(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記基板上に形成され、絶縁性材料からなり、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成された絶縁性隔壁部と、
前記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電極上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、
前記有機半導体層上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を有する有機半導体素子であって、
前記ゲート絶縁層の上面が、前記絶縁性隔壁部の上面と同じ高さであり、
上記ゲート電極が、前記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることを特徴とする、有機半導体素子。
【請求項２】
前記絶縁性隔壁部が撥液性を有することを特徴とする、請求項１に記載の有機半導体素子。
【請求項３】
基板を用い、前記基板上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、
前記ソース・ドレイン電極形成工程において形成されたソース電極およびドレイン電極上に、前記ソース電極および前記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と、
前記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、前記ソース電極および前記ドレイン電極上に、有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、
前記有機半導体層形成工程において形成された有機半導体層上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を、前記ゲート絶縁層の上面と前記絶縁性隔壁部の上面とが同じ高さとなるように形成するゲート絶縁層形成工程と、
前記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、を有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記有機半導体層形成工程が、インクジェット法を用いて有機半導体層を形成するものであることを特徴とする、請求項３に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の有機半導体素子が用いられ、前記基板上に有機半導体トランジスタが複数個形成されていることを特徴とする、有機トランジスタアレイ。
【請求項６】
請求項５に記載の有機トランジスタアレイが用いられたことを特徴とする、ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体トランジスタが用いられた有機半導体素子およびその製造方法、有機トランジスタアレイ、ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴに代表される半導体トランジスタは、近年、ディスプレイ装置の発展に伴ってその用途を拡大する傾向にある。このような半導体トランジスタは、半導体材料を介して電極が接続されていることにより、スイッチング素子としての機能を果たすものである。
【０００３】
従来、上記半導体トランジスタに用いられる半導体材料としては、シリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）などの無機半導体材料が用いられてきた。近年、普及が拡大している液晶表示素子のディスプレイ用ＴＦＴアレイ基板にもこのような無機半導体材料を用いた半導体トランジスタが用いられている。
【０００４】
一方、上記半導体材料としては、有機化合物からなる有機半導体材料も知られている。有機半導体材料は、上記無機半導体材料に比べて安価に大面積化が可能であることから、フレキシブルなプラスチック基板上に形成でき、さらに機械的衝撃に対して安定であるという利点を有している。したがって、このような有機半導体材料を対象として、電子ペーパーに代表されるフレキシブルディスプレイ等の次世代ディスプレイ装置への応用などを想定した研究が活発に行われている。
【０００５】
このような有機半導体材料が用いられた有機半導体トランジスタを製造する際には、通常、有機半導体層をパターン状に形成することが必要とされる。従来、パターン状に有機半導体層を形成する方法としては、フォトレジスト法が主に用いられてきた（例えば、特許文献１）。しかしながら、フォトレジスト法は、有機半導体材料からなる層を所望のパターンに精度良くパターニングできる点においては優れているが、工程が煩雑であるため生産性に乏しいという問題点があった。
【０００６】
このような問題点に対し、特許文献２にはインクジェット法を用いて有機半導体層を形成することによって有機半導体トランジスタを作製する方法が開示されている。インクジェット法はインクジェットヘッドを用いて微量のインクを所定の位置に吐出することによって有機半導体層を形成する方法であり、微細にパターニングされた有機半導体層を、高生産性で形成することができる点において優れた方法である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５８４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一般的に半導体トランジスタは、ゲート電圧を印加することによって上記半導体材料からなる層の界面の電荷量を変化させることにより、ドレイン電流を制御してスイッチング機能を発揮させるものである。ここで、半導体トランジスタに十分なスイッチング機能を発揮させるためには、オン、オフ時のドレイン電流の比（オンオフ比）が大きいことが望ましいものである。これは、オンオフ比が大きい場合は僅かなゲート電圧の変化で大きなドレイン電流の変化を得ることができるからである。しかしながら、上述した有機半導体トランジスタは、従来の無機半導体トランジスタに比べてオンオフ比が小さいといった問題がある。
【０００９】
一般的に、オンオフ比が小さくなる原因としては、オン電流が低いこと、あるいは、オフ電流が高いことが挙げられるが、上述した有機半導体トランジスタにおいては特にオフ電流が高いことに問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、オフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備え、高生産性で製造可能な有機半導体素子の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、基板と、上記基板上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、上記基材上に形成され、絶縁性材料からなり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成された絶縁性隔壁部と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を有する有機半導体素子であって、
上記ゲート電極が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることを特徴とする有機半導体素子を提供する。
【００１２】
本発明によれば、上記ゲート電極が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることにより、各開口部内に形成された有機半導体層の面積を、必然的に上記ゲート電極の面積以下にすることができる。このため、本発明によれば各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタのオフ電流値を小さいものとすることができる。
また本発明によれば、上記チャネル領域上が開口部となるように絶縁性隔壁部が形成されていることから、例えば、本発明の有機半導体素子を製造する工程において、生産性の高いインクジェット法を用い、上記絶縁性隔壁部内に選択的に有機半導体層およびゲート絶縁層を形成することが可能となる。
さらに本発明においては、上記絶縁性隔壁部が絶縁性材料からなることから、上記絶縁性隔壁部を層間絶縁層としても機能させることができるため、上記絶縁性隔壁部とは別に層間絶縁層を形成することが不要になる。
このようなことから、本発明によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備え、高生産性で製造可能な有機半導体素子の製造方法を提供することができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために本発明は、基板と、上記基板上に形成されたゲート電極と、上記ゲート電極上に形成され、開口部を備える絶縁性隔壁部と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート絶縁層上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、を有する有機半導体素子であって、上記絶縁性隔壁部の開口部が、上記ゲート電極上に形成されていることを特徴とする有機半導体素子を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記絶縁性隔壁部の開口部が上記ゲート電極上に形成されていることにより、上記開口部内に形成される有機半導体層の面積を、必然的に上記ゲート電極の面積以下にすることができるため、各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタのオフ電流値を小さいものにすることができる。
また本発明によれば、上記有機半導体層および上記ゲート絶縁層が上記開口部内に形成されているため、例えば、本発明の有機半導体素子を製造する工程において、生産性の高いインクジェット法を用いて有機半導体層およびゲート絶縁層を形成することが可能となる。
さらに本発明においては、上記絶縁性隔壁部が絶縁性材料からなることから、上記絶縁性隔壁部を層間絶縁層としても機能させることができるため、上記絶縁性隔壁部とは別に層間絶縁層を形成することが不要になる。
このようなことから、本発明によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備え、高生産性で製造可能な有機半導体素子の製造方法を提供することができる。
【００１５】
本発明においては、上記絶縁性隔壁部が撥液性を有することが好ましい。上記絶縁性隔壁部が撥液性を有することにより、例えば、上記有機半導体層または上記ゲート絶縁層をインクジェット法によって形成する際に、仮にインクが上記絶縁性隔壁部の開口部から多少ずれた位置に滴下された場合であっても、撥液性の作用により当該インクを上記絶縁性隔壁部の内側へ導入することできるため、インクジェット法を用いることによって生じる欠陥を少なくできる等の利点を有するからである。
