際公開第０３／１６５９９号パンフレット、国際公開第０３／２８１２５号パンフレット、米国特許第６，６９０，０２９号明細書、特開２００４−１０７２１６号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第２００３／１３６９６４号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、Ｊ．Ａ．Ｃ．Ｓ．ｖｏｌ１２７．Ｎｏ１４．４９８６等に記載のアセン類及びその誘導体等が挙げられる。
【００５５】
これらの中でも特に、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ１２７．Ｎｏ１４．４９８６等に記載されるようなエチニル置換基を有する縮合多環式芳香族化合物類が好ましく用いられる。
【００５６】
上記のエチニル置換基を有する縮合多環式芳香族化合物類の一例として、下記の有機半導体化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００５７】
【化１】
2008147225.tif 000002
【００５８】
また、本発明においては、有機半導体層に、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、所謂ドーピング処理を施してもよい。
【００５９】
前記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。
【００６０】
《絶縁性材料前駆体化合物》
本発明に係る絶縁性材料前駆体化合物について説明する。
【００６１】
本発明に係る絶縁性材料前駆体化合物とは、硬化処理により絶縁性ポリマーを形成することができる前駆体モノマー、前駆体オリゴマー、前駆体ポリマー、あるいは、それらの混合物からなり、必要に応じて重合開始剤や触媒などを含む。
【００６２】
硬化処理により形成される絶縁性ポリマーは、硬化性ポリマー（硬化性樹脂ともいう）とも呼ばれ、硬化性樹脂には熱硬化性樹脂や光（ＵＶなど）硬化性樹脂などがある。
【００６３】
本発明においては、絶縁性ポリマー層が有機半導体層上に形成される点から考えても、熱硬化性樹脂が好ましい。
【００６４】
熱硬化性樹脂とは、前述したような前駆体化合物を原料とし、加熱すると不溶不融の状態に硬化する合成樹脂をいう。熱硬化樹脂としては、尿素樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリイミドなどが挙げられるが、本発明においては、ポリイミドがより好ましい。
【００６５】
ポリイミドとは、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子の総称であり、低温硬化ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、シロキサン変性ポリイミドなどの複合化ポリイミド、フッ素化ポリイミド、感光性ポリイミドなど様々な構造や物性を有するものが知られているが、本発明においては、ポリイミド層が有機半導体層上に形成される点から考えても、低温硬化ポリイミドが好ましい。
【００６６】
絶縁性ポリマー層としてポリイミド層を形成させるために用いる前駆体化合物としては、例えば、テトラカルボン酸２無水物とジアミンの混合物または、テトラカルボン酸２無水物とジアミンを原料として重合させて得られたポリアミド酸を用いることができる。
【００６７】
前記ポリアミド酸を加熱、又は触媒を用いて、脱水・環化（イミド化）反応（硬化処理）を進めることにより、ポリイミドに転換することができる。
【００６８】
形成したポリイミド層は、ポリマー絶縁層の中でも特に優れたゲート絶縁層、支持体、あるいは、有機半導体層保護層として機能することができる。
【００６９】
本発明においては、絶縁性ポリマー層を形成するために、上記の前駆体化合物と低分子有機半導体層形成材料との混合物を含有する層を形成し、その後、相分離後、前述したような硬化処理を施す。
【００７０】
絶縁性材料前駆体化合物と有機半導体層形成材料との混合比は、１：２０〜２０：１、好ましくは１：１０〜１０：１、より好ましくは１：５〜５：１である。
【００７１】
《低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物》
本発明に係る低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物について説明する。
【００７２】
本発明においては、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物を含む層が溶液プロセス（均一溶液または分散物でもよい）によって形成されることが好ましい。
【００７３】
溶液プロセスに用いる、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物としては、更に有機溶媒を含んでいることが好ましく、有機半導体層形成材料が溶解する溶媒と、絶縁性材料前駆体化合物が溶解する溶媒を用いることがより好ましい。
【００７４】
低分子有機半導体層形成材料が溶解（一部、分散していてもよい）する溶媒と、絶縁性材料前駆体化合物が溶解する溶媒は同一でも、異なる２種類以上の溶媒でもよく、有機半導体層形成材料溶液と絶縁性材料前駆体化合物溶液は、相溶性があってもなくてもよい。
【００７５】
相溶性がない場合でも、低分子有機半導体層形成材料溶液と絶縁性材料前駆体化合物溶液の相分離液あるいは分散液を前記混合物として用いてもよい。
【００７６】
低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物の両者が共に溶解する有機溶媒を用いることがより好ましい。
【００７７】
《有機溶媒》
