(57)【要約】      （修正有）【課題】有機薄膜トランジスタ中の有機薄膜の移動度を向上させる特定の成長方向の結晶からなるチャンネル領域を構成する有機薄膜を備えた有機ＴＦＴ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に形成された第二の有機薄膜と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、第一の有機薄膜と前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成された第四の有機薄膜とを有し、前記第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来した前記成長方向の結晶からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記第四の有機薄膜が、前記第三の有機薄膜と比較して、水に対して１０°以上小さい接触角を有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記第三の有機薄膜が、前記第二の有機薄膜と比較して、水に対して１０°〜２０°小さい接触角を有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記第四の有機薄膜が、水に対して５０°〜１００°の接触角を有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記チャネル領域が、チャネル幅より小さいチャネル長を有する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記第一の有機薄膜が、分子量１０００以下の低分子量の芳香族化合物からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記第二及び第四の有機薄膜が、有機シラン化合物からなる請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記ソース電極ならびにドレイン電極が金からなり、前記第三の有機薄膜が、チオール化合物からなる請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に形成された第二の有機薄膜と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜とを有し、前記第二の有機薄膜、前記第三の有機薄膜、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板表面は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来した前記成長方向の結晶からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、かつ基板の表面に対して、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって、６０°以上で互いに対向する成長方向の結晶からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
基体上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上にチャネル領域を構成する第一の有機薄膜を形成する工程と、前記第一の有機薄膜に接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極を形成する工程とを含み、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるように形成され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１３】
前記第一の有機薄膜が溶液塗布法で形成され、
前記ソース電極及びドレイン電極を形成する工程後、前記第一の有機薄膜を形成する工程前に、
前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板上に第二の有機薄膜を形成する工程と、前記ソース電極ならびにドレイン電極上に第三の有機薄膜を形成する工程と、第一の有機薄膜と前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板との間に第四の有機薄膜を形成する工程とを有し、
前記第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有し、
前記第一の有機薄膜が前記接触角の関係に由来して前記成長方向の結晶からなるように形成される請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記第一の有機薄膜が、前記溶液塗布法で使用する溶媒の沸点よりも２０℃〜５０℃低い範囲の基板温度下で形成される請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【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（有機ＴＦＴ）及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、特定の成長方向の結晶からなるチャネル領域を構成する有機薄膜を備えた有機ＴＦＴ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体を利用したトランジスタ（有機ＴＦＴ）を使用するＩＣ技術が提案されている。前記技術の主な利点は、簡単な製造方法及び柔軟な基板との互換性である。これらの利点は、スマート・カード、ＲＦタグ及びディスプレイのような用途に適している。また、この技術は、製品のコストを下げることが期待される。
【０００３】
一般的な有機ＴＦＴの構成例については、例えば特開２００３−２５８２６５号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載された有機ＴＦＴの構造を図３に示す。図３には、基板１上に、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ソース／ドレイン電極（４、６）及び半導体層（有機半導体膜）５を有する有機ＴＦＴが記載されている。この有機ＴＦＴは、基板１上の一部にゲート電極２を設け、ゲート電極２及び基板１をゲート絶縁膜３により覆い、ゲート絶縁膜３上であってゲート電極２上に対応する領域を挟むようにソース／ドレイン電極（４、６）を設け、ソース／ドレイン電極（４、６）及びゲート絶縁膜３を半導体層５により覆うことで得られている。ソース／ドレイン電極はソース電極及びドレイン電極を意味する。
【０００４】
また、一般的に、有機ＴＦＴは次のように動作すると考えられている。