【００１６】
また本発明は、基板を用い、上記基板上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、上記ソース・ドレイン電極形成工程において形成されたソース電極および上記ドレイン電極上に、上記ソース電極および上記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に、有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層形成工程において形成された有機半導体層上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、を有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば上記ゲート電極形成工程が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するものであることにより、各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタにおいては有機半導体層の面積を、必然的にゲート電極の面積以下にすることができる。このため、本発明によればオフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を製造することができる。
また本発明によれば、上記有機半導体層形成工程が、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内に有機半導体層を形成するものであることにより、例えば、インクジェット法等を用いた連続プロセスによって上記有機半導体層形成工程を実施することが可能になる。
このようなことから、本発明によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【００１８】
また本発明は、基板を用い、上記基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、上記ゲート電極形成工程において形成されたゲート電極上であり、かつ、上記ゲート電極上に開口部を備える絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記ゲート絶縁層形成工程において形成されたゲート絶縁層上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層形成工程により形成された有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、を有することを特徴とする、有機半導体素子の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明によれば、上記絶縁性隔壁部形成工程が上記ゲート電極形成工程において形成された上記ゲート電極上であり、かつ、上記ゲート電極上に開口部を備える絶縁性隔壁部を形成するものであることにより、上記有機半導体層形成工程によって形成される有機半導体層の面積を、上記ゲート電極の面積よりも必然的に小さいものにすることができる。このため、本発明によればオフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を製造することができる。
また本発明によれば、上記有機半導体層形成工程が、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内に有機半導体層を形成するものであることにより、例えば、インクジェット法等を用いた連続プロセスにより、上記有機半導体層形成工程を実施することが可能になる。
このようなことから、本発明によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【００２０】
本発明においては、上記有機半導体層形成工程が、インクジェット法を用いて上記有機半導体層を形成するものであることが好ましい。これにより、上記有機半導体層形成工程において、上記有機半導体層を高効率で形成することができる結果、さらに高効率で有機半導体素子を製造することが可能になるからである。
【００２１】
また本発明は、上記本発明に係る有機半導体素子が用いられ、上記基板上に有機半導体トランジスタが複数個形成されていることを特徴とする、有機トランジスタアレイを提供する。本発明によれば、上記本発明に係る有機半導体素子が用いられていることから、オンオフ比に優れる有機トランジスタアレイを得ることができる。
【００２２】
さらに本発明は、上記本発明に係る有機トランジスタアレイが用いられたことを特徴とするディスプレイを提供する。本発明によれば、上記本発明に係る有機トランジスタアレイが用いられていることにより、表示性能に優れたディスプレイを得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、オフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子であって、高効率で製造可能な有機半導体素子を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、有機半導体素子、有機半導体素子の製造方法、有機トランジスタアレイ、およびディスプレイに関するものである。
以下、本発明の有機半導体素子、有機半導体素子の製造方法、有機トランジスタアレイ、およびディスプレイについて順に説明する。
【００２５】
なお、本発明において「有機半導体トランジスタ」は、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁層、および、ゲート電極を合わせたものを指すものとする。
【００２６】
Ａ．有機半導体素子
まず、本発明の有機半導体素子について説明する。本発明の有機半導体素子は、トップゲート型の有機半導体トランジスタを備えるものと、ボトムゲート型の有機半導体トランジスタを備えるものとの２態様に分類することができる。
以下、各態様に分けて本発明の有機半導体素子について説明する。
【００２７】
Ａ−１：第１態様の有機半導体素子
まず、本発明の第１態様の有機半導体素子について説明する。本態様の有機半導体素子は、トップゲート型の有機半導体トランジスタを有するものである。
すなわち、本態様の有機半導体素子は、基板と、上記基板上に形成されたソース電極およびドレイン電極と、上記基板上に形成され、絶縁性材料からなり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成された絶縁性隔壁部と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、を有するものであって、上記ゲート電極が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
このような本態様の有機半導体素子について図を参照しながら説明する。図１は本態様の有機半導体素子の一例を示す概略図である。ここで、図１（ａ）は、本態様の有機半導体素子の一例を示す概略断面図であり、一方、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＺ方向から本態様の有機半導体素子を正視した概略図である。
図１（ａ）に例示するように本態様の有機半導体素子１０は、基板１と、上記基板１上に形成されたソース電極２およびドレイン電極３と、上記基板１上に形成され、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部４と、上記絶縁性隔壁部４の開口部内であり、かつ、上記ソース電極２および上記ドレイン電極３上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層５と、上記有機半導体層５上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層６と、上記ゲート絶縁層６上に形成されたゲート電極７とを有するものである。このような例において、本態様の有機半導体素子１０は上記ゲート電極７が、上記絶縁性隔壁部４の開口部を覆うように形成されていることを特徴とするものである。
また、図１（ｂ）に例示するように、本態様の有機半導体素子１０においては、上記絶縁性隔壁部４が、上記ソース電極２および上記ドレイン電極３によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成されているものである。
なお、図１（ｂ）においては、有機半導体層、ゲート絶縁層およびゲート電極の図示は省略した。
【００２９】
本態様によれば、上記ゲート電極が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることにより、各開口部内に形成された有機半導体層の面積を、必然的に上記ゲート電極の面積以下にすることができる。このため、本態様によれば各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタのオフ電流値を小さいものとすることができる。
また、本態様によれば、上記チャネル領域上が開口部となるように絶縁性隔壁部が形成されていることから、例えば、本態様の有機半導体素子を製造する工程において、生産性の高いインクジェット法を用い、上記絶縁性隔壁部内に選択的に有機半導体層およびゲート絶縁層を形成することが可能となる。
さらに、本態様の有機半導体素子においては、上記絶縁性隔壁部が絶縁性材料からなるため、上記絶縁性隔壁部を層間絶縁層としても機能させることができるため、上記絶縁性隔壁部とは別に層間絶縁層を形成することが不要になる。
このようなことから、本態様によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備え、高生産性で製造可能な有機半導体素子の製造方法を提供することができる。
【００３０】
本態様の有機半導体素子は、少なくとも上記基板、ソース電極、ドレイン電極、絶縁性隔壁部、有機半導体層、ゲート絶縁層、および、ゲート電極を有するものである。
以下、本態様の有機半導体素子に用いられる各構成について順に説明する。
【００３１】
１．絶縁性隔壁部
まず、本態様に用いられる絶縁性隔壁部について説明する。本態様に用いられる絶縁性隔壁部は、絶縁性材料からなり、かつ、少なくとも後述するソース電極およびドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成されたものである。
本態様の有機半導体素子は、このような絶縁性隔壁部を備えることにより高効率で製造することが可能となるのである。
以下、このような絶縁性隔壁部について詳細に説明する。
【００３２】