本発明に用いられる有機溶媒としては、一般的に知られる有機溶媒を用いることができ、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などの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素系溶媒、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、ヘキサンやシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を挙げることができるが、本発明はこれらに限らない。
【００７８】
前記混合物を基板上に堆積する溶液プロセスとしては、スピンコート法、ディップコート法、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。
【００７９】
本発明では、前記混合物を基板上に堆積後、前記有機半導体層が基板との界面に自発的に形成されるステップを有する。
【００８０】
ここで、自発的に形成されるとは、混合物層を堆積する基板表面の表面エネルギー状態によらず、自然に有機半導体層が基板との界面に形成されることをいう。
【００８１】
一般的に、チャネルが形成される基板表面をヘキサメチルジシラザンやオクチルトリクロロシランなどのシランカップリング剤などを用いて撥水化処理することで、移動度を初めとする有機薄膜トランジスタ特性を向上できることが知られているが、このように、基板表面の撥水性を上げた場合でも、本発明によれば、有機半導体層が基板との界面に確実に形成される。
【００８２】
これにより、有機薄膜トランジスタにおけるチャネル層が形成される。特に、前述したような高結晶性の低分子有機半導体材料を用いると、高移動度を初めとする優れたトランジスタ特性を得ることができる点でより好ましい。
【００８３】
前述したような高結晶性の低分子有機半導体材料のみを溶媒に溶かした液を用いて基板上に堆積し結晶化させて有機半導体層を形成させる場合に比べて、本発明のように有機半導体層の結晶化時に有機半導体層の上面を覆う絶縁性材料前駆体化合物層が存在することで、有機半導体層の結晶化速度を遅くすることができ、より配向性の高い有機半導体層を形成することができるという効果もある。
【００８４】
これら有機半導体層の膜厚としては特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、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により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。
【００８５】
本発明では、基板上に堆積した前記混合物層の表面に前記絶縁性材料前駆体化合物層が自発的に形成されるステップを有する。ここで、自発的に形成されるとは、混合物層を堆積する基板表面の表面エネルギー状態によらず、自然に絶縁性材料前駆体化合物層が混合物層の表面に形成されることをいう。
【００８６】
例えば、混合する絶縁性材料と半導体材料がどちらもポリマー化合物からなる場合、例えば、基板の表面エネルギー状態を制御するために親水性化処理や疎水性化処理などを行ったとしても、どちらか一方のポリマー層のみを選択的に上層部あるいは下層部に形成させる、すなわち相分離を確実に行うことは、実質的に困難である。
【００８７】
本発明のように、結晶性の高い低分子有機半導体層形成材料を用いることで、有機半導体層との相分離が確実に行われ、かつ、相分離した前駆体化合物層は混合物層の表面側に確実に形成される。よって、硬化処理後に形成される絶縁層は、有機半導体層の上側に確実に形成されることになる。
【００８８】
また、本発明では、硬化処理工程を有することで、耐溶剤性、耐久性の高いポリイミドのような絶縁性ポリマー層を得ることができるため、ポリスチレンやポリメチルメタクリレートなどの乾燥固化型ポリマーを混合液に用い、単に乾燥して絶縁層を形成した場合とは異なって、形成された絶縁層は、優れた保護膜、優れた支持体、優れたゲート絶縁層として機能することができる。
【００８９】
これら形成される絶縁層の膜厚としては特に制限はないが、一般的に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【００９０】
次いで、上記以外の本発明の有機薄膜トランジスタの構成要素について説明する。
【００９１】
《電極》
本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、ソース電極またはドレイン電極材料としては導電性材料であれば特に限定されず、公知の電極材料にて形成することが出来る。
【００９２】
電極材料としては、導電性材料であれば特に限定されず、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を用いることができる。
【００９３】
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）等も好適に用いられる。
【００９４】
ソース電極またドレイン電極を形成する材料としては、上に挙げた中でも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く、ｐ型半導体の場合は特に白金、金、銀、ＩＴＯ、導電性ポリマー及び炭素が好ましい。
【００９５】
ソース電極またドレイン電極とする場合は、上記の導電性材料を含む溶液、ペースト、インク、分散液等の流動性電極材料を用いて形成したもの、特に導電性ポリマー、または白金、金、銀、銅を含有する金属微粒子を含む流動性電極材料が好ましい。
【００９６】
また、溶媒や分散媒体としては、有機半導体へのダメージを抑制するため水を６０％以上、好ましくは９０％以上含有する溶媒または分散媒体であることが好ましい。
【００９７】
金属微粒子を含有する流動性電極材料としては、例えば、公知の導電性ペースト等を用いてもよいが、好ましくは粒子径が１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの金属微粒子を必要に応じて分散安定剤を用いて、水や任意の有機溶剤である分散媒中に分散した材料である。
【００９８】
金属微粒子の材料としては、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、亜鉛等を用いることができる。