ゲート電極に電圧を印加した場合、その電圧はゲート電極にフェルミ準位変化を生じさせ、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層にバンドの曲がりを引き起こす。このバンドの曲がりは、ソース／ドレイン電極から多数のキャリアである正電荷の半導体層（チャネル）への注入を引き起こし、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層に高い表面電荷密度領域、すなわちキャリアの蓄積層を形成させる。
【０００５】
一方、ゲート電極へ逆バイアスを印加した場合、ゲート絶縁膜との界面側の半導体層に電荷を排除した空乏層が形成される。
有機ＴＦＴは、こうしたゲート電極に印加される電圧によるチャネルのコンダクタンス制御によって、ソース電極とドレイン電極間を流れる電流値を変化させることにより動作する。
【０００６】
また、半導体層内におけるキャリアは、半導体層を構成する結晶のグレイン間ではキャリアの移動が抑制されるが、グレイン内においては、結晶を構成する有機分子が周期構造を形成している（すなわち、結晶性を有している）ことにより、隣接する分子間をホッピングしながら速やかに伝導するとされる。従って、より効率的にキャリアを移動させるためには、結晶性を如何に制御するかが重要な課題となる。
【０００７】
ここで、有機ＴＦＴを構成する有機半導体膜の製膜方法として、真空蒸着のようなドライプロセスと、インクジェット、印刷プロセス等のウェットプロセスが知られている。
【０００８】
ドライプロセスは、有機溶剤への溶解性が比較的低い低分子量の芳香族化合物の薄膜の形成に用いられている。そのような化合物としては、例えば、ｐ型トランジスタ特性を示す化合物として、ペンタセン、テトラセン、チオフェン、フタロシアニン及びこれらの末端又は側鎖が置換された誘導体が挙げられる。また、ｎ型トランジスタ特性を示す化合物として、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、フッ素化フタロシアニン及びこれらの末端が置換された誘導体が挙げられる。
【０００９】
一方、ウェットプロセスは、有機溶剤への溶解性が比較的高い高分子量の芳香族化合物の薄膜の形成に用いられている。そのような化合物としては、例えば、ｐ型トランジスタ特性を示す化合物として、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン及びこれらの末端もしくはその側鎖が置換された誘導体のポリマーが挙げられる。また、ｎ型トランジスタ特性を示す化合物として、ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、フッ素化フタロシアニン及びこれらの末端が置換された誘導体が挙げられる。
【００１０】
一般にドライプロセスを適用した方が、高結晶性薄膜が得られることが知られており、例えばペンタセンの蒸着膜の移動度が１ｃｍ2／Ｖｓ程度であるとの報告がなされている。ここで、結晶性は、一般には、（１）ＸＲＤ測定で１次ピークが確認できること、（２）高次ピークが確認できること、（３）ピーク半価幅が小さいこと、を備える順に向上することが知られている。
しかしながら、ドライプロセスは、真空ラインが必要であり、工程の煩雑化、コスト高となるため、実用上好ましくない。
【００１１】
これに対し、ウェットプロセスは、ドライプロセスによる薄膜と比較すると結晶性が低いことが知られている。例えばウェットプロセスで形成されたポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）膜の移動度が０．２８ｃｍ2／Ｖｓであるとの報告がなされている。一方で、ウェットプロセスは、真空で行う必要がないため、工程の簡略化、コストダウンが期待できる。
【００１２】
最近になって、低分子量の材料を用いて、ウェットプロセスで形成した有機半導体膜を備えた有機ＴＦＴが、例えば、特願２００３−５２０８８２号公報（特許文献２)で報告されている。この公報には、芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒にペンタセンを強制溶解させた溶液を用いた塗布法により、移動度０．１ｃｍ2／Ｖｓの有機半導体膜が得られたと記載されている。
また、有機半導体膜の結晶性を向上させる目的で、基板表面を疎水化するためにオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＥＳ）やヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等のシラン化合物で処理する方法が提案されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２５８２６５号公報
【特許文献２】特願２００３−５２０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特願２００３−５２０８８２号公報に記載された方法は、ドライプロセスでは問題はないが、ウェットプロセスでは塗布される液滴の挙動に直接影響する。従って、上記方法をウェットプロセスに適用するためには、液滴挙動を管理しつつ、有機半導体膜の結晶性を向上させることが重要である。
また、有機ＴＦＴに関する従来の基板表面処理の報告例は、いずれも、全面均一の表面処理であり、ウェットプロセスにて最も大きな課題である希薄溶液の乾燥制御を考慮した表面処理については、報告されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かくして本発明によれば、基体上に形成されたソース電極ならびにドレイン電極と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上に形成されたチャネル領域を構成する第一の有機薄膜と、前記第一の有機薄膜にゲート絶縁膜を介して接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極とを有し、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなることを特徴とする有機薄膜トランジスタが提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、基体上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板上にチャネル領域を構成する第一の有機薄膜を形成する工程と、前記第一の有機薄膜に接し、かつ前記ソース電極とドレイン電極間に位置するゲート電極を形成する工程とを含み、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるように形成されることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ＴＦＴは、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなるため、電流が流れやすく、高特性を実現できる。
上記第一の有機薄膜は、例えば、第二、第三及び第四の有機薄膜の接触角勾配又は第二及び第三の有機薄膜とチャネル領域の接触角勾配によって、結晶成長方向を上記方向に容易に制御できる。
【００１８】