本態様の有機半導体素子に絶縁性隔壁部が形成されている態様としては、少なくとも後述するソース電極およびドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように形成されている態様であれば特に限定されるものではない。ここで、上記「チャネル領域」とは、後述するソース電極およびドレイン電極のチャネル部によって挟まれた領域のみを意味するものである。
【００３３】
本態様において、上記チャネル領域上が開口部となるように絶縁性隔壁部が形成されている態様としては、上記チャネル領域上の少なくとも一部が開口部となるように形成されている態様であれば特に限定されるものではない。したがって、本態様において絶縁性隔壁部が形成されている態様としては、チャネル領域の一部が開口部内に収納されるように形成されている態様であってもよく、あるいは、チャネル領域の全部が開口部内に収納されるように形成されている態様であってもよい。なかでも本態様における絶縁性隔壁部はチャネル領域の全部が開口部内に収納される態様で形成されていることが好ましい。その理由は次の通りである。
すなわち、上記絶縁性隔壁部の開口部内には後述する有機半導体層やゲート絶縁層が形成されることになるが、上記開口部の壁面近傍においてはこのような有機半導体層やゲート絶縁層の厚みのバラツキが大きくなる傾向にある。したがって、本発明における絶縁性隔壁部が、チャネル領域の一部が開口部内に収納されるように形成されている場合は、当該厚みのバラツキの影響によりトランジスタ性能が損なわれる可能性がある。しかしながら、チャネル領域の全部が開口部内に収納されるように形成されている場合は、このような問題が少ないからである。
【００３４】
本態様において上記絶縁性隔壁部が形成されている態様としては、各有機半導体トランジスタ毎に絶縁性隔壁部が別個に形成された態様であってもよく、あるいは、隣接する有機半導体トランジスタにおける絶縁性隔壁部同士が一体に形成された態様であってもよい。本態様においてはこれらのいずれの態様であっても好適に用いることができるが、特に後者の態様であることが好ましい。このような態様で絶縁性隔壁部が形成されていることにより、本態様における絶縁性隔壁部を層間絶縁層としても用いることが可能になるからである。
【００３５】
本態様において絶縁性隔壁部がこのような態様で形成されている場合について図を参照しながら説明する。図２は、本態様の有機半導体素子の他の例を示す概略断面図である。図２に例示するように、本態様の有機半導体素子１０においては、隣接する有機半導体トランジスタにおいて絶縁性隔壁部４’が一体となるように形成されていることが好ましい。
【００３６】
本態様に用いられる絶縁性隔壁部の高さは、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて、任意に調整すればよいが、通常、０．０１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましく、さらに０．５μｍ〜２μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３７】
本態様における絶縁性隔壁部に用いられる絶縁性材料としては、本態様の有機半導体素子において後述するゲート電極と、ソース電極およびドレイン電極とを所望の程度に絶縁できる絶縁性を備えるものであれば特に限定されるものではなく、絶縁性隔壁部の高さ等に応じて任意の材料を適宜選択して用いることができる。なかでも本態様に用いられる絶縁性材料は、絶縁破壊強さが２００Ｖ／μｍ〜３００Ｖ／μｍの範囲内であるものが好ましく、特に２５０Ｖ／μｍ〜３００Ｖ／μｍの範囲内であるものが好ましい。
【００３８】
ここで、上記絶縁破壊強さは次のような方法によって求めた値を用いるものとする。
１）まず、評価対象となる絶縁性材料を電極でサンドイッチした構造の素子を作製する。
２）次に、上部電極-下部電極間に０〜３００Ｖの電圧Ｖを印加し、上部電極-下部電極間を流れる電流値Ｉを計測する。
３）得られた電流値Ｉのデータを元に、横軸を電界強度Ｅ(印加電圧Ｖを絶縁層の膜厚ｄで割ったもの)、縦軸を絶縁層の抵抗値Ｒ(印加電圧を電流値で割ったもの)としてプロットする。そのグラフを元に急激に抵抗値Ｒが低下する電界強度の値Ｅ０を絶縁破壊強さとする。
【００３９】
また、本態様に用いられる絶縁性材料は、体積固有抵抗値が１×１０１５Ω・ｃｍ以上であるものが好ましく、なかでも１×１０１７Ω・ｃｍ以上であるものが好ましい。
ここで、上記体積固有抵抗値は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じて測定した値を示すものとする。
【００４０】
また、本態様に用いられる絶縁性材料は、上記絶縁性および体積固有抵抗値を備えるもののなかでも光硬化型樹脂を用いることが好ましい。光硬化型樹脂を用いることにより、本態様の有機半導体素子を製造する工程において、上記絶縁性隔壁部をフォトリソグラフィー法によって形成することが可能となるため、微細にパターニングされた絶縁性隔壁部を形成することが容易になるからである。
【００４１】
このような絶縁性材料としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、カルド系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等を挙げることができる。なかでも本態様においては、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、または、カルド系樹脂が好適に用いられる。
【００４２】
また、本態様に用いられる絶縁性隔壁部は撥液性を有することが好ましい。上記絶縁性隔壁部が撥液性を有することにより、例えば、上記有機半導体層または上記ゲート絶縁層をインクジェット法によって形成する際に、仮にインクが上記絶縁性隔壁部から多少ずれた位置に滴下された場合であっても、撥液性の作用により当該インクを上記絶縁性隔壁部の内側へ導入することでき、インクジェット法を用いることによって生じる欠陥を少なくできる等の利点を有するからである。
ここで、上記「撥液性」とは、本態様の有機半導体素子を製造する際に、上記絶縁性隔壁部の開口部内に塗工される塗工液に対する撥液性を意味するものである。
【００４３】
上記撥液性の程度としては、本態様の有機半導体素子を製造する際に、上記絶縁性隔壁部内に塗工される塗工液の表面張力等に応じて適宜調整すればよいが、なかでも本態様においては、蒸留水に対する接触角が８０°以上であることが好ましい。
ここで、上記接触角は、例えば、協和界面科学社製：Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ７００を用いて測定することができる。
【００４４】
本態様に用いられる絶縁性隔壁部が撥液性を備える態様としては、絶縁性隔壁部の表面が所望の撥液性を発現できる態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、例えば、上記絶縁性材料として撥液性を有する材料が用いられた態様と、上記絶縁性材料として撥液性を有さない樹脂材料が用いられ、当該樹脂材料を用いて絶縁性隔壁部を形成した後、絶縁性隔壁部の表面が撥液化処理されることにより撥液性が付与された態様とを挙げることができる。本態様においては上記のいずれの態様で撥液性が付与された絶縁性隔壁部であっても好適に用いることができる。
【００４５】
ここで、上記撥液性を有する絶縁性材料としては、例えば、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、および、カルド系樹脂を挙げることができる。
【００４６】
また、上記撥液化処理としては、例えば、フッ素化合物を導入ガスとしたプラズマ照射をする方法が用いることができる。上記導入ガスに用いられるフッ素化合物としては、例えば、ＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｈ８、Ｃ５Ｆ８等を挙げることができる。
【００４７】
上記プラズマ照射を照射する方法としては、上記絶縁性隔壁部の撥液性を向上できる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、減圧下でプラズマ照射してもよく、または、大気圧下でプラズマ照射してもよい。
【００４８】
なお、このようなプラズマ照射による撥液化処理を用いる場合、本態様に用いられる絶縁性隔壁部は表面にフッ素が存在することになるが、このようなフッ素の存在は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ：ＥＳＣＡＬＡＢ  ２２０ｉ−ＸＬ）による分析により確認することができる。
【００４９】
２．ゲート電極
次に、本態様に用いられるゲート電極について説明する。本態様に用いられるゲート電極は、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されたことを特徴とするものである。
本態様の有機半導体素子は、このようにゲート電極が上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されていることにより、後述する有機半導体層の面積をゲート電極の面積よりも小さいものとすることができるため、オフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを作製することができる。
以下、本態様に用いられるゲート電極について説明する。
【００５０】
上述したように、本態様に用いられるゲート電極は、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように形成されたものであるが、ここで本態様において「絶縁性隔壁部の開口部を覆うように」とは、各開口部当たりに形成されるゲート電極の面積が、上記開口部の面積以上であることを意味するものである。
【００５１】
本態様に用いられるゲート電極を構成ずる材料としては導電性材料であれば特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、および、Ｔｉ等の金属や、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子材料等を挙げることができる。
【００５２】
また、本態様に用いられるゲート電極は、後述するゲート絶縁層上に所定のパターン状に形成されるものであるが、上記ゲート電極のパターンとしては特に限定されるものではなく、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて任意のパターンを選択して用いることができる。
【００５３】
３．有機半導体層
次に、本態様に用いられる有機半導体層について説明する。本態様に用いられる有機半導体層は、上述した絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、後述するソース電極およびドレイン電極上に形成されるものである。また、本態様に用いられる有機半導体層は有機半導体材料からなるものである。