【００９９】
このような金属微粒子の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号公報、同１１−８０６４７号公報、同１１−３１９５３８号公報、特開２０００−２３９８５３号公報等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号公報、同２００１−５３０２８号公報、同２００１−３５２５５号公報、同２０００−１２４１５７号公報、同２０００−１２３６３４号公報の各公報等に記載のガス中蒸発法により製造された金属微粒子の分散物である。
【０１００】
これらの金属微粒子分散物を用いて電極を成形し、溶媒を乾燥させた後、必要に応じて１００℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲で形状様に加熱することにより、金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有する電極パターンを形成するものである。
【０１０１】
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リング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り、レジストを形成しエッチングする方法がある。
【０１０２】
また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、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してもよい。
【０１０３】
更に導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、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。
【０１０４】
また、無電解メッキ法による電極形成法は、電極を設ける部分にメッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせる触媒を配した後に、メッキ剤を接触させるものである。
【０１０５】
これにより前記触媒とメッキ剤とが接触し、前記部分に無電解メッキが施されて、電極が形成される。電極形成に無電解メッキを利用する方法は、低抵抗の電極を煩雑な工程なしに簡便、低コストで形成することができる点で好ましい。
【０１０６】
本発明においては、ソース電極及びドレイン電極表面を、米国特許第６，５６９，７０７Ｂ２号明細書等に記載があるようなチオール化合物等で表面修飾してもよい。
【０１０７】
《絶縁層》
本発明に係る絶縁層について説明する。
【０１０８】
本発明の有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層として、更に種々の絶縁膜を積層して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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
上記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、デイップコート法、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、材料に応じて使用できる。
【０１１２】
ウェットプロセスは、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。
【０１１３】
これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマＣＶＤ法である。
【０１１４】
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号公報、同１１−１３３２０５号公報、特開２０００−１２１８０４号公報、同２０００−１４７２０９号公報、同２０００−１８５３６２号公報の各公報に記載されている。
【０１１５】
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。
【０１１６】
絶縁層が陽極酸化膜または該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。
【０１１７】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウムまたはタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
【０１１８】
陽極酸化処理により、酸化被膜が形成される。陽極酸化処理に用いられる電解液としては、多孔質酸化皮膜を形成することができるものならばいかなるものでも使用でき、一般には硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、ホウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等、あるいはこれらを２種類以上組み合わせた混酸あるいそれらの塩が用いられる。
【０１１９】
陽極酸化の処理条件は使用する電解液により種々変化するので一概に特定し得ないが、一般的には電解液の濃度が１質量％〜８０質量％、電解液の温度５℃〜７０℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ2〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１ボルト〜１００ボルト、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。好ましい陽極酸化処理は電解液として硫酸、燐酸またはホウ酸の水溶液を用い、直流電流で処理する方法であるが、交流電流を用いることもできる。
【０１２０】