また、本発明の有機ＴＦＴは、第一の有機薄膜を、第四の有機薄膜又はチャネル領域の範囲内に形成できる。そのため、トランジスタ動作に不要な領域の電流パスを抑制でき、その結果ＯＦＦ電流を低減できる。
また、本発明の製造方法は、表面処理と液滴乾燥制御によって、結晶性を制御する手法である。そのため、本発明の製造方法は、有機ＴＦＴのみならず、ウェットプロセスを使用する多くの用途に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、有機薄膜トランジスタとその製造方法について、詳細に説明する。
本発明の有機ＴＦＴは、前記第一の有機薄膜が、前記ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、前記ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに対向する成長方向の結晶からなる。このような第一の有機薄膜を有する有機ＴＦＴは、電流が流れやすく、高特性を実現できる。ここで、第一の有機薄膜は、ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、かつ基板の表面に対して、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって、６０°以上で互いに対向する成長方向の結晶からなることが好ましい。
【００２０】
上記第一の有機薄膜は、ソース電極とドレイン電極が互いに対向しない側の基板（以下、チャネル外側領域）上に形成された第二の有機薄膜と、ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、第一の有機薄膜とソース電極とドレイン電極が互いに対向する側の基板（以下、チャネル領域）上に形成された第四の有機薄膜とからなる、第二〜第四の有機薄膜上に、溶液塗布法で形成できる。ここで、第二の有機薄膜と第三の有機薄膜と第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有することが好ましい。この接触角の関係を有する第二〜第四の有機薄膜を使用することで、第一の有機薄膜の結晶の成長方向を上記のように調整することができる。
【００２１】
上記構成の有機ＴＦＴの１例の概略断面を図１に示す。
図１は、基板１上に、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、ソース／ドレイン電極（４、６）及び半導体層（有機半導体膜）５を有する有機ＴＦＴである。また、チャネル外側領域、ソース／ドレイン電極表面、チャネル領域にはそれぞれ異なる接触角（言い換えれば、溶媒親和性）をもった第二〜第四の有機薄膜（７、８、９）を備えている。
【００２２】
上記のように第二〜第四の有機薄膜に接触角勾配をもたせることで、第一の有機薄膜形成用の液滴挙動を管理できるので、その結果、第一の有機薄膜の結晶性も制御できる。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｅ）は上記制御手法の一例の概略説明図である。
図２（ａ）は、第二〜第四の有機薄膜上に、第一の有機薄膜形成用の溶液を滴下した直後の概略図である。参照番号１０ａは、滴下直後の液滴である。
次に、液滴を乾燥させる。このとき、第二の有機薄膜７の内側に、より接触角のちいさな領域である第三、第四の有機薄膜（８、９）が形成されている。そのため、液滴乾燥の方向を液滴の中心に向けることができる。即ち、図２（ｂ）の状態を経由して図２（ｃ）の状態まで順に乾燥させることができる。
【００２４】
ここで、第二〜第四の有機薄膜は、溶媒に対する接触角が、この順に小さくなる関係を有している。そのため、液滴が１０ａから１０ｃに小さくなるに従って、液滴の縮小速度を遅くできる。
【００２５】
液滴中の第一の有機薄膜材料が飽和状態になると、結晶が析出される。この様子が図２（ｄ）に示されている。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、乾燥方向を制御すると、図２（ｄ）のように結晶を析出させながら膜中心部まで液滴を乾燥させることができる。図２（ｅ）は乾燥後を図示している。得られた第一の有機薄膜は、それを構成する結晶の成長方向が膜中心部に向かって配向させることができる。また、図２（ｅ）のように、第一の有機薄膜を、第四の有機薄膜上に限定することもできる。
【００２６】
更に、上記第一の有機薄膜は、チャネル外側領域上に形成された第二の有機薄膜と、ソース電極ならびにドレイン電極上に形成された第三の有機薄膜と、チャネル領域上に、溶液塗布法で形成できる。ここで、第二の有機薄膜と第三の有機薄膜とチャネル領域は、溶媒に対する接触角がこの順で小さい関係を有することが好ましい。この接触角の関係を有する第二及び第三の有機薄膜とチャネル領域を使用することで、第一の有機薄膜の結晶の成長方向を上記のように調整することができる。なお、上記は第四の有機薄膜を形成しない例である。
【００２７】
(接触角)
本明細書において、接触角は、評価基板（３００ｎｍの熱酸化膜を含むＳｉ基板）上に形成した２μｌの液滴について、大気下、２５℃、湿度６０％の条件で、θ／２法に従って算出した値を意味する。測定に使用した装置は、協和界面科学社製ＤＭ７００である。なお、ここでは、溶媒として、測定の容易性の観点から、水あるいはトルエンを使用しているが、他の溶媒（極性溶媒や非水系溶媒）でも上記接触角の関係を得られるものと考えられる。
【００２８】
第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角は、第二と第三の有機薄膜の接触角よりも小さいことが好ましい。また、第一の有機薄膜を第四の有機薄膜又はチャネル領域上に限定して形成させることを考慮すると、第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角が、第三の有機薄膜の接触角よりも１０°以上小さいことが好ましい。更に、第一の有機薄膜の結晶性を高めることを考慮すると、第四の有機薄膜又はチャネル領域の接触角は５０°〜１００°であることがより好ましい。
【００２９】
また、ソース／ドレイン電極と第一の有機薄膜との界面での電荷移動を促進させるために、前記界面での第一の有機薄膜の結晶性を向上させることが好ましい。そのためには、第四の有機薄膜又はチャネル領域上だけではなく、第三の有機薄膜上の一部にも第一の有機薄膜を形成することが好ましい。この点で、第三の有機薄膜の接触角が、第二の有機薄膜の接触角よりも１０°以上小さいことが好ましい。
【００３０】
一方、ソース／ドレイン電極表面に第三の有機薄膜を介して形成される第一の有機薄膜の領域が増加するにつれ、オフ電流が増加する。このことを考慮すると、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差は２０°以内が更に好ましい。
【００３１】
更に、水に対する第四の有機薄膜の接触角が５０〜１００°の場合、第三の有機薄膜は、第四の有機薄膜の接触角の＋１０°以上かつ第二の有機薄膜の接触角の−１０°の範囲の接触角（例えば、６０〜１２０°）を有することがより好ましい。また、上記場合、第二の有機薄膜は、第三の有機薄膜の接触角の＋１０°以上かつ１３０°以下の範囲の接触角（例えば、７０〜１３０°）を有することがより好ましい。ここで、水には比抵抗１８ＭΩｃｍ以上の純水も含む。
(有機ＴＦＴ)
【００３２】
本発明の有機ＴＦＴは、同じ基板上に金属膜と絶縁膜の表面を備えた基板上に、有機半導体膜としての結晶性膜を塗布にて形成する条件で、特に効果を発揮する。そのため、有機ＴＦＴの構造は、ボトムコンタクト型が好ましい。しかし、上記条件を満たせば、ボトムコンタクト型に限定されない。
以下、本発明の有機ＴＦＴの構成要素を説明する。
【００３３】
(第二〜第四の有機薄膜材料)
第二〜第四の有機薄膜処理材料は、処理する表面との相互作用により適宜選択される。ゲート絶縁膜表面に対する第二〜第四の有機薄膜処理材料としては、例えばシランカップリング材料であり、具体的には、ＨＭＤＳ、アルキルトリクロロシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルアルキルトリクロロシラン等が挙げられる。また、金表面に対する表面処理材料としては、例えばチオール化合物であり、具体的には、飽和もしくは不飽和アルキルチオール、パーフルオロアルキルチオール、置換／無置換のベンゼンチオール等が挙げられる。置換／無置換とは置換又は無置換を意味する。
【００３４】
上記材料は、溶媒に対する接触角が、第二〜第四の有機薄膜の順又は第二〜第三の有機薄膜及びチャネル領域の順で小さい関係を有するように選択することが好ましい。
【００３５】
したがって、第二の有機薄膜はパーフルオロアルキルエチルトリクロロシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルエチルトリメトキシシランから選択すること、第三の有機薄膜は飽和もしくは不飽和アルキルチオール、パーフルオロアルキルチオール、置換／無置換のベンゼンチオールから選択すること、第四の有機薄膜はＨＭＤＳ、アルキルトリクロロシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、アミノアルキルトリクロロシラン、ヒドロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルアルキルトリクロロシランから選択することが好ましい。
【００３６】
これら第二〜第四の有機薄膜の形成方法としては、一般的な手法が適用できる。具体的には、例えばＣＶＤ法、浸漬法、塗布法等が挙げられる。また、反応性を考慮して適宜大気中、窒素雰囲気中を選択する。また、第二〜第四の有機薄膜の形成雰囲気は特に限定されないが、使用する原料の反応性を考慮して適宜大気雰囲気、窒素雰囲気を選択できる。
【００３７】
（第一の有機薄膜材料−低分子系又は高分子系の化合物）
第一の有機薄膜（半導体層）形成用の材料は、低分子量の化合物であっても、高分子量の化合物であってもよい。
例えば分子量１０００未満の低分子量のπ電子共役系化合物が挙げられる。具体的には、３〜１０個のベンゼン環を縮合させたオリゴアセン、チオフェンを３〜１０個繰り返したオリゴチオフェン、ベンゼンを３〜１０個繰り返したオリゴフェニレン、ベンゼン及びビニレンを１〜１０個繰り返したオリゴフェニレンビニレン、ベンゼン及びチオフェンを１〜１０個繰り返したオリゴフェニレンチオフェンの化合物及びそれらの誘導体が挙げられる。また、熱脱理性及び光脱理性を示す前記オリゴアセン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、オリゴフェニレンビニレン、オリゴフェニレンチオフェンの前駆体が挙げられる。また、フラーレン（Ｃ６０）、［６、６］−フェニルＣ６１−ブタン酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）等のフラーレン系化合物も使用できる。
【００３８】
また、分子量１０００以上の高分子量の化合物も使用できる。具体的には、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンチオフェン、ポリフルオレンビチオフェン及びそれらの誘導体が挙げられる。
第一の有機薄膜の形成方法としては、塗布法全般が適用可能である。具体的な手法として、例えばインクジェットあるいはディスペンサを用いた手法、スピンコート法、ディップコート、キャスト法あるいはＬＢ法等が挙げられる。また、第一の有機薄膜の形成雰囲気は特に限定されないが、使用する原料の反応性を考慮して適宜大気雰囲気、窒素雰囲気を選択できる。
【００３９】
（ゲート電極、ソース／ドレイン電極）
ゲート電極、ソース／ドレイン電極形成用の材料は、特に限定されず、当該分野で公知の材料をいずれも使用できる。具体的には、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；高融点金属とのシリサイド、ポリサイド等；ｐ型又はｎ型ハイドープシリコン；ＩＴＯ、ＮＥＳＡ等の導電性金属酸化物；ＰＥＤＯＴのような導電性高分子が挙げられる。
【００４０】
これら電極の膜厚は、特に限定されるものではなく、通常ＴＦＴに使用される膜厚（例えば３０〜６０ｎｍ）に適宜調整できる。これら電極の製造方法は、電極材料に応じて適宜選択できる。例えば、蒸着、スパッタ、塗布等が挙げられる。
【００４１】
また、ソース／ドレイン電極の形状は特に限定しないが、液滴をより効率的にチャネル領域に誘導することを考慮すると、ソース／ドレイン電極の奥行き（チャネル幅）Ｄが、ソース電極とドレイン電極の間隔（チャネル長）Ｗよりも大きいことが好ましい。具体的には、集積化の観点から、ＴＦＴ形状を小さくさせることを考慮すると、Ｄ／Ｗが１〜５の範囲が好ましい。
【００４２】
（ゲート絶縁膜）
ゲート絶縁膜は、特に限定されず、当該分野で公知の膜をいずれも使用できる。具体的には、シリコン酸化膜（熱酸化膜、低温酸化膜：ＬＴＯ膜等、高温酸化膜：ＨＴＯ膜）、シリコン窒化膜、ＳＯＧ膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜等の絶縁膜；ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、強誘電体又は反強誘電体膜；ＳｉＯＦ系膜、ＳｉＯＣ系膜もしくはＣＦ系膜又は塗布で形成するＨＳＱ（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）系膜（無機系）、ＭＳＱ（ｍｅｔｈｙｌ  ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）系膜、ＰＡＥ（ｐｏｌｙａｒｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ）系膜、ＢＣＢ系膜、ポーラス系膜もしくはＣＦ系膜又は多孔質膜等の低誘電体膜等が挙げられる。
膜厚は、特に限定されるものではなく、通常ＴＦＴに使用される膜厚（例えば１００〜５００ｎｍ）に適宜調整することができる。ゲート絶縁膜の製造方法は、その種類に応じて適宜選択できる。例えば、蒸着、スパッタ、塗布等が挙げられる。
【００４３】
（有機ＴＦＴ製造方法）
本発明の有機ＴＦＴの製造方法としては、ソース／ドレイン電極、第二〜第四の有機薄膜、第一の有機薄膜をこの順に形成する場合に特に効果を発揮する。例えば
（１）基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域、ソース／ドレイン電極及びチャネル領域上にそれぞれ第二、第三及び第四の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にて第四の有機薄膜上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
（２）基板上に、ゲート電極を形成する工程と、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース／ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程とを含む方法、
【００４４】
（３）基板上に、ソース／ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域、ソース／ドレイン電極及びチャネル領域上にそれぞれ第二、第三及び第四の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にて第四の有機薄膜上に第一の有機薄膜を形成する工程と、第一、第三及び第四の有機薄膜のうち、第一の有機薄膜が含まれない領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程を含む方法
（４）基板上に、ソース／ドレイン電極を形成する工程と、チャネル外側領域及びソース／ドレイン電極上にそれぞれ第二及び第三の有機薄膜を形成する工程と、溶液塗布法にてチャネル領域上に第一の有機薄膜を形成する工程と、第一、第三及び第四の有機薄膜のうち、第一の有機薄膜が含まれない領域上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
【００４５】
（第一の有機薄膜の製膜条件）
基板温度は、溶媒乾燥速度と影響している。そのため基板温度は、第一の有機薄膜形成用の（溶媒沸点−８０℃）〜溶媒沸点の間の温度であることが好ましい。なかでも、溶媒が沸騰することによる影響、結晶性を高めることを考慮すると、（溶媒沸点−５０℃）〜(溶媒沸点−２０℃)の範囲が特に好ましい。
【００４６】
加熱は、結晶成長を促進させることを考慮すると、基板裏面（第一の有機薄膜非形成面）から行なうことが好ましい。
また、溶液濃度としては、０．００１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。チャネル領域に第一の有機薄膜を限定して形成させること、ならびに膜均一性を確保することを考慮すると、０．０１ｗｔ％〜２ｗｔ％の範囲が特に好ましい。
【００４７】
第一の有機薄膜形成用の溶媒としては、材料の溶解性及び沸点が高いものが好ましい。具体的には、ベンゼン、トルエン、ｐ−キシレン、等の芳香族炭化水素、クロロホルム、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素、アニソール、アニリン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ヘキサン、デカン、酢酸ベンジル、酢酸ブチルカルビトール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルカルビトール、エタノールが挙げられる。
これら溶媒は、第二〜第四の有機薄膜を塗布法で形成する場合にも使用できる。
【００４８】
（第二〜第四の有機薄膜の製造方法）
また、第二、第三及び第四の有機薄膜の製膜順序は特に限定されず、上記(１)の有機ＴＦＴ形成方法では、例えば、
（１−１）ソース／ドレイン電極との反応性が低く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が高い材料を用い、すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース／ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、ソース／ドレイン電極との反応性が高く、かつ、ゲート絶縁膜との反応性が低い材料を用い、ソース／ドレイン電極表面に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
（１−２）すでにゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース／ドレイン電極を形成した基板全面に電極第二の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域、ソース／ドレイン領域に形成された第二の有機薄膜を剥離する工程と、ソース／ドレイン電極表面ならびにチャネル領域に第三の有機薄膜を形成する工程と、チャネル領域に形成された第三の有機薄膜を剥離する工程と、チャネル領域に第四の有機薄膜を形成する工程を含む方法
が挙げられる。
ここで、上記有機薄膜の剥離方法としては、一般的な手法の適用が可能である。例えば、メタルマスクを介した波長１７０ｎｍの紫外光照射や、酸素−プラズマ処理等が挙げられる。
【実施例】
【００４９】
実施例１  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
以下の手順にて、図１に示す有機ＴＦＴを作製した。
(Ａｕ系ボトムコンタクト（ＢＣ）型ＴＦＴの準備)
まず、シリコンからなる基板１上にクロムを蒸着し、ゲート電極２を形成した。プラズマＣＶＤ法によりチッ化シリコン膜によるゲート絶縁膜３を堆積した。
【００５０】
この後、基板１全面に蒸着法によりクロム層（２ｎｍ）と金層（４０ｎｍ）とをこの順に積層した。次いで、公知のフォトリソグラフィー技術によりチャネル長２５μｍ、チャネル幅１５０μｍ、電極奥行３００μｍのソース／ドレイン電極（４、５）を形成した。得られた基板１全面を、アセトン、ＩＰＡによる溶媒洗浄を実施した後、ゲート絶縁膜３に１７２ｎｍ波長の真空紫外光を１０分間照射し、ゲート絶縁膜３表面を親水化処理した。
【００５１】
(第二の有機薄膜形成)
上記基板をテフロン（登録商標）製圧力容器に入れ、次いで、(ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル)トリエトキシシラン（ＨＦＴ）２００μｌを入れた器を、基板に直接ＨＦＴが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
【００５２】
この後、１２０℃で、１５０分間器を加熱して、器中のＨＦＴを蒸発させることにより、ゲート絶縁膜３表面全体に第二の有機薄膜を形成した。続いて、５０μｍ×１５０μｍの開口を有するメタルマスクを介して、１７２ｎｍ波長の真空紫外光を２０分間チャネル領域に照射した。この照射により、ゲート絶縁膜３上の内、チャネル領域に形成したＨＦＴの除去（パターニング）と、ゲート絶縁膜３の親水化処理を行った。
【００５３】
パターニングの確認を、水（比抵抗１８ＭΩｃｍ以上）ならびにトルエンの接触角を測定することで評価した。その結果、チャネル外側領域の接触角は１１９°（水）、５５°（トルエン）である一方、チャネル領域の接触角は両溶媒とも５°以下であった。よって、ＨＦＴをパターニングできていることが確認できた。
【００５４】
（第四の有機薄膜形成）
続いて、上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、ヘキサジメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）２００μｌを入れた器を、基板に直接ＨＦＴが接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。
この後、１２０℃で、１５０分間器を加熱して、器中のＨＭＤＳを蒸発させることにより、チャネル領域に第四の有機薄膜９を形成した。なお、ＨＭＤＳのようなシランカップリング剤は、基板表面に水酸基がない部分には形成されないため、第四の有機薄膜は、真空紫外光照射処理を行ったところのみに選択的に形成される。
【００５５】
(第三の有機薄膜形成)
更に室温にて、１ｍＭオクタデカンチオール（ＯＤＴ）を含むエタノール溶液中に、上記基板を４時間浸漬させることで、ソース／ドレイン電極（４，５）の露出面に第三の有機薄膜を形成した。
【００５６】
パターニングの確認を、水ならびにトルエンに対する接触角を測定することで評価した。その結果、チャネル外側領域の接触角は変化せず（１１９°）、ソース／ドレイン電極上面の接触角は１０７°（水）、２５°（トルエン）であった。一方、チャネル領域の接触角は８０°（水）、６°（トルエン）であり、３種の有機薄膜をパターニングできていることが確認できた。
【００５７】
(第一の有機薄膜形成)
上記基板を１８０℃で加熱し、ペンタセン（含有率９９．９％東京化成社製）を０．１ｗｔ％含むトリクロロベンゼン(沸点２１４℃)溶液を１８０℃に加熱し、この溶液をディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製)を用いて基板上に１００ｎｌ滴下した。
【００５８】
滴下した液滴の乾燥挙動をＣＣＤカメラを介して確認した。その結果、液滴着弾直後は直径２００μｍ程度であった。また、着弾直後から溶媒の乾燥につれて、液滴形状が変化した。更に、１５０μｍ×２５μｍのチャネル領域に液滴が収まる直前から、結晶析出に起因した縞模様が形成される様子と、溶媒が完全に除去される様子を確認した。
【００５９】
完全に溶媒を除去した後、光学顕微鏡評価を介した形状確認にて、
１．チャネル領域全体ならびに、ソースドレイン電極の内、チャネル領域側から２０μｍの領域が第一の有機薄膜で被覆されていること、
２．ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに８７°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００６０】
また、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定から第一の有機薄膜の結晶性を評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３）回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．０８°、０．０９°、０．１０°であり、ペンタセンが高度に結晶化されていることを確認した。
また、上記で得られた有機ＴＦＴについて、ケースレーインスツルメンツ社製のＴＦＴ評価装置を用い、その特性を評価した。その結果、移動度μ＝０．３ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁と、良好な性能が得られた。
【００６１】
実施例２  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
第三の有機薄膜形成で、ＯＤＴの代わりにパーフルオロデカンチオール（ＦＳＨ）を用いたことを除き、実施例１と同様の手法により有機ＴＦＴを形成した。  得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．０９°、０．０９°及び０．１１°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．２５ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁であった。
【００６２】
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに８４°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００６３】
実施例３  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
ソース／ドレイン電極を、チャネル長２５μｍ、チャネル幅３００μｍ、電極奥行１５０μｍの形状としたことを除き、実施例１と同様の手法にて、Ａｕ系ＢＣ型ＴＦＴの準備し、第二〜第四の有機薄膜を形成した。
【００６４】
続いて、ディスペンサによる液滴滴下位置をＴＦＴ中心から、ソース／ドレイン電極方向と垂直な方向に１５０μｍ間隔をあけて２秒間隔で２滴連続して滴下したことを除き、実施例１と同様にて第一の有機薄膜を形成することで、有機ＴＦＴを形成した。
【００６５】
得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性、ＴＦＴ特性を実施例１と同様に評価した。その結果、実施例１と同様の結晶性が得られ、かつ、移動度μ＝０．２ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁が得られた。
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに８０°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００６６】
実施例４  第四の有機薄膜形成の工程を省いた有機ＴＦＴ作製
第四の有機薄膜を形成しないことを除き、実施例１と同様の手法にて有機ＴＦＴを形成した。得られた有機ＴＦＴについて、チャネル領域上の第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．１３°、０．１４°、０．１５°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．１ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝５桁であった。
【００６７】
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに７２°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００６８】
実施例５  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
第一の有機薄膜形成時の基板温度を２１０℃としたことを除き、実施例１と同様の手法を用いて有機ＴＦＴを形成した。得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．１２°、０．１３°及び０．１４°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．１５ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁であった。
【００６９】
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに７２°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００７０】
実施例６  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
実施例１と同様の手法により、Ａｕ系ＢＣ型ＴＦＴを準備した。続いて、基板を、スピンコーターにセットし、２ｍＭのＨＦＴを含むトルエン溶液を滴下した。この後、回転数２０００ｒｐｍにてトルエン溶液で基板全面を被覆し、１２０℃にて６０分焼成することで第二の有機薄膜を形成した。
その後、実施例１と同様に、真空紫外光を照射し、ゲート絶縁膜３上の内、チャネル領域に形成したＨＦＴの除去とゲート絶縁膜３の親水化処理を行った。
【００７１】
続いて、基板を再度スピンコーターにセットし、２ｍＭのＨＭＤＳを含むトルエン溶液を滴下した。次いで、回転数２０００ｒｐｍにてトルエン溶液で基板全面を被覆し、１２０℃で６０分焼成することで、第四の有機薄膜を形成した。
その後、実施例１と同様にして、第三の有機薄膜形成及び第一の有機薄膜を形成することで、有機ＴＦＴを形成した。
【００７２】
得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．０９°、０．１０°及び０．１０°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．１５ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁であった。
【００７３】
実施例７  表面に酸化膜を形成しうる金属材料を上部電極として用いた有機ＴＦＴ作製
ソース／ドレイン電極の形成に際して、金層の代わりに銅層を用いることを除き、実施例１の（Ａｕ系ＢＣ型ＴＦＴの準備）と同様の手法を適用した。
【００７４】
(第二の有機薄膜形成)
上記基板をテフロン製圧力容器に入れ、次いで、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリエトキシシラン（ＨＦＴ）２００μｌを、基板に直接溶液が接触しないように注意しながら圧力容器に入れた。この後、１２０℃で、１５０分間加熱することにより、ゲート絶縁膜３表面全体に第二の有機薄膜を形成した。続いて、６２５μｍ×１５０μｍの開口を有するメタルマスクを介して、チャネル領域上及びソース／ドレイン電極上に１７２ｎｍ波長の真空紫外光を２０分間照射し、チャネル領域上とソースドレイン電極上とに形成したＨＦＴの除去と、ゲート絶縁膜３の親水化処理を行った。
【００７５】
(第三の有機薄膜形成)
続いて、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリエトキシシラン（ＨＦＴ）の代わりにオクタデシルトリエトキシシラン（ＯＴＳ）を用いることを除き、実施例６のチャネル外側領域のパターニングと同様の手法にて、ゲート絶縁膜３のうち、チャネル領域上とソース／ドレイン電極上にＯＴＳ膜を形成した。この後、５０μｍ×１５０μｍの開口を有するメタルマスクを介して、１７２ｎｍ波長の真空紫外光を２０分間チャネル領域に照射した。この照射により、ゲート絶縁膜３上の内、チャネル領域に形成したＯＴＳ膜の除去と、該領域のゲート絶縁膜３の親水化処理を行った。
【００７６】
(第四の有機薄膜形成)
更に、実施例１と同様の手法にて、ゲート絶縁膜３の内、親水化処理を施したチャネル内部にＨＭＤＳからなる第四の有機薄膜を形成した。
その後、実施例１と同様にして、第一の有機薄膜を形成することで、有機ＴＦＴを形成した。
【００７７】
得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．１０°、０．１０°及び０．１１°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．１ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁であった。
【００７８】
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに６５°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００７９】
実施例８  プラスチック基板／全塗布型適用の有機ＴＦＴ作製
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板上に、銀コロイド溶液（Ａｇ６０ｗｔ％含有、三ツ星ベルト社製)をインクジェット法により塗布することで線幅５０μｍの銀コロイド塗膜を形成し、１５０℃で２時間焼成することでゲート電極を形成した。この後、低温硬化型のポリイミド前駆体溶液（京セラケミカル社製）を回転数２０００ｒｐｍでスピンコートし、１８０℃で２時間硬化させることでゲート絶縁膜を形成した。
【００８０】
続いて、チャネル長５０μｍあけて、金ペースト溶液（Ａｕ６０ｗｔ％含有、  三ツ星ベルト社製）を用い、インクジェット法によって塗布した後、１５０℃で２時間焼成することで金製のソース／ドレイン電極を形成した。
続いて、実施例１と同様にして、第一〜第四の有機薄膜を形成することで、プラスチック基板上に、常圧下で有機ＴＦＴを形成した。
【００８１】
得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）にシャープな（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．１３°、０．１４°及び０．１５°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．１ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝６桁であった。
【００８２】
ソース電極からドレイン電極に向かう方向に沿った断面において、ソース電極とドレイン電極との中心に向かって互いに６５°の傾きで第一の有機薄膜を構成する針状の結晶が対向することを確認した。
【００８３】
実施例９〜実施例２１  ３成分パターニング処理を実施した有機ＴＦＴ作製
第二〜第四の有機薄膜を形成する材料の種類を変更することを除き、実施例１と同様の手法を用いて有機ＴＦＴを形成した。得られた有機ＴＦＴについて、第一の有機薄膜の結晶性、ＴＦＴ特性を実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。表１に示すように、いずれの組み合わせでおいても、高結晶性、良好なトランジスタ特性が確認できた。なお、表１には、実施例１、２、４もあわせて記載しておく。
【００８４】
【表１】
2008071958.tif 000002
【００８５】
なお、表１中の略号ならびに、単膜での水ならびにトルエンに対して測定した接触角を下記する。
ＨＦＴ：（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリエトキシシラン（接触角１１９°（水）４５°（トルエン））
ＯＴＳ：オクタデシルトリエトキシシラン（接触角１１０°（水）、２８°（トルエン））
ＨＭＤＳ：ヘキサメチルジシラザン（接触角８０°（水）、６°（トルエン））
ＰｈＴＥＳ：フェニルトリエトキシシラン（接触角６５°（水）、４°（トルエン））
ＮＨ２ＴＥＳ：アミノプロピルトリエトキシシラン（接触角５５°（水）、４°（トルエン））
ＦＳＨ：パーフルオロデカンチオール（接触角１１２°（水）４０°（トルエン））
ＯＤＴ：オクタデカンチオール（接触角１０７°（水）、２５°（トルエン））
Ｃ６Ｈ６ＳＨ：ベンゼンチオール（接触角８６°（水）、８°（トルエン））
【００８６】
また、実施例９、１０、１１、１７、１８及び１９では、実施例２と同様に、第一の有機薄膜がチャネル領域のみに形成される様子が確認された。一方で、実施例１２〜１６、２０及び２１は、実施例１と同様に、第一の有機薄膜がチャネル領域だけでなくソース／ドレイン電極のチャネル領域側の一部まで広がっていることが確認された。
【００８７】
また、実施例１、２、４ならびに実施例９〜２１により以下のことを確認した。
１．（実施例２と実施例９の比較）（実施例１と実施例１２の比較）
第三の有機薄膜と第四の有機薄膜との接触角が１０°以上であるほうが、結晶性が高くなる。
２．（実施例１と実施例４の比較）
第四の有機薄膜の接触角が５０°以上（水）の場合、結晶性が高くなる。これは、第一の有機薄膜が受ける表面エネルギーの違いに加え、第四の有機薄膜上での第一の有機薄膜の乾燥方向を中心方向に制御できるためである。
【００８８】
３．（実施例１０、実施例１３、実施例１５の比較）
第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が１０°以内の場合、第一の有機薄膜の形成位置をチャネル領域に限定することができる。また、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が１０°以上あると、第一の有機薄膜をチャネル領域だけでなくソース／ドレイン電極のチャネル領域側の一部まで広げることができる。このとき、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が大きいほど、ソース／ドレイン電極の内、第一の有機薄膜により被覆された領域を増加させることができる。一方で、最も特性（オン／オフ比）が高くなるのは、第三の有機薄膜の接触角と第二の有機薄膜の接触角との差が１０°〜２０°の場合である。
【００８９】
比較例１  第二、第三及び第四の有機薄膜形成を省いた有機ＴＦＴ作製１
第二、第三及び第四の有機薄膜形成の工程を除き、実施例１と同様の手法にて有機ＴＦＴを形成しようとした。第一の有機薄膜形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をＣＣＤカメラを介して確認した。その結果、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した１００μｍスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
【００９０】
比較例２  第二、第三、第四の有機薄膜形成を省いた有機ＴＦＴ作製２
第一の有機薄膜形成の工程でのディスペンサの塗布量を２０μｌとすることを除き、比較例１と同様の手法で有機ＴＦＴを形成した。ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をＣＣＤカメラを介して確認した。その結果、チャネル領域、ソースドレイン電極、チャネル外側領域が第一の有機薄膜形成用の塗布膜で全てを被覆できた。
【００９１】
形成した有機ＴＦＴの結晶性を実施例１と同様に評価したところ、２θ＝６．１（面間隔ｄ＝１．４５ｎｍ）、１２．３°（ｄ＝０．７２ｎｍ）、１８．５（ｄ＝０．４８ｎｍ）に（００１）、（００２）、(００３)回折が観測された。それぞれの回折の半価幅は０．１９°、０．１９°及び０．２０°であった。また、上記で得られた有機ＴＦＴの特性は、移動度μ＝０．０７ｃｍ2／Ｖｓ、オン／オフ比＝４桁であった。
【００９２】
実施例１と比較することによって、
１．第一の有機薄膜がチャネル領域上に限定されていないために、不要な電流のパスが形成された結果、オン／オフ比が低下している
２．乾燥未制御のために、結晶性が低下し、移動度が低くなっている
ことが確認できた。
【００９３】
比較例３  第二、第三の有機薄膜形成を省いた有機ＴＦＴ作製
第二及び第三の有機薄膜形成工程を除き、実施例１と同様の手法にて有機ＴＦＴを形成した。第一の有機薄膜の形成工程にて、ディスペンサ塗布後の液滴乾燥挙動をＣＣＤカメラを介して確認した。その結果、比較例１と同様に、液滴には、その着弾直後から、膜沸騰に起因した１００μｍスケールの大きな動きが確認された。そのため、チャネル領域のみに第一の有機薄膜形成用の塗布膜を形成することができなかった。
【００９４】
比較例４  第三の有機薄膜形成を省いた有機ＴＦＴ作製
第三の有機薄膜形成の工程を除き、実施例１と同様の手法にて有機ＴＦＴを形成した。第一の有機薄膜の形成の工程にて、ディスペンサ塗布後の完全に溶媒を乾燥させた膜について、光学顕微鏡評価を実施した。その結果、ソース／ドレイン電極表面にしか膜が形成されていないことを確認した。これは、チャネル領域の接触角がソース／ドレイン電極上の接触角よりも大きいために、液滴乾燥中にチャネル領域で液滴をはじかれたためである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの概略構成図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタでの、製造方法を適用時の塗布液滴乾燥時の模式図である。
【図３】従来の有機薄膜トランジスタの概略構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  基板
２  ゲート電極
３  ゲート絶縁膜
４、６  ソース／ドレイン電極
５  第一の有機薄膜
７  第二の有機薄膜
８  第三の有機薄膜
９  第四の有機薄膜
１０ａ〜１０ｄ  液滴
【図１】
2008071958.tif 000003
【図２】
2008071958.tif 000004
【図３】
2008071958.tif 000005