以下、本態様に用いられる有機半導体層について説明する。
【００５４】
本態様に用いられる上記有機半導体材料としては、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて、所望の半導体特性を備える有機半導体層を形成できる材料であれば特に限定されるものではなく、一般的に有機半導体トランジスタに用いられる有機半導体材料を用いることができる。このような有機半導体材料としては、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等を挙げることができる。より具体的には、ペンタセン等の低分子系有機半導体材料、および、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）等のポリピロール類、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等のポリチオフェン類、ポリイソチアナフテン等のポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレン等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）等のポリ（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）等のポリアニリン類、ポリアセチレン等のポリアセチレン類、ポリジアセチレン、ポリアズレン等のポリアズレン類等の高分子系有機半導体材料を挙げることができる。なかでも本態様においては、ペンタセンまたはポリチオフェン類を好適に用いることができる。
【００５５】
また、本態様に用いられる有機半導体層の厚みについては、上記有機半導体材料の種類等に応じて所望の半導体特性を備える有機半導体層を形成できる範囲であれば特に限定されない。なかでも本態様においては１０００ｎｍ以下であることが好ましく、なかでも５ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記有機半導体層の厚みは、本態様における有機半導体層のうち最も厚みが厚い部分の厚みを意味するものとする。
【００５６】
なお、本態様における有機半導体層は、上記絶縁性隔壁部の開口部内に形成されることから、有機半導体層の面積は、通常、上記開口部の面積と同一になる。
【００５７】
４．ゲート絶縁層
次に、本態様に用いられるゲート絶縁層について説明する。本態様に用いられるゲート絶縁層は、上述した有機半導体層上に積層されるように形成されるものであり、絶縁性樹脂材料からなるものである。
以下、本態様に用いられるゲート絶縁層について詳細に説明する。
【００５８】
本態様においてゲート絶縁層が形成されている態様としては、上述した絶縁性隔壁部の開口部内であって、かつ、上述した有機半導体層上に積層されるように形成されている態様であれば特に限定されるものではない。なかでも本態様においては、ゲート絶縁層の上面が、上述した絶縁性隔壁部の上面と同等の高さになるように形成されていることが好ましい。ゲート絶縁層がこのように形成されていることにより、本態様の有機半導体素子を製造する際に、ゲート絶縁層上に後述するゲート電極を形成することが容易になるからである。
【００５９】
本態様に用いられるゲート絶縁層の厚みは、ゲート絶縁層を構成する絶縁性樹脂材料の種類等に応じて、ゲート絶縁層に所望の絶縁性を付与できる範囲内であれば特に限定されるものではない。なかでも本態様においては０．０１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．０１μｍ〜３μｍの範囲内であることが好ましく、さらに０．０１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましい。
【００６０】
また、ゲート絶縁層を構成する絶縁性樹脂材料としては、ゲート絶縁層に所望の絶縁性を付与することができ、かつ、本態様の有機半導体素子を製造する工程において、上述した有機半導体層上にゲート絶縁層を形成する際に、上記有機半導体層の性能を損なわないものであれば特に限定されるものではない。このような絶縁性樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、カルド系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等を挙げることができる。
【００６１】
５．ソース電極・ドレイン電極
次に、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極について説明する。本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、後述する基板上に形成されるものであり、チャネル領域を構成するものである。
【００６２】
本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、通常、金属材料から構成されるものであるが、上記金属材料としては所望の導電性を有するものであれば特に限定されるものではない。このような金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、ＩＺＯ、ＩＴＯを挙げることができる。また、本態様に用いられるソースおよびドレイン電極に用いられる材料としては、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子材料も用いることができる。
【００６３】
なお、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、通常、同一の材料から構成される。
【００６４】
また、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、後述する基板上に所定のパターン状に形成されるものであるが、上記ソース電極およびドレイン電極のパターンとしては特に限定されるものではなく、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて任意のパターンを選択して用いることができる。
【００６５】
６．基板
次に、本態様に用いられる基板について説明する。本態様に用いられる基板は上記有機半導体トランジスタを支持するものである。
【００６６】
本態様に用いられる基板としては、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて任意の機能を有する基板を用いることができる。このような基板としては、ガラス基板等の可撓性を有さないリジット基板であってもよく、または、プラスチック樹脂からなるフィルム等の可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。本態様においては、このようなリジット基板およびフレキシブル基板のいずれであっても好適に用いられるが、なかでもフレキシブル基板を用いることが好ましい。フレキシブル基板を用いることにより、本態様の有機半導体素子をＲｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌプロセスにより製造することが可能になるため、本態様の有機半導体素子をより生産性の高いものにすることができるからである。
【００６７】
ここで、上記プラスチック樹脂としては、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＣ、ＰＰＳおよびＰＥＩ等を挙げることができる。
【００６８】
また、本態様に用いられる基板は単一層からなるものであってもよく、または、複数の層が積層された構成を有するものであってもよい。上記複数の層が積層された構成を有する基板としては、例えば、上記プラスチック樹脂からなる基材上に、金属材料からなるバリア層が積層された構成を有するものを例示することができる。ここで、上記プラスチック樹脂からなる基板は、本態様の有機半導体素子を可撓性を有するフレキシブルなものにできるという利点を有する反面、上記ソース電極およびドレイン電極を形成する際に表面に損傷を受けやすいという欠点を有することが指摘されている。しかしながら、上記バリア層が積層された基板を用いることにより、上記プラスチック樹脂からなる基材を用いる場合であっても、上記のような欠点を解消することができるという利点がある。
【００６９】
本態様に用いられる基板の厚みは、通常、１ｍｍ以下であることが好ましく、なかでも５０μｍ〜７００μｍの範囲内であることが好ましい。
ここで、本態様に用いられる基板が複数の層が積層された構成を有するものである場合、上記厚みは、各層の厚みの総和を意味するものとする。
【００７０】
７．その他の構成
本態様の有機半導体素子は、上記以外の他の構成を有するものであってもよい。本態様に用いられる他の構成としては、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて、本態様の有機半導体素子に所望の機能を付加できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本態様に好適に用いられる上記他の構成としては、例えば、上記ゲート電極上に形成され、空気中に存在する水分や酸素の作用により上記有機半導体層が劣化することを防止するパッシベーション層を挙げることができる。
【００７１】
本態様に用いられるパッシベーション層を構成する材料としては、空気中の水分や酸素を透過しにくく、上記有機半導体層の劣化を所望の程度に防止できるものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、例えば、ＰＶＡ、ＰＶＡ等の水溶性樹脂や、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
【００７２】
本態様の有機半導体素子に上記パッシベーション層が形成されている態様としては、パッシベーション層を構成する材料や、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて、上記有機半導体層が劣化することを所望の程度に防止できる態様であれば特に限定されるものではない。なかでも本態様においては、少なくとも上記絶縁性隔壁部の開口部の上面を覆うように形成されていることが好ましい。
【００７３】
また、本態様に用いられるパッシベーションの厚みは、パッシベーション層を構成する材料等に依存して決定されるものであるが、通常、０．１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、なかでも０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、さらに１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００７４】
８．有機半導体素子の用途