これらの酸の濃度は５質量％〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度２０℃〜５０℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ2〜２０Ａ／ｄｍ2で２０秒間〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。
【０１２１】
また、有機化合物皮膜としては、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。
【０１２２】
有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
【０１２３】
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。
【０１２４】
《基板（支持体ともいう）》
本発明の有機薄膜トランジスタに係る基板（支持体、基体材料ともいう）について説明する。
【０１２５】
本発明の有機薄膜トランジスタに係る基板とは、低分子有機半導体層形成材料と、硬化処理により絶縁性材料を形成することができる絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を担持し得るものをいい、支持体または必要に応じ支持体上に電極もしくは絶縁膜を設けた支持体などが含まれる。
【０１２６】
本発明の有機薄膜トランジスタに係る基板（支持体、基体材料等ともいう）としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミック基体、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素等半導体基体、紙、不織布等を用いることができる。
【０１２７】
また、基板の構成材料としては、樹脂からなることが好ましく、例えば、プラスチックフィルムシートを用いることができる。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。
【０１２８】
プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基体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。
【０１２９】
基板の構成材料がプラスチックフィルムの場合、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層、及びポリマーを含む下引き層の少なくとも一方を有することが好ましい。
【０１３０】
下引き層に含有され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。また無機窒化物としては窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
【０１３１】
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、窒化ケイ素である。
【０１３２】
本発明において、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層は上述した大気圧プラズマ法で形成されるのが好ましい。
【０１３３】
ポリマーを含む下引き層に用いるポリマーとしては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとビニルアルコールの共重合体、部分加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体、ポリアミド樹脂、エチレン−ブタジエン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル樹脂等のゴム系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
【０１３４】
《有機薄膜トランジスタの製造》
本発明の有機薄膜トランジスタは、前述したようにトップゲート構成あるいはボトムゲート構成に大別することができる。また、ソース、ドレイン電極と有機半導体層とのコンタクトの違いによって、有機半導体層上にソース、ドレイン電極を形成した場合はトップコンタクト型、また、ゲート絶縁層や支持体上に形成したソース、ドレイン電極間に有機半導体層を形成した場合はボトムコンタクト型と一般的に呼ばれる。
【０１３５】
本発明の有機薄膜トランジスタの製造プロセスでは、いずれの構成に対しても適用可能であるが、トップゲート構成であることが好ましく、トップゲート、ボトムコンタクト構成であることがより好ましい。
【０１３６】
以下、本発明の有機薄膜トランジスタの構成の詳細を説明する。
【０１３７】
本発明では、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物層を基板上に設け、混合物層中での相分離後、硬化処理を施すことで形成した絶縁性材料層が、有機薄膜トランジスタの構成により、有機薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁層、保護層、あるいは基板（支持体ともいう）として機能する。
【０１３８】
図１は、基板上に有機半導体層と絶縁層を設ける一例を示す模式図である。
【０１３９】
図１（ａ）においては、基板６の上に、低分子有機半導体層形成材料と絶縁性材料前駆体化合物との混合物層７が設けられる工程が模式的に示されている。
【０１４０】
次いで、図１（ｂ）において、図１（ａ）で設けられた前記混合物層７中での相分離または自己組織化等により、基板６上に有機半導体層１と絶縁性材料前駆体層８が形成される工程が模式図として示されている。
【０１４１】
図１（ｃ）では、前記絶縁性材料前駆体層８に硬化処理が施され、有機半導体層１上に絶縁層５が形成されることが模式図として示されている。
【０１４２】
図２は、本発明の有機薄膜トランジスタの構成（ボトムコンタクト型）の一態様を示す模式図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、各々ボトムコンタクト型の一例を示す。
