【手続補正書】
【提出日】平成22年3月12日(2010.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
［４．有機半導体の膜厚及び成膜方法］：
本発明の有機ＴＦＴにおける有機半導体層の膜厚は、特に制限されることはないが、通常、０．５ｎｍ〜１μｍであり、２ｎｍ〜２５０ｎｍであると好ましい。また、有機半導体層の形成方法は特に限定されることはなく公知の方法を適用できる。例えば、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、真空蒸着法、化学蒸着、材料を溶媒に溶かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法などの印刷、塗布法及びベーキング、エレクトロポリマラインゼーション、溶液からのセルフ・アセンブリ、及びこれらの組合せた手段により、前記したような有機半導体層の材料から形成される。有機半導体層の結晶性を向上させると電界効果移動度が向上するため、気相からの成膜（蒸着、スパッタなど）を用いる場合は成膜中の基板温度を高温に保持することが望ましい。その温度は５０〜２５０℃が好ましく、７０〜１５０℃であると更に好ましい。また、成膜方法に関わらず成膜後にアニーリングを実施すると、高性能デバイスが得られるために好ましい。アニーリングの温度は５０〜２００℃が好ましく、７０〜２００℃であると更に好ましく、時間は１０分〜１２時間が好ましく、１〜１０時間であると更に好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
以下に好ましい組み合わせの具体例を示すが、本発明はそれに限定されるものでない。
第一の好ましい組み合わせは、結晶性制御層が縮合環化合物であり、有機半導体層がチオフェン環を含む化合物である。結晶性制御層が、アントラセン，テトラセン，ペンタセン，ヘキサセンのうちのいずれかから選ばれ、有機半導体層がα−４Ｔ，α−５Ｔ，α−６Ｔ，α−７Ｔ，α−８Ｔの誘導体あるいはチエノベンゼン骨格又はジチエノベンゼン骨格を有する化合物，ジベンゾチエノベンゾチオフェン誘導体から選ばれる場合が特に好ましい。最も好ましいのは結晶性制御層がアントラセン，テトラセン，ペンタセン，ヘキサセンのうちいずれかから選ばれたもので構成され、有機半導体が下記の一般式（１）の化合物で構成された組み合わせである。
【化６】
2009059751.tif 000001
（式中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数１〜３０のハロアルキル基、炭素数１〜３０のアルコキシル基、炭素数１〜３０のハロアルコキシル基、炭素数１〜３０のアルキルアミノ基、炭素数２〜６０のジアルキルアミノ基（アルキル基は互いに結合して窒素原子を含む環構造を形成していても良い）、炭素数１〜３０のアルキルスルホニル基、炭素数１〜３０のハロアルキルスルホニル基、炭素数１〜３０のアルキルチオ基、炭素数１〜３０のハロアルキルチオ基、炭素数３〜３０のアルキルシリル基、炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基、又は炭素数１〜６０の芳香族複素環基であり、これらの各基は置換基を有していても良い。）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
［８．電極］：
本発明の有機ＴＦＴにおける、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の材料としては、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−カリウム合金，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などが用いられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明の有機ＴＦＴにおいて、上記とは別のソース電極、ドレイン電極，ゲート電極およびその形成方法としては、上記の導電性材料を含む、溶液、ペースト、インク、分散液など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、又は白金、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。この場合に用いる溶媒や分散媒体としては、有機半導体層へのダメージを抑制するため、水を６０質量％以上、好ましくは９０質量％以上含有する溶媒又は分散媒体であることが好ましい。金属微粒子を含有する分散物としては、例えば、公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、通常粒子径が０．５ｎｍ〜５０ｎｍ、１ｎｍ〜１０ｎｍの金属微粒子を含有する分散物であるのが好ましい。この金属微粒子の材料としては、例えば、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，亜鉛などを用いることができる。これらの金属微粒子を、主に有機材料からなる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分散物を用いて電極を形成するのが好ましい。このような金属微粒子の分散物の製造方法としては、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、好ましくは、特開平１１−７６８００号公報、特開平１１−８０６４７号公報、特開平１１−３１９５３８号公報、特開２０００−２３９８５３号公報などに示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号公報、特開２００１−５３０２８号公報、特開２００１−３５２５５号公報、特開２０００−１２４１５７号公報、特開２０００−１２３６３４号公報などに記載されたガス中蒸発法である。
これらの金属微粒子分散物を用いて直接インクジェット法によりパターニングしても良く、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良い。また、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。前記電極を成形し、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て目的の形状を有する電極パターンを形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