本態様の有機半導体素子の用途としては、例えば、ＴＦＴ方式を用いるディスプレイ装置のＴＦＴアレイ基板として用いることができる。このようなディスプレイ装置としては例えば、液晶ディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、および、有機ＥＬディスプレイ装置等を挙げることができる。
【００７５】
９．有機半導体素子の製造方法
本態様の有機半導体素子の製造方法としては、上記構成を有する有機半導体素子を製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、後述する「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項において説明する方法を用いることができる。
【００７６】
Ａ−２：第２態様の有機半導体素子
次に、本発明の第２態様の有機半導体素子について説明する。本態様の有機半導体素子は、ボトムゲート型の有機半導体トランジスタを有するものである。
すなわち、本態様の有機半導体素子は、基板と、上記基板上に形成されたゲート電極と、上記ゲート電極上に形成され、開口部を備える絶縁性隔壁部と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート絶縁層上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層と、上記有機半導体層上に形成されたソース電極およびドレイン電極とを有するものであって、上記絶縁性隔壁部の開口部が、上記ゲート電極上に形成されていることを特徴とするものである。
【００７７】
このような本態様の有機半導体素子について図を参照しながら説明する。図３は本態様の有機半導体素子の一例を示す概略断面図である。図３に例示するように、本態様の有機半導体素子１１は、基板１と、上記基板１上に形成されたゲート電極７と、上記ゲート電極７上に形成され、開口部を備える絶縁性隔壁部４と、上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に形成され、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層６と、上記絶縁性隔壁部４の開口部内であり、かつ、上記ゲート絶縁層６上に形成され、有機半導体材料からなる有機半導体層５と、上記有機半導体層５上に形成されたソース電極２およびドレイン電極３と、を有するものである。
このような例において本態様の有機半導体素子１１は、上記絶縁性隔壁部の開口部が、上記ゲート電極７上に形成されていることを特徴とするものである。
【００７８】
本態様によれば、上記絶縁性隔壁部の開口部が、上記ゲート電極上に形成されていることにより、上記開口部内に形成される有機半導体層の面積を、必然的に上記ゲート電極の面積以下にすることができるため、各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタのオフ電流値を小さいものにすることができる。
また本態様によれば、上記有機半導体層および上記ゲート絶縁層が上記開口部内に形成されているため、例えば、本態様の有機半導体素子を製造する工程において、生産性の高いインクジェット法を用いて有機半導体層およびゲート絶縁層を形成することが可能となる。
さらに、本態様の有機半導体素子においては、上記絶縁性隔壁部が絶縁性材料からなるため、上記絶縁性隔壁部は層間絶縁層としても機能させることができるため、上記絶縁性隔壁部とは別に層間絶縁層を形成することが不要になる。
このようなことから、本態様によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備え、高生産性で製造可能な有機半導体素子の製造方法を提供することができる。
【００７９】
本態様の有機半導体素子は、少なくとも、上記基板、ゲート電極、絶縁性隔壁部、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、および、ドレイン電極を有するものである。
以下、本態様の有機半導体素子に用いられる各構成について順に説明する。
【００８０】
１．絶縁性隔壁部
まず、本態様に用いられる絶縁性隔壁部について説明する。本態様に用いられる絶縁性隔壁部は、絶縁性材料からなり、後述するゲート電極上に開口部が配置されるように形成されるように形成されたものである。
【００８１】
ここで、本態様における絶縁性隔壁部は、ゲート電極上に開口部が配置されるように形成されたものであるが、「ゲート電極上の開口部が配置される」とは、開口部がゲート電極上に収まるように形成されていること意味するものである。
【００８２】
なお、本態様に用いられる絶縁性隔壁部は、後述するゲート電極上に開口部が配置されるように形成されるように形成されていること以外は、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において記載したものと同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００８３】
２．ゲート絶縁層
次に、本態様に用いられるゲート絶縁層について説明する。本態様に用いられるゲート絶縁層は、絶縁性樹脂材料からなり、上述した絶縁性隔壁部の開口部内であって、かつ、後述するゲート電極上に形成されるものである。
ここで、本態様に用いられるゲート絶縁層は、上記ゲート電極上に形成されること以外は、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において記載したものと同様であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００８４】
３．有機半導体層
次に、本態様に用いられる有機半導体層について説明する。本態様に用いられる有機半導体層は、上述した絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート絶縁層上に形成されるものである。また、本態様に用いられる有機半導体層は有機半導体材料からなるものである。
ここで、上述したよう上記絶縁性隔壁部の開口部は、後述するゲート電極上に配置されるように形成されることから、本態様に用いられる有機半導体層の面積は、必然的に後述するゲート電極の面積以下となる。
【００８５】
なお、本態様に用いられる有機半導体層は、上記ゲート絶縁層上に形成されていること以外は、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるためここでの詳しい説明は省略する。
【００８６】
４．ゲート電極
次に、本態様に用いられるゲート電極について説明する。本態様に用いられるゲート電極は、上記基板上に形成されるものである。
【００８７】
本態様に用いられるゲート電極は、通常、導電性材料からなるものであるが、上記導電性材料としては、所望の導電性を備えるものであれば特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、例えば、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものを用いることができる。
【００８８】
また、本態様に用いられるゲート電極は、後述する基板上に所定のパターン状に形成されるものであるが、上記ゲート電極のパターンとしては特に限定されるものではなく、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて任意のパターンを選択して用いることができる。
【００８９】
５．ソース電極・ドレイン電極
次に、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極について説明する。本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、上記有機半導体層上に形成されるものである。
【００９０】
本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、通常、導電性材料からなるものである。上記導電性材料としては、本態様の有機半導体素子を製造する工程において、上記有機半導体層の半導体性能を損なうことなく、上記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成できるものであれば特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、例えば、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において、ソース電極およびドレイン電極を構成する材料として説明したものと同様のもの用いることができる。
【００９１】
なお、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、通常、同一の金属材料から構成される。
【００９２】
また、本態様に用いられるソース電極およびドレイン電極は、上記有機半導体層上に所定のパターン状に形成されるものであるが、上記ソース電極および上記ドレイン電極のパターンとしては特に限定されるものではなく、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて任意のパターンを選択して用いることができる。
【００９３】
６．基板
次に、本態様に用いられる基板について説明する。本態様に用いられる基板は上記有機半導体トランジスタを支持するものである。
ここで、本態様に用いられる基板については、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９４】
７．その他の構成
本態様の有機半導体素子は、上記以外の他の構成を有するものであってもよい。本態様に用いられる他の構成としては、本態様の有機半導体素子の用途等に応じて、所望の機能を付加できるものであれば特に限定されるものではない。なかでも本態様に好適に用いられる上記他の構成としては、例えば、上記有機半導体層上に形成され、空気中に存在する水分や酸素の作用により上記有機半導体層が劣化することを防止するパッシベーション層を挙げることができる。ここで、本態様に用いられるパッシベーション層については、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９５】
８．有機半導体素子の用途
本態様の有機半導体素子の用途としては、例えば、ＴＦＴ方式を用いるディスプレイ装置のＴＦＴアレイ基板として用いることができる。このようなディスプレイ装置としては例えば、液晶ディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、および有機ＥＬディスプレイ装置等を挙げることができる。
【００９６】
９．有機半導体素子の製造方法
本態様の有機半導体素子の製造方法としては、上記構成を有する有機半導体素子を製造できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、後述する「Ｂ−２：第２態様の有機半導体素子の製造方法」の項において説明する方法を用いることができる。