【０１４３】
図３は、本発明の有機薄膜トランジスタの構成（トップコンタクト型）の一態様を示す模式図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、各々トップコンタクト型の一例を示す。
【０１４４】
図４は、本発明の有機薄膜トランジスタが複数配置される薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴともいう）シート１０の１例の概略の等価回路図である。
【０１４５】
薄膜トランジスタシート１０は、マトリクス配置された多数の有機薄膜トランジスタ１１を有する。１６は各有機薄膜トランジスタ１１のゲート電極のゲートバスラインであり、１７は各有機薄膜トランジスタ１１のソース電極のソースバスラインである。各有機薄膜トランジスタ１１のドレイン電極には、出力素子１２が接続され、この出力素子１２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。
【０１４６】
図示の例では、出力素子１２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。
【０１４７】
このような、支持体上に有機ＴＦＴ素子を２次元的に配列した薄膜トランジスタシートの作製に本発明の方法を用いることができる。
【実施例】
【０１４８】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１４９】
また、実施例に用いる化合物は以下の通りである。
【０１５０】
【化２】
2008147225.tif 000003
【０１５１】
実施例１
《有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）の製造》
まず、平均厚さ１ｍｍのポリカーボネート基板上に、マスクを用いて金を５０ｎｍ蒸着することで、パターン化されたソース電極、ドレイン電極（チャネル長Ｌ＝５０μｍ、チャネル幅Ｗ＝５ｍｍ）を形成した。
【０１５２】
次に、有機半導体化合物（１）の１質量％トルエン溶液とポリイミド前駆体化合物（京セラケミカル製、ＣＴ４１１２）の１質量％Ｎ−メチルピロリドン溶液の１：１混合物を調製し、前記混合物を大気中室温で、ソース電極、ドレイン電極がパターン化されたポリカーボネート基板上に滴下した。
【０１５３】
次いで、１８０℃で３０分間加熱することで硬化処理を施し、ポリイミド絶縁層を形成した。形成した絶縁層表面のソース電極、ドレイン電極間のチャネルに対応する領域上に、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）−ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）錯体水分散液を堆積後、８０℃で１０分間加熱乾燥することでゲート電極を形成し、有機薄膜トランジスタ素子１を製造した。
【０１５４】
《有機薄膜トランジスタ素子２、３の製造》
同様にして、有機半導体化合物（１）を化合物（３）、（Ｃ−１）に変えた以外はＴＦＴ素子１と同様にして、有機薄膜トランジスタ素子２、３を各々製造した。
【０１５５】
《有機薄膜トランジスタ素子４、５の製造》
有機薄膜トランジスタ素子１、２の製造において、ポリイミドをポリスチレン（アルドリッチ製、重量平均分子量５０００００）に変えた以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ素子４、５を製造した。
【０１５６】
《有機薄膜トランジスタの評価》
得られた有機薄膜トランジスタ素子１〜５について、下記のようにしてトランジスタ特性の評価を行った。
【０１５７】
各々の有機ＴＦＴ素子について、Ｉ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、更にＯＮ／ＯＦＦ比（ドレインバイアス−４０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖ及び０Ｖにしたときのドレイン電流値の比率）を求めた。
【０１５８】
また、２５℃、湿度５０％の条件下で１ヶ月放置したときのキャリア移動度及びＯＮ／ＯＦＦ比について評価した。
【０１５９】
得られた結果を表１に示す。
【０１６０】
【表１】
2008147225.tif 000004
【０１６１】
表１から、低分子有機半導体層形成材料を用いた本発明の有機薄膜トランジスタ素子１、２は、比較の有機薄膜トランジスタ素子３に比べて、トランジスタ特性及び経時安定性において、はるかに優れていることが分かった。
【０１６２】
また、絶縁性材料前駆体化合物の代わりにポリスチレンを用いた有機薄膜トランジスタ素子４、５は、絶縁性材料層がゲート電極として機能せず、トランジスタとしての駆動は確認できなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】基板上に有機半導体層と絶縁層を設ける一例を示す模式図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの構成（ボトムコンタクト型）の一態様を示す模式図である。
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタの構成（トップコンタクト型）の一態様を示す模式図である。
【図４】本発明の有機薄膜トランジスタシートの一例の概略の等価回路図である。
【符号の説明】
【０１６４】
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、５’  絶縁層
６  基板
７  混合物層
８  絶縁性材料前駆体化合物層
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
１６  ゲートバスライン
１７  ソースバスライン
【図１】
2008147225.tif 000005
【図２】
2008147225.tif 000006
【図３】
2008147225.tif 000007
【図４】
2008147225.tif 000008