更に、別のゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の材料としては、ドーピングなどで導電率を向上させた公知の導電性ポリマーを用いることも好ましく、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（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体など）などを好適に用いることができる。これらの材料によって、ソース電極およびドレイン電極と有機半導体層との接触抵抗を低減することができる。これら電極の形成方法もインクジェット法によりパターニングして良く、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良い。また、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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
特に、ソース電極及びドレイン電極を形成する材料は、前述した例の中でも有機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。この際の電気抵抗は、すなわち電流制御デバイスを作製したときの電界効果移動度と対応しており、大きな移動度を得る為には出来るだけ抵抗が小さいことが必要である。これは、一般に電極材料の仕事関数と有機半導体層のエネルギー準位との大小関係で決まる。
ここで、電極材料の仕事関数（Ｗ）をａ、有機半導体層のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）をｂ、有機半導体層の電子親和力（Ａｆ）をｃとすると、以下の関係式を満たすことが好ましい。ここで、ａ、ｂ及びｃはいずれも真空準位を基準とする正の値である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
低仕事関数金属の具体例としては、例えば化学便覧 基礎編II−４９３頁（改訂３版 日本化学会編 丸善株式会社発行１９８３年）のリストに記載されている４．３ｅＶ、又はそれ以下の仕事関数をもつ有効金属の前記リストから選別すれば良く、Ａｇ（４．２６ｅＶ），Ａｌ（４．０６，４．２８ｅＶ），Ｂａ（２．５２ｅＶ），Ｃａ（２．９ｅＶ），Ｃｅ（２．９ｅＶ），Ｃｓ（１．９５ｅＶ），Ｅｒ（２．９７ｅＶ），Ｅｕ（２．５ｅＶ），Ｇｄ（３．１ｅＶ），Ｈｆ（３．９ｅＶ），Ｉｎ（４．０９ｅＶ），Ｋ（２．２８ｅＶ），Ｌａ（３．５ｅＶ），Ｌｉ（２．９３ｅＶ），Ｍｇ（３．６６ｅＶ），Ｎａ（２．３６ｅＶ），Ｎｄ（３．２ｅＶ），Ｒｂ（４．２５ｅＶ），Ｓｃ（３．５ｅＶ），Ｓｍ（２．７ｅＶ），Ｔａ（４．０，４．１５ｅＶ），Ｙ（３．１ｅＶ），Ｙｂ（２．６ｅＶ），Ｚｎ（３．６３ｅＶ）などが挙げられる。これらの中でも、Ｂａ，Ｃａ，Ｃｓ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｈｆ，Ｋ，Ｌａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｎｄ，Ｒｂ，Ｙ，Ｙｂ，Ｚｎが好ましい。電極材料としてはこれらの低仕事関数の物質を１種又は複数含んでいても、仕事関数が前記式（II）を満たせば特に制限を受けるものではない。ただし、低仕事関数金属は、大気中の水分や酸素に触れると容易に劣化してしまうので、必要に応じてＡｇやＡｕのような空気中で安定な金属で被覆することが望ましい。被覆に必要な膜厚は１０ｎｍ以上必要であり、膜厚が厚くなるほど酸素や水から保護することができるが、実用上、生産性を上げるなどの理由から１μｍ以下にすることが望ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、本実施形態の有機薄膜トランジスタでは、例えば、注入効率を向上させる目的で、有機半導体層とソース電極及びドレイン電極との間に、バッファ層を設けても良い。バッファ層として、ｎ型有機薄膜トランジスタに関しては、有機ＥＬの陰極に用いられるＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、ＣｓＦ、Ｎａ2ＣＯ3、ＫＣｌ、ＭｇＦ2、ＣａＣＯ3などのアルカリ金属、アルカリ土類金属イオン結合を持つ化合物が望ましい。また、Ａｌｑなど有機ＥＬで電子注入層、電子輸送層として用いられる化合物を挿入しても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
［９．絶縁体層］：
本発明の有機ＴＦＴにおける絶縁体層の材料としては、電気絶縁性を有し薄膜として形成できるものであれば特に限定されず、金属酸化物（珪素の酸化物を含む）、金属窒化物（珪素の窒化物を含む）、高分子、有機低分子など、室温での電気抵抗率が１０Ωｃｍ以上の材料を用いることができ、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。かかる皮膜に用い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，ランタン酸化物，フッ素酸化物，マグネシウム酸化物，ビスマス酸化物，チタン酸ビスマス，ニオブ酸化物，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，五酸化タンタル，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及びこれらを組合せたものが挙げられ、酸化ケイ素，酸化アルミニウム，酸化タンタル，酸化チタンが好ましい。また、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉｘＮｙ（ｘ、ｙ＞０）），窒化アルミニウムなどの無機窒化物も好適に用いることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
有機化合物を用いた絶縁体層としては、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，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などを用いることもできる。その他、ワックス，ポリエチレン，ポリクロロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリオキシメチレン，ポリビニルクロライド，ポリフッ化ビニリデン，ポリサルホン，ポリイミドシアノエチルプルラン，ポリ（ビニルフェノール）（ＰＶＰ），ポリ（メチルメタクレート）（ＰＭＭＡ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリスチレン（ＰＳ），ポリオレフィン，ポリアクリルアミド，ポリ（アクリル酸），ノボラック樹脂，レゾール樹脂，ポリイミド，ポリキシリレン，エポキシ樹脂に加え、プルランなどの高い誘電率を持つ高分子材料を使用することも可能である。