【００９７】
Ｂ．有機半導体素子の製造方法
次に、本発明の有機半導体素子の製造方法について説明する。本発明の有機半導体素子は、トップゲート型の有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子を製造するものと、ボトムゲート型の有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子を製造するものとの２態様に分類することができる。
以下、各態様に分けて本発明の有機半導体素子の製造方法について説明する。
【００９８】
Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法
まず、本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法について説明する。本態様の有機半導体素子の製造方法は、トップゲート型の有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子を製造するものである。
すなわち、本態様の有機半導体素子の製造方法は、基板を用い、上記基板上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、上記ソース・ドレイン電極形成工程において形成されたソース電極および上記ドレイン電極上に、上記ソース電極および上記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に、有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層形成工程において形成された有機半導体層上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、を有することを特徴とするものである。
【００９９】
このような本態様の有機半導体素子の製造方法について図を参照しながら説明する。図４〜図９は本態様の有機半導体素子の製造方法の一例を示す概略図である。なお、図４〜図９の各図における（ｂ）は、各図における（ａ）中のＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図４〜図９に例示するように本態様の有機半導体素子の製造方法は、基板１を用い（図４）、上記基板１上にソース電極２およびドレイン電極３を形成するソース・ドレイン電極形成工程と（図５）、上記ソース・ドレイン電極形成工程において形成された上記ソース電極２および上記ドレイン電極３上に、上記ソース電極３および上記ドレイン電極３によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部４を形成する絶縁性隔壁部形成工程と（図６）、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された上記絶縁性隔壁部４の開口部内であり、かつ、上記ソース電極２および上記ドレイン電極３上に、有機半導体材料からなる有機半導体層５を形成する有機半導体層形成工程と（図７）、上記有機半導体層形成工程において形成された上記有機半導体層５上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層６を形成するゲート絶縁層形成工程と（図１５）、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と（図１６）を有するものである。
【０１００】
本態様によれば上記ゲート電極形成工程が、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成するものであることにより、各開口部単位に形成される有機半導体トランジスタにおいては、有機半導体層の面積を、必然的にゲート電極の面積以下にすることができる。このため、本態様によればオフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を製造することができる。
また本態様によれば、上記有機半導体層形成工程が、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内に有機半導体層を形成するものであることにより、例えば、インクジェット法等を用いた連続プロセスにより、上記有機半導体層形成工程を実施することが可能になる。
このようなことから、本態様によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【０１０１】
本態様の有機半導体素子の製造方法は、少なくとも上記ソース・ドレイン電極形成工程、上記絶縁性隔壁部形成工程、上記有機半導体層形成工程、上記ゲート絶縁層形成工程、および、上記ゲート電極形成工程を有するものである。
以下、本態様の有機半導体素子の製造方法に用いられる各工程について順に説明する。
【０１０２】
１．ソース・ドレイン電極形成工程
まず、本態様に用いられるソース・ドレイン電極形成工程について説明する。本工程は、基板を用い、上記基板上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程である。
【０１０３】
本工程において上記基板上にソース電極およびドレイン電極を形成する方法としては、所望のパターン状にソース電極およびドレイン電極を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、上記基板上にパターン状のソース電極およびドレイン電極を直接形成する方法（第１の方法）と、上記基板の全面に導電性薄膜層を形成した後、当該導電性薄膜層をパターン状にエッチングすることにより、ソース電極およびドレイン電極を形成する方法（第２の方法）とを挙げることができる。本工程においては、上記のいずれの方法であっても好適に用いることができるが、なかでも上記第２の方法を用いることが好ましい。このような方法を用いることにより、より高精細なパターン状のソース電極およびドレイン電極を形成することができるからである。
【０１０４】
上記第２の方法において、上記導電性薄膜層をパターン状にエッチングする方法としては、上記導電性薄膜層を所望のパターンにエッチングできる方法であれば特に限定されるものではない。このようなエッチング方法としては、例えば、レジスト材料を用いたリソグラフィー法やレーザーアブレーション法等を挙げることができる。本工程においてはこれらのいずれの方法であっても好適に用いることができるが、なかでも上記レジスト材料を用いたリソグラフィー法が最も好適に用いられる。上記リソグラフィー法によれば高精細なパターン状のソース電極およびドレイン電極を容易に製造することができるからである。また、このような方法によれば本工程を連続プロセスとして実施することも可能になるからである。
【０１０５】
上記レジスト材料としては、例えば、フォトレジスト、スクリーンレジスト、ＥＢレジスト等を用いることができる。
【０１０６】
また、上記第２の方法において基板上に導電性薄膜層を形成する方法としては、厚みが均一な導電性薄膜層を形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、真空蒸着法等の一般的に金属薄膜を形成する方法として公知の方法を用いることができる。
また、上記導電性薄膜層に用いられる材料としては、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項においてソース電極およびドレイン電極に用いられる金属材料として説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
また、本工程において形成されるドレイン電極は、画素電極と一体に形成されたものであってもよい。
【０１０８】
なお、本工程に用いられる基板については、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１０９】
２．絶縁性隔壁部形成工程
次に、本態様に用いられる絶縁性隔壁部形成工程について説明する。本工程は上記ソース・ドレイン電極形成工程において形成された上記ソース電極および上記ドレイン電極上に、上記ソース電極および上記ドレイン電極によって構成されるチャネル領域上が開口部となるように、絶縁性材料からなる絶縁性隔壁部を形成する工程である。
【０１１０】
本工程において上記絶縁性隔壁部を形成する方法としては、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に、所望のパターン状の絶縁性隔壁部を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法しては、フォトリソグラフィー法、マイクロコンタクトプリンティング法、インクジェット法、および、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷等の印刷法等を挙げることができる。なかでも本工程においてはフォトリソグラフィー法を用いることが好ましい。
【０１１１】
なお、本工程に用いられる上記絶縁性材料については、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１１２】
３．有機半導体層形成工程
次に、本態様に用いられる有機半導体層形成工程について説明する。本工程は、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ソース電極および上記ドレイン電極上に、有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する工程である。
【０１１３】
本工程において、上記有機半導体層を形成する方法としては、本工程に用いられる有機半導体材料の種類等に応じて、上記絶縁性隔壁部の開口部内に所望の厚みの有機半導体層を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、上記有機半導体材料が溶媒に可溶なものである場合は、当該有機半導体材料を溶媒に溶解して、有機半導体層形成用塗工液を調製した後、当該有機半導体層形成用塗工液を塗工する方法を挙げることができる。この場合の塗工方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、ＬＢ法、ディップコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビアオフセット印刷、およびキャスト法等を挙げることができる。一方、上記有機半導体材料が溶媒に不溶なものである場合は、例えば、真空蒸着法等のドライプロセスにより、有機半導体層を形成する方法を挙げることができる。なかでも本工程においては、上記有機半導体層形成用塗工液を塗工する方法を用いることが好ましく、特に上記インクジェット法により、上記絶縁性隔壁部の開口部内のみに上記有機半導体層形成用塗工液を吐出する方法を用いることが最も好ましい。これにより、本工程において、上記有機半導体層を高効率で形成することができる結果、さらに高効率で有機半導体素子を製造することが可能になるからである。
【０１１４】
本工程に用いられる有機半導体材料としては、本発明により製造される有機半導体素子の用途等に応じて、本工程により形成される有機半導体層に所望の半導体特性を付与できるものであれば特に限定されるものではない。このような有機半導体材料としては、上記「Ａ−１．第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１１５】
４．ゲート絶縁層形成工程
次に、本態様に用いられるゲート絶縁層形成工程について説明する。本工程は、上記有機半導体層形成工程において形成された上記有機半導体層上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成する工程である。
【０１１６】
本工程において上記ゲート絶縁層を形成する方法としては、上記有機半導体層上に所望の絶縁性を備えるゲート絶縁層を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、ゲート絶縁層を構成する絶縁性樹脂材料を溶媒に溶解したゲート絶縁層形成用塗工液を塗工する方法と（第１の方法）、ゲート絶縁層を構成する絶縁性樹脂材料を溶融させたゲート絶縁層形成用組成物を上記有機半導体層上に塗工する方法と（第２の方法）、ゲート絶縁層を構成する絶縁性樹脂材料のモノマー化合物を溶媒に溶解したゲート絶縁層形成用層形成用塗工液を上記有機半導体層上に塗工することにより、上記有機半導体層上にゲート絶縁層形成用層を形成した後、上記ゲート絶縁層形成用層中に含有される上記モノマー化合物を重合する方法と（第３の方法）、を挙げることができる。本工程においては上記のいずれの方法であっても好適に用いることができるが、なかでも上記第１の方法を用いることが好ましい。
【０１１７】
上記第１の方法に用いられるゲート絶縁層形成用塗工液は、通常、上記有機半導体層を浸食しない溶媒が用いられたものが使用され、より具体的には、上記溶媒として水またはフッ素系溶媒が用いられたものが好適に用いられる。このような溶媒が用いられたゲート絶縁層形成用塗工液は、上記有機半導体層上に塗工された際に上記有機半導体層を浸食することが少ないからである。
【０１１８】
上記フッ素溶媒としては、アルカン、アルケン等の炭化水素の水素原子が全てフッ素に置換された溶媒であるパーフルオロ系溶媒を用いることが好ましい。このようなパーフルオロ系溶媒としては、例えば、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ‐１，３ージメチルシクロヘキサン、パーフルオロ−２−メチル−２−ペンテン、パーフルオロデカリン、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロ−８−ヨードオクタン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロ−１−オクテン、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロ−１−オクタノール等を挙げることができる。
【０１１９】
また、本工程に用いられるフッ素系溶媒は、単一のフッ素系溶媒からなるものであってもよく、複数のフッ素系溶媒が混合された混合溶媒であってもよい。
【０１２０】
上記ゲート絶縁層形成用塗工液に用いられる絶縁性樹脂材料は、上記溶媒に所望の濃度で溶解可能なものであれば特に限定されるものではない。このような絶縁性樹脂材料としては、上記溶媒として水が用いられる場合には、ＰＶＡ、ＰＶＰ等が用いられる。また、上記溶媒として、フッ素系溶媒が用いられる場合には、フッ素系樹脂が用いられる。
【０１２１】
上記第１の方法において、上記ゲート絶縁層形成用塗工液を塗工する方法としては、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法、パッド印刷法、フレキソ印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、および、グラビア・オフセット印刷法等を挙げることができる。なかでも本工程においては、上記インクジェット法、または、スクリーン印刷法を用い、上記絶縁性隔壁部の開口部内のみに上記ゲート絶縁層形成用塗工液を塗工する方法を好適に用いることができる。
【０１２２】
５．ゲート電極形成工程
次に、本態様に用いられるゲート電極形成工程について説明する。本工程は、上記絶縁性隔壁部形成工程によって形成された絶縁性隔壁部の開口部を覆うようにゲート電極を形成する工程である。
【０１２３】
本工程においてゲート電極を形成する方法としては、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように所望のパターン状にゲート電極を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、Ａｇコロイド等の金属コロイドを含有するゲート電極形成用塗工液を用い、これをインクジェット法等により上記ゲート絶縁層上にパターン状に塗工する方法や、Ａｇペースト等の金属ペーストを用い、これをスクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビアオフセット印刷、または、マイクロコンタクトプリンティング法等により上記ゲート絶縁層上にパターン状に塗工する方法等を挙げることができる。
【０１２４】
６．その他の工程
本態様の有機半導体素子の製造方法は、上述した工程以外の他の工程を含むものであってもよい。このような他の工程としては、本態様により製造される有機半導体素子に所望の機能を付与できる工程であれば特に限定されるものではない。なかでも本態様に好適に用いられる上記他の工程としては、例えば、所定の位置に画素電極を形成する画素電極形成工程や、上記ゲート電極上にパッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程を例示することができる。
【０１２５】
７．有機半導体素子
本態様により製造される有機半導体素子は、基板上にトップゲート型の有機半導体トランジスタが形成されたものとなる。このような有機半導体素子については、上記「Ａ−１：第１態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
Ｂ−２：第２態様の有機半導体素子の製造方法
次に、本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法について説明する。本態様の有機半導体素子の製造方法は、ボトムゲート型の有機半導体トランジスタを有する有機半導体素子を製造するものである。
すなわち、本態様の有機半導体素子の製造方法は、基板を用い、上記基板上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、上記ゲート電極形成工程において形成されたゲート電極上であり、かつ、上記ゲート電極上に配置される開口部を備える絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成するゲート絶縁層形成工程と、上記ゲート絶縁層形成工程において形成されたゲート絶縁層上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する有機半導体層形成工程と、上記有機半導体層形成工程により形成された有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、を有することを特徴とするものである。
【０１２７】
このような本態様の有機半導体素子の製造方法について図を参照しながら説明する。図１０〜図１５は、本態様の有機半導体素子の製造方法の一例を示す概略図である。なお、図１０〜図１５の各図における（ｂ）は、各図における（ａ）中のＸ−Ｘ’線野視断面図である。
図１０〜図１５に例示するように、本態様の有機半導体素子の製造方法は、基板１を用い（図１０）、上記基板１上にゲート電極７を形成するゲート電極形成工程と（図１１）、上記ゲート電極形成工程において形成された上記ゲート電極７上に、上記ゲート電極上に位置される開口部を備える絶縁性隔壁部を形成する絶縁性隔壁部形成工程と（図１２）、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された上記絶縁性隔壁部４の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極７上にゲート絶縁層６を形成するゲート絶縁層形成工程と（図１３）、上記ゲート絶縁層形成工程において形成されたゲート絶縁層６上に有機半導体材料からなる有機半導体層５を形成する有機半導体層形成工程と（図１４）、上記有機半導体層形成工程により形成された上記有機半導体層５上にソース電極２およびドレイン電極３’を形成するソース・ドレイン電極形成工程と（図１５）、を有するものである。
【０１２８】
本態様によれば、上記絶縁性隔壁部形成工程が上記ゲート電極形成工程において形成された上記ゲート電極上であり、かつ、上記ゲート電極上に位置される開口部を備える絶縁性隔壁部を形成するものであることにより、上記有機半導体層形成工程によって形成される有機半導体層の面積を、上記ゲート電極の面積よりも必然的に小さいものにすることができる。このため、本態様によればオフ電流値の小さい有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を製造することができる。
また本態様によれば、上記有機半導体層形成工程が、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された絶縁性隔壁部の開口部内に有機半導体層を形成するものであることにより、例えば、インクジェット法等を用いた連続プロセスにより、上記有機半導体層形成工程を実施することが可能になる。
このようなことから、本態様によればオフ電流値の低い有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を高効率で製造することができる。
【０１２９】
本態様の有機半導体素子の製造方法は、少なくとも上記ゲート電極形成工程、上記絶縁性隔壁部形成工程、上記ゲート絶縁層形成工程、上記有機半導体層形成工程、および、上記ソース・ドレイン電極形成工程を有するものである。
以下、本態様の有機半導体素子の製造方法に用いられる各工程について順に説明する。
【０１３０】
１．ゲート電極形成工程
本態様に用いられるゲート電極形成工程は、基板を用い、上記基板上にゲート電極を形成する工程である。
【０１３１】
本工程において基板上にゲート電極を形成する方法としては、所望のパターン状のゲート電極を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、上記「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項においてソース電極およびドレイン電極を形成する方法として説明した方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３２】
２．絶縁性隔壁部形成工程
本態様に用いられる絶縁性隔壁部形成工程は、上記ゲート電極形成工程において形成された上記ゲート電極上であり、かつ、上記ゲート電極上に位置される開口部を備える絶縁性隔壁部を形成する工程である。
ここで、本工程において上記絶縁性隔壁部を形成する方法としては、上記ゲート電極上に形成すること以外は、上記「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項において説明した方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
３．ゲート絶縁層形成工程
本態様に用いられるゲート絶縁層形成工程は、上記絶縁性隔壁部形成工程において形成された上記絶縁性隔壁部の開口部内であり、かつ、上記ゲート電極上に、絶縁性樹脂材料からなるゲート絶縁層を形成する工程である。
ここで、本工程において上記ゲート絶縁層を形成する方法としては、上記ゲート電極上に形成すること以外は、上記「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項において説明した方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
４．有機半導体層形成工程
本態様に用いられる有機半導体層形成工程は、上記ゲート絶縁層形成工程において形成されたゲート絶縁層上に有機半導体材料からなる有機半導体層を形成する工程である。
ここで、本工程において上記有機半導体層を形成する方法としては、上記ゲート絶縁層上に形成すること以外は、上記「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項において説明した方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
５．ソース・ドレイン電極形成工程
次に、本態様に用いられるソース・ドレイン電極について説明する。本工程は、上記有機半導体層形成工程により形成された上記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程である。
【０１３６】
本工程において上記ソース電極およびドレイン電極を形成する方法としては、上記有機半導体層を浸食することなく、所望のパターン状のソース電極およびドレイン電極を形成できる方法であれば特に限定されるものではない。
このような方法としては、上記「Ｂ−１：第１態様の有機半導体素子の製造方法」の項において、ゲート電極を形成する方法として説明した方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３７】
６．その他の工程
本態様の有機半導体素子の製造方法は、上述した工程以外の他の工程を含むものであってもよい。このような他の工程としては、本態様により製造される有機半導体素子に所望の機能を付与できる工程であれば特に限定されるものではない。なかでも本態様に好適に用いられる上記他の工程としては、例えば、所定の位置に画素電極を形成する画素電極形成工程や、上記ゲート電極上にパッシベーション層を形成するパッシベーション層形成工程を例示することができる。
【０１３８】
７．有機半導体素子
本態様により製造される有機半導体素子は、基板上にボトムゲート型の有機半導体トランジスタが形成されたものとなる。このような有機半導体素子については、上記「Ａ−２：第２態様の有機半導体素子」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１３９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１４０】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【０１４１】
１．実施例１
本実施例においては、トップゲート型構造を有する有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を作製した。
【０１４２】
（１）ソース・ドレイン電極・ＤａｔａＬｉｎｅ形成工程
まず、スパッタリング法により全面にＩＴＯが３００ｎｍの厚みで成膜された、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板を用意し、当該ガラス基板上にフォトレジスト（ポジ）をスピンコートした。この時のスピンコートは、１８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。次いで、ガラス基板を１００℃で１分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。
【０１４３】
次に、露光部分のレジスト現像を行い、その後、２００℃のオーブンで６０分乾燥させた。次にレジストの無い部分のＩＴＯエッチングを行い、ソースドレイン電極及びＤａｔａＬｉｎｅとした。形成されたソース電極及びドレイン電極を反射型光学顕微鏡にて観察したところ、ソース電極とドレイン電極との電極間距離（チャネル長）は５０μｍであった。
【０１４４】
（２）絶縁性隔壁部形成工程
次に上記ガラス基板上にアクリル系樹脂（ネガ）をスピンコートした。このとき、スピンコートは１４００ｒｐｍで２０ｓｅｃ保持させた。その後、１００℃で２分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、未露光部分のレジスト現像を行い、その後、２００℃のオーブンで６０分乾燥させることにより絶縁性隔壁部を形成した。このとき、形成された絶縁性隔壁部の高さは、１．５μｍであった。
なお、絶縁性隔壁部はチャネル領域上のみが開口部となるようにパターニングした。
【０１４５】
（３）有機半導体層形成工程
有機半導体材料（ポリチオフェン）を固形分濃度０．２ｗｔ％でトリクロロベンゼン溶媒に溶解させた有機半導体層形成用塗工液を、インクジェット法により上記絶縁性隔壁部の開口部内にパターン塗布した。その後、Ｎ２雰囲気下にてホットプレートで２００℃１０分乾燥させることにより、有機半導体層を形成した。形成された有機半導体層の膜厚は０．１μｍであった。
【０１４６】
（４）ゲート絶縁層形成工程
ＰＶＰ（ポリビニルフェノール）を固形分濃度１０ｗｔ％でｎ−ヘキシルアルコール溶媒に溶解させたゲート絶縁層形成用塗工液を、インクジェット法により上記絶縁性隔壁部の開口部内にパターン塗布した。その後、ホットプレートにて１００℃で５分乾燥後、ホットプレートにて２００℃で３０分乾燥させることにより、ゲート絶縁層を形成した。形成されたゲート絶縁層の膜厚は１μｍであった。
【０１４７】
（５）ゲート電極・Ｓｃａｎ  Ｌｉｎｅ形成工程
インクジェット法によりＡｇナノコロイド溶液を塗布することによって、上記絶縁性隔壁部の開口部を覆うように、上記ゲート絶縁層および絶縁性隔壁部上にパターン塗布した。その後、ホットプレートにて１５０℃で３０分間乾燥させた。
【０１４８】
（６）評価
作製した有機半導体素子の有機半導体トランジスタのトランジスタ特性を測定した結果、トランジスタとして駆動していることが分かった。このとき、有機半導体トランジスタのＯＮ電流は１×１０−５Ａ、ＯＦＦ電流は５×１０−１２Ａであった。また、ゲート絶縁層および絶縁性隔壁部の耐電圧を測定した結果、２００Ｖを保持していることが確認された。
【０１４９】
２．実施例２
本実施例においては、ボトムゲート型構造を有する有機半導体トランジスタを備える有機半導体素子を作製した。
【０１５０】
（１）ゲート電極・Ｓｃａｎ  Ｌｉｎｅ形成工程
スパッタリング法により全面にＣｒが３００ｎｍ成膜された大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板を用意した。上記ガラス基板上にフォトレジスト（ポジ）をスピンコートした。このときのスピンコートは、１８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。その後、ガラス基板を１００℃で１分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。
次に、露光部分のレジスト現像を行い、その後、２００℃のオーブンで６０分乾燥させた。次いで、レジストのない部分のＣｒのエッチングを行い、ゲート電極およびＳｃａｎ  Ｌｉｎｅとした。
【０１５１】
（２）絶縁性隔壁部形成工程
上記ガラス基板上にアクリル系樹脂（ネガ）をスピンコートした。スピンコートは１４００ｒｐｍで２０ｓｅｃ保持させた。その後、１００℃で２分乾燥させた後、５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次に、未露光部分のレジスト現像を行い、その後、２００℃のオーブンで６０分乾燥させることにより、絶縁性隔壁部を形成した。形成された絶縁性隔壁部の高さは１．５μｍであった。
なお、絶縁性隔壁部はゲート電極上のみが開口部となるようにパターニングした。
【０１５２】
（３）ゲート絶縁層形成工程
ＰＶＰ(ポリビニルフェノール)を固形分濃度１０ｗｔ％でｎ−ヘキシルアルコール溶媒に溶解させたゲート絶縁層形成用塗工液を、インクジェット法にて絶縁性隔壁部内にパターン塗布した。その後、ホットプレートにて１００℃で５分乾燥後、ホットプレートにて２００℃で３０分乾燥させた。形成されたゲート絶縁層の膜厚は１μｍであった。
【０１５３】
（４）有機半導体層形成工程
有機半導体材料（ポリチオフェン）を固形分濃度０．２ｗｔ％でトリクロロベンゼン溶媒に溶解させた有機半導体層形成用塗工液を、インクジェット法にて上記絶縁性隔壁部内にパターン塗布した。その後、Ｎ２雰囲気下にてホットプレートを用いて２００℃で１０分乾燥させた。形成された有機半導体層の膜厚は０．１μｍであった。
【０１５４】
（５）ソース・ドレイン電極・Ｄａｔａ  Ｌｉｎｅ形成工程
スクリーン印刷法にてＡｇナノペーストをソースドレイン電極およびＤａｔａ  Ｌｉｎｅ形状にパターニングした。パターニング後、オーブンにて２００度で３０分乾燥させることにより、上記有機半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成した。
【０１５５】
（６）評価
作製した有機半導体素子の有機半導体トランジスタのトランジスタ特性を測定した結果、トランジスタとして駆動していることが分かった。このとき、有機半導体トランジスタのＯＮ電流は８×１０−６Ａ、ＯＦＦ電流は２×１０−１２Ａであった。また、ゲート絶縁層および絶縁性隔壁部の耐電圧を測定した結果、２００Ｖを保持していることが確認された。
【０１５６】
３．比較例１
ゲート電極・Ｓｃａｎ  Ｌｉｎｅ形成工程において絶縁性隔壁部の開口部より小さく形成したこと以外は実施例１と同様の方法により有機トランジスタを作製した。作製したゲート電極の幅は約１００μｍであった。作製した有機半導体素子の有機半導体トランジスタのトランジスタ