(57)【要約】【課題】大量生産により低コストで性能の安定した有機薄膜トランジスタの製造方法及び安価な有機薄膜トランジスタ製品を提供する。【解決手段】ソース電極及びドレイン電極を塗布法及びフォトリソグラフ法により形成する。【選択図】　　　　図７
2004064059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
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】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、金属微粒子が分散された層からなることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は導電性ポリマーからなることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程の後に実行される加熱処理工程を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか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】
前記光感応性樹脂層はレーザ感光性であ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】
前記光感応性樹脂層は赤外レーザ感光性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】
前記光感応性樹脂層は露光部が現像液に溶解するポジ型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】
前記ゲート絶縁層が無機酸化物からなり、大気圧プラズマ法により形成され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】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
を有し、
前記ゲート電極を形成する工程において、前記ゲート電極を有する走査線を形成し、
ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程において、前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む信号線及び前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む入出力電極を形成することにより、
前記走査線及び前記信号線により接続されマトリクス配置された複数の有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタシートを製造することを特徴とする有機薄膜トランジスタシートの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタシート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタシート及びこれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の活性半導体層を有機半導体で構成した有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）は、低コスト、且つ、大面積でありフレキシブルなデバイス、特に、ディスプレイやセンサ等のアクティブ駆動素子として検討されている。
【０００３】
有機薄膜トランジスは、ディスプレイやセンサの価格を革命的に引き下げる可能性を有することからその製造方法が有機薄膜トランジスタ関連技術における鍵の一つになる。特許文献１及び特許文献２には、ソース電極及びドレイン電極を金の蒸着膜で形成した有機薄膜トランジスタが記載されている。また、特許文献３には、従来のフォトリソグラフ、インクジェット印刷等により電極を形成することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９０００１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−３０７１７２号公報
【０００６】
【特許文献３】
世界公開第００／７９６１７号パンフレット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スパッタリングや蒸着により電極を形成する方法は、真空系の中での膜形成が必須であるので、生産効率が低く、大規模な製造設備が必要であることから設備コストが高いという問題がある。
【０００８】
大量生産に適した方法として有力なものは、ロールから原材料を供給し、必要な処理を行った後にロールに巻き取ることにより、製品或いは、半製品を得るロールツーロール（ＲＯＬＬ　ｔｏ　ＲＯＬＬ）製造工程であるが、従来のフォトリソグラフ法では、フォトレジストパターンの形成工程とエッチング工程とが分離された工程であるために、塗布を主体とするロールツーロール製造工程に適合せず、大量生産に適さないという問題がある。
【０００９】
更に、インクジェット法やスクリーン印刷法によりソース電極及びドレイン電極を形成する方法は大量生産に適さないという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ロールツーロールでディスプレイやセンサを低コストで大量に製造することを可能にする有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は
１）　支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
を有する有機薄膜トランジスタの製造方法、
２）　前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、金属微粒子が分散された層からなる１）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
３）　前記ソース電極及び前記ドレイン電極は導電性ポリマーからなる１）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
４）　ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程の後に実行される加熱処理工程を有する１）〜３）の何れかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法、
５）　前記光感応性樹脂層はレーザ感光性である１）〜４）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
６）　前記光感応性樹脂層は赤外レーザ感光性である５）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
７）　前記光感応性樹脂層は露光部が現像液に溶解するポジ型である１）〜６）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
８）　前記ゲート絶縁層が無機酸化物からなり、大気圧プラズマ法により形成される１）〜７）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
９）　１）〜８）のいずれかの製造方法により製造された有機薄膜トランジスタ、
１０）支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
を有し、
前記ゲート電極を形成する工程において、前記ゲート電極を有する走査線を形成し、
ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程において、前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む信号線及び前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む入出力電極を形成することにより、
前記走査線及び前記信号線により接続されマトリクス配置された複数の有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタシートを製造する有機薄膜トランジスタシートの製造方法、
１１）　１０）の製造方法により製造された有機薄膜トランジスタシート、
により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明により製造された有機薄膜トランジスタの例を図１に示すが、本発明はこれに限られない。
【００１３】
１は支持体、２はゲート電極、３はゲート電極を被覆するゲート絶縁層、４は有機半導体層、５はソース電極、６はドレイン電極である。図１の有機薄膜トランジスタは有機半導体層４を活性層とするボトムゲート型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００１４】
支持体１は、ガラスやフレキシブルなポリマーシートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記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。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板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、可撓性を有し、衝撃に対する耐性を向上できる。
【００１５】
ゲート電極２、ソース電極５及びドレイン電極６の電極材料としては、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、銀ペーストおよ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が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。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なども好適に用いられる。ソース電極、ドレイン電極は、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い。
【００１６】
ゲート電極２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、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によりパターニングしたレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェット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などにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷など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。
【００１７】
前記導電性微粒子として、粒子径が１〜５０ｎｍ好ましくは１〜１０ｎｍの白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンなどの金属微粒子が挙げられる。このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈方などの、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、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３などに開示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５８１４、同２００１−３５２５５、同２００１−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などのガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を塗布し、電極パターン状に形成した後に、溶媒を乾燥させ、更に、１００℃〜３００℃、好ましくは、１５０℃〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を熱融着させることで電極を形成する。
【００１８】
ゲート絶縁層３には、無機酸化物被膜又は有機化合物被膜など種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物被膜が好ましい。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などが挙げられる。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。
【００１９】
上記被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、大気圧プラズマ法など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、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法など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。
【００２０】
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など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、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【００２１】
これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
大気圧下でのプラズマ製膜処理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、同１１−１３３２０５号、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２等に記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称する）。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。
【００２２】
また有機化合物被膜としては、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、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。
【００２３】
有機化合物被膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
無機酸化物被膜と有機化合物被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。
【００２４】
４は有機半導体層であり、有機半導体層４の有機半導体材料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、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、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、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、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０号に記載された多環縮合体などを用いることができる。また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１号に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、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ともに、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）及び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、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、及びアントラセン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などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン��素類などの色素などがあげられる。
【００２５】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数が４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数が２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００２６】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００２７】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、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、ニトロ基など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およびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、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、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体など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、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００２８】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセクター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして有機半導体層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該層は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する層である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００２９】
このアクセプターとしてＣｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＩＣｌ、ＩＣｌ３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＳｂＦ５、ＢＦ３、ＢＣ１３、ＢＢｒ３、ＳＯ３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌＯ４、ＦＳＯ３Ｈ、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＦ３ＳＯ３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＨｆＣｌ４、ＮｂＦ５、ＮｂＣｌ５、ＴａＣｌ５、ＭｏＣｌ５、ＷＦ５、ＷＣｌ６、ＵＦ６、ＬｎＣｌ３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ５−、ＳｂＦ６−、ＢＦ４−、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００３０】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ４Ｐ＋、Ｒ４Ａｓ＋、Ｒ３Ｓ＋、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００３１】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物とともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを導入させることができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物｛工業材料、３４巻、第４号、５５頁、１９８６年｝に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００３２】
これら有機半導体層の作製法としては、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、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、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、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液をもちいて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好ましい。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、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、使用される有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００３３】
５はソース電極、６はドレイン電極であり、これらの電極は、粒子径が１〜５０ｎｍの、好ましくは１〜１０ｎｍの金属微粒子を含有する分散物を用いて形成される。金属材料は白金、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が、特に仕事関数が４．５ｅＶ以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが好ましい。
【００３４】
これらの金属からなる微粒子を、主に有機材料からなる分散安定剤を用いて、水系分散媒中に分散させた液を塗設し、後に説明するようにパターニングする。
【００３５】
このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、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、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などに記載されたガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を、塗設して電極パターンを形成することができる。
【００３６】
ソース電極及びドレイン電極を形成する導電性材料には、また、導電性ポリマーを用いることができる。導電性ポリマーとしては、ドーピングが施された導電性π共役系ポリマーが好ましい。
【００３７】
たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレンなどのポリチエニレンビニレン類、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、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、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、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０号に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００３８】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００３９】
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導電性ポリマー層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導電性ポリマー層は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する導電性ポリマー層である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００４０】
このアクセプターとしてＣｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＩＣｌ、ＩＣｌ３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＳｂＦ５、ＢＦ３、ＢＣ１３、ＢＢｒ３、ＳＯ３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌＯ４、ＦＳＯ３Ｈ、ＣｌＳＯ３Ｈ、ＣＦ３ＳＯ３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＨｆＣｌ４、ＮｂＦ５、ＮｂＣｌ５、ＴａＣｌ５、ＭｏＣｌ５、ＷＦ５、ＷＣｌ６、ＵＦ６、ＬｎＣｌ３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣｌＯ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ５−、ＳｂＦ６−、ＢＦ４−、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００４１】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ４Ｐ＋、Ｒ４Ａｓ＋、Ｒ３Ｓ＋、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００４２】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め導電性ポリマー層を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、導電性ポリマー層作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該層に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該層に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、導電性ポリマーとドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、導電性ポリマーとともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で該層を作製する場合、導電性ポリマーとドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして導電性ポリマー層中にドーパントを導入することができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００４３】
以上の導電性ポリマーのうち、水溶性又は水分散性の材料を用いて、導電性ポリマーの水系溶液又は水系分散液から導電性ポリマー層を形成するのが好ましい。これにより、光感応性樹脂の現像液として好ましいアルカリ水溶液によって導電性ポリマー層毎除去することが可能となる。またアニオンがドーピングされた導電性ポリマーを用いると、アルカリ水溶液への親和性をより高めることができる。このアニオン種としては、スルホン酸アニオンが最も好ましく、導電性ポリマー層の機械的強度を高める観点からポリスチレンスルホン酸などのポリマーを用いるのが好ましい。導電性ポリマーの最も好ましい態様は、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（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ錯体）である。
【００４４】
本発明に係る有機薄膜トランジスタの製造方法は、基本的に次の工程Ｓ１〜Ｓ７を有する。
Ｓ１・・・・・支持体上にゲート電極を形成する工程
Ｓ２・・・・・該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程
Ｓ３・・・・・該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程
Ｓ４・・・・・該有機半導体層上にフォトレジストの現像液により除去可能な原電極層を形成する工程
Ｓ５・・・・・該原電極層上にフォトレジスト層を形成する工程
Ｓ６・・・・・該フォトレジスト層を露光する工程
Ｓ７・・・・・露光された前記フォトレジスト層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程
これらの工程を図２〜８を参照して以下に説明する。なお、図２〜８において（ａ）は断面模式図、（ｂ）は平面模式図である。
Ｓ１・・・・・支持体上にゲート電極を形成する工程（図２に示す）
図示のように、支持体１上にゲート電極２を前述したものから選ばれる方法で形成する。
Ｓ２・・・・・ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程（図３に示す）
図示のようにゲート電極２が形成された支持体１の全面にゲート絶縁層３を同様に前述したものから選ばれる方法で形成する。
Ｓ３・・・・・ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程（図４に示す）
図３示のようにゲート絶縁層３の全面を覆う有機半導体層４を形成する。
Ｓ４・・・・・有機半導体層上にフォトレジストの現像液により除去可能な原電極層を形成する工程（図５に示す）
前記金属微粒子の水系分散液又は前記の導電性ポリマーの導電性ポリマーの水系溶液若しくは水系分散液を塗布して原電極層１０を有機半導体層４上に形成する。
【００４５】
原電極層１０を形成する方法としては、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、ダイコート法などの塗布による方法が用いられる。
Ｓ５・・・・・原電極層上にフォトレジスト層を形成する工程（図６に示す）
原電極層１０上の全面に光感応性樹脂（一般にフォトレジストと呼ばれており、以下の説明ではフォトレジストとも言う）の溶液を塗布し、フォトレジスト層１１を形成する。
【００４６】
フォトレジスト層としては、ポジ型、ネガ型の公知の材料を用いることができるが、レーザ感光性の材料を用いることが好ましい。このようなフォトレジスト材料として、（１）特開平１１−２７１９６９号、特開２００１−１１７２１９、特開平１１−３１１８５９号、同１１−３５２６９１号のような色素増感型の光重合感光材料、（２）特開平９−１７９２９２号、米国特許第５，３４０，６９９号、特開平１０−９０８８５号、特開２０００−３２１７８０、同２００１−１５４３７４のような赤外線レーザに感光性を有するネガ型感光材料、（３）特開平９−１７１２５４号、同５−１１５１４４号、同１０−８７７３３号、同９−４３８４７号、同１０−２６８５１２号、同１１−１９４５０４号、同１１−２２３９３６号、同１１−８４６５７号、同１１−１７４６８１号、同７−２８５２７５号、特開２０００−５６４５２、ＷＯ９７／３９８９４、同９８／４２５０７のような赤外線レーザに感光性を有するポジ型感光材料が挙げられる。工程が暗所に限定されない点で、好ましいのは（２）と（３）であり、フォトレジスト層を除去する場合には、露光部が現像液に溶解するポジ型である（３）が最も好ましい。
【００４７】
上記のレジスト像の除去には、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系などフォトレジストの塗布溶媒に利用される広範囲の有機溶媒から、適宜選択し用いる。
【００４８】
本発明においては、金属微粒子分散物を用いてパターニングし、熱融着することにより、ソース電極又はドレイン電極を容易に高精度に作製することが可能となり、種々の形態でパターニングすることが容易となり、有機薄膜トランジスタを容易に製造することが可能となった。
【００４９】
導電性ポリマー層のパターニング後に光感応性樹脂層を除去する場合、フォトレジスト材料はポジ型が好ましい。また光感応性樹脂層を形成する組成物には、ノボラック樹脂やポリビニルフェノールの様なフェノール樹脂を混合するのが好ましい。ノボラック樹脂としては、例えばフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂、特開昭５５−５７８４１号公報に記載されるようなフェノール・クレゾール・ホルムアルデヒド共重縮合体樹脂、特開昭５５−１２７５５３号公報に記載されているような、ｐ−置換フェノールとフェノールもしくは、クレゾールとホルムアルデヒドとの共重縮合体樹脂等が挙げられる。
【００５０】
光感応性樹脂の塗布溶液を形成する溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これら溶媒は、単独であるいは２種以上混合して使用する。
【００５１】
フォトレジスト層を形成する方法としては、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、ダイコート法などの塗布による方法が用いられる。原電極層を形成する工程Ｓ４及びフォトレジスト層を形成する工程Ｓ５は、順次行ってもよいし、２層同時塗布により同時に形成してもよい。
Ｓ６・・・・・フォトレジスト層を露光する工程（図６に示す）
フォトレジスト層１１をパターニング露光（図におけるＥＸ）する。
【００５２】
パターニング露光を行う光源としては、Ａｒレーザー、半導体レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等が挙げられ、好ましくは赤外に発振波長があるもので、半導体レーザーである。出力は５０ｍＷ以上が適当であり、好ましくは１００ｍＷ以上である。
Ｓ７・・・・・現像によりソース電極及びドレイン電極を形成する工程（図７に示す）
フォトレジストの現像に用いられる現像液としては、水系アルカリ現像液が好適である。水系アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、第二リン酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム等のアルカリ金属塩の水溶液や、アンモニア、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ−［５，４，０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４，３，０］−５−ノナン等のアルカリ性化合物を溶解した水溶液を挙げることが出来る。本発明におけるアルカリ性化合物のアルカリ現像液中における濃度は、通常１〜１０質量％、好ましくは２〜５質量％である。
【００５３】
現像液には、必要に応じアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤やアルコール等の有機溶剤を加えることができる。有機溶剤としては、プロピレングリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ベンジルアルコール、ｎ−プロピルアルコール等が有用である。
【００５４】
上記の如く、露光されたフォトレジスト層は、現像により電極パターン状のフォトレジストを形成する。現像によって除去されるフォトレジスト層の下にある原電極層としての金属微粒子分散層は、水によって除去されることが、好ましい。また、該金属微粒子分散層は、現像と同時に除去されてもよい。
【００５５】
原電極層を金属微粒子で構成する場合には、フォトレジスト層１１の露光及び現像後に乾燥し、更に、１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を融着させることで堅牢な電極膜が形成される。
【００５６】
必要により、図８に示すフォトレジスト層の除去工程Ｓ８を加えることができる。
【００５７】
導電性ポリマー層のパターニング後にフォトレジスト層を除去する場合、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系などの前記フォトレジスト層の有機溶媒から適宜選択して除去に用いる。導電性ポリマー層への影響をより少なくするため、つまり導電性の低下を防止させたり、導電性ポリマー層の残存率を向上させるため、エーテル系又はケトン系の溶媒を用いることが好ましい。最も好ましいのはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒である。
【００５８】
フォトレジスト層１１を除去する工程を実施する場合には、金属微粒子を加熱により融着させる工程は除去工程Ｓ８の後に実施される。
【００５９】
図９は走査線、信号線及び入出力電極を形成した有機薄膜トランジスタの例の平面模式図である。
【００６０】
図９（ａ）は走査線２０の一部でゲート電極２を、信号線２１の一部でソース電極５又はドレイン電極６を、入出力電極２２に形成した突出部でソース電極５又はドレイン電極６を、それぞれ形成した例を示す。
【００６１】
多数本の走査線２０、多数本の信号線２１及び前記に説明した多数の有機薄膜トランジスタによりアクティブマトリクスが形成される。入出力電極２２には、液晶素子、電気泳動素子、光起電力素子、光導電性素子等が接続される。液晶素子や電気泳動素子が接続されるディスプレイにおいては、信号線２１はソース電極５を形成し、入出力電極２２は表示電極としての出力電極でありドレイン電極６を形成する。
【００６２】
光起電力素子や光導電性素子が接続されるセンサにおいては、信号線２１はドレイン電極６を形成し、入出力電極２２は出力電極であり、ソース電極５を形成する。
【００６３】
図９（ｂ）は、信号線２１に設けた突出部によりソース電極５又はドレイン電極６を形成した例であり、図９（ｃ）は、走査線２０に突出部を形成してゲート電極２を形成した例である。
【００６４】
図１０は本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタシートの回路図である。
【００６５】
マトリクス配置されたセルの各々は、有機ＴＦＴ素子２３、入出力電極としての表示電極を介して表示素子２２及び蓄積コンデンサ２４を有する。信号線２１は有機ＴＦＴ素子２３のソース電極に接続され、走査線２０は有機ＴＦＴ素子２３のゲート電極に接続され、表示電極は有機ＴＦＴ素子２３のドレイン電極に接続される。２６は垂直駆動回路、２７は水平駆動回路、２２は液晶、電気泳動素子等の表示素子で、等価回路で示されている。
【００６６】
水平駆動回路２７により走査線２０を順次オン状態にし、垂直駆動回路２６からデータ信号を供給することにより、有機ＴＦＴ素子２３を介して蓄積コンデンサ２４に電荷を注入して表示電極に駆動電圧を発生させ表示素子２２を駆動する。蓄積コンデンサ２４に蓄積された電荷は、有機ＴＦＴ素子２３のスイッチング機能により次のフレームが選択されるまで保持される。
【００６７】
次に、有機ＴＦＴ装置の製造について説明する。本発明の実施の形態に係る有機ＴＦＴ装置は、ロールツーロール（ＲＯＬＬ　ｔｏ　ＲＯＬＬ）工程により製造するのに適しており、低コストの大量生産が可能になる。
【００６８】
【実施例】
実施例１
表面に膜厚１０００Åのアルミニウム膜が形成された厚さ１５０μｍのポリイミドフィルム上に、下記組成物を塗布し、９０℃で９０秒乾燥することによりフォトレジスト層を設けた。
【００６９】
色素Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
バインダーＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
ノボラック樹脂バインダー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部
（フェノールとｍ−、ｐ−混合クレゾールとホルムアルデヒドとの縮合化合物　Ｍｎ＝５００、Ｍｗ＝２５００、フェノール：ｍ−クレゾール：ｐ−クレゾール＝２０：４８：３２）
光酸発生剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部
（２，６−ビストリクロロメチル−４−フェニル−１，３，５−トリアジン）
プロピレングルコールモノメチルエーテル　　　　　　　　　　１０００部
化合物Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０部
フッ素界面活性剤（旭硝子製、Ｓ−３８１）　　　　　　　　　　０．５部
乳酸メチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７００部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
（化合物Ａの合成）
１，１−ジメトキシシクロヘキサン１．０モル、トリエチレングリコール１．０モル及びｐ−トルエンスルホン酸水和物０．００３モル、トルエン５００ｍｌを攪拌しながら１００℃で１時間反応させ、その後１５０℃まで除々に温度を上げ、更に１５０℃で４時間反応させた。反応により生成するメタノールはこの間に留去した。冷却後、反応生成物を水で充分に洗浄し、１％のＮａＯＨ水溶液、１ＭのＮａＯＨ水溶液で順次洗浄した。更に食塩水で洗浄し無水炭酸カリウムで脱水した後、減圧下濃縮した。真空下で８０℃に加熱しながら１０時間乾燥させワックス状の化合物を得た。ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは約１５００であった。
【００７０】
【化１】
2004064059.tif 000003
【００７１】
フォトレジスト層（厚さ２μｍ）を形成した後、発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザを用いて２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギー密度でゲート電極のパターン露光を行った。アルカリ現像液を用いて、露光部のフォトレジスト層を除去した後、エッチング液を用いて露出したアルミニウム被膜を除去した。さらに、メチルエチルケトンにより残存したフォトレジスト層を除去してよく洗浄した。
【００７２】
次に、前記のようにアルミニウム被膜がパターンニングされたフィルム表面に対して、大気圧プラズマ法により厚さ３００ｎｍの酸化珪素被膜からなるゲート絶縁層を成膜した。
【００７３】
さらにその上に、よく精製したポリ（３−ｎ−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（アルドリッチ社製）をクロロホルムに溶解し、塗布して窒素ガス中で自然乾燥することで厚さ５０ｎｍの有機半導体層を形成した。
【００７４】
特開平１１−８０６４７号公報に記載された金属微粒子分散物の製造法により、平均粒径約１０ｎｍの金微粒子の水分散液を作製し、上記有機半導体層上に塗布し、１００℃で５分乾燥することで厚さ０．５μｍの原電極層を形成した。
【００７５】
次いで、その上に上述のフォトレジスト層を塗設した後、ソース電極及びドレイン電極のパターン状に露光し現像した。この処理により、露光部分のフォトレジスト層をメチルエチルケトンを用いて除去し、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金属微粒子を熱融着することで、ソース電極及びドレイン電極が形成された。
【００７６】
以上の方法で作製された有機薄膜トランジスタはｐチャネル型の良好な動作特性を示した。また飽和領域におけるキャリア移動度は、０．０５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００７７】
実施例２
ゲート電極をゲートバスライン（走査線）の一部として形成した他は実施例１と同様な工程によりゲート電極、ゲート絶縁層及び有機半導体層を形成した後に、特開平１１−８０６４７号公報に記載された金属微粒子分散物の製造法により、平均粒径約１０ｎｍの金微粒子の水分散液を作製し、有機半導体層上に塗布し、１００℃で５分乾燥することで厚さ０．５μｍの原電極層を形成した。
【００７８】
次に、実施例１と同様のフォトレジスト層を塗設した後、ソース電極を含むソースバスライン（信号線）及びドレイン電極を含む表示電極のパターン状に露光し現像した。この処理により、露光部分のフォトレジスト層及び金属微粒子を含む層が除去された。残存するフォトレジスト層をメチルエチルケトンを用いて除去し、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金微粒子を熱融着することで、ソース電極を含むソースライン及びドレイン電極を含む入出力電極が形成された。
【００７９】
このようにして作製したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）シートは、マトリクス状に画素が配置され、ディスプレイや光センサとして用いることができる。
【００８０】
実施例３
金微粒子分散液に代えて、特開平１１−８０６４７号公報に記載される製法を用いて調製した平均粒径約１０ｎｍの銀微粒子の水分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．０４ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８１】
実施例４
有機半導体層を厚さ５０ｎｍのペンタセン蒸着膜に変更した以外は、実施例１と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。ｐチャネル型のＥＦＴ（電界効果トランジスタ）として良好に動作し、飽和領域におけるキャリア移動度は０．５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８２】
実施例５
実施例４において、原電極を形成するのに用いたフォトレジスト層を除去せずに、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金微粒子を融着し、ソース電極、ドレイン電極を形成した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．５ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８３】
実施例６
実施例５において、金微粒子分散液から形成した原電極層に代えて、導電性ポリマー分散液（バイエル社製　ＢＡＹＴＲＯＮ　Ｐ）を塗布し、１００℃で５分間乾燥して形成した厚さ０．２μｍの原電極層を用い、同様に有機薄膜トランジスタを作製した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８４】
実施例７
実施例２において、有機半導体層を厚さ５０ｎｍのペンタセン蒸着膜に変更し、該蒸着膜をマスクを介してパターニングした以外は同様にして、ＴＦＴシートを作製した。
【００８５】
また原電極層を以下に変更し、そのパターニングに用いたフォトレジスト層は除去せずに熱融着を行い、後は同様にしてＴＦＴシートを作製した。
【００８６】
〈原電極層の形成〉
導電性ポリマー分散液（バイエル社製　ＢＡＹＴＲＯＮ　Ｐ）を塗布し、１００℃で５分間乾燥し、厚さ０．２μｍの層を形成した。更にその上に、実施例１で用いた金微粒子分散液を塗布し、１００℃で５分乾燥し、厚さ０．５μｍの層を形成した。
【００８７】
これらのＴＦＴシートも、マトリクス状に画素が配置され、ディスプレイや光センサとして用いることができる。
【００８８】
【発明の効果】
請求項に記載の発明により、性能の安定した有機薄膜トランジスタをロールツーロールにより生産することが可能になるので、安価で高性能のディスプレイ、センサ等のデバイスを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図９】走査線、信号線及び入出力電極を形成した有機薄膜トランジスタの例の模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタシートの回路図である。
【符号の説明】
１　支持体
２　ゲート電極
３　ゲート絶縁層
４　有機半導体層
５　ソース電極
６　ドレイン電極
１０　原電極層
１１　フォトレジスト層
【図１】
2004064059.tif 000004
【図２】
2004064059.tif 000005
【図３】
2004064059.tif 000006
【図４】
2004064059.tif 000007
【図５】
2004064059.tif 000008
【図６】
2004064059.tif 000009
【図７】
2004064059.tif 000010
【図８】
2004064059.tif 000011
【図９】
2004064059.tif 000012
【図１０】
2004064059.tif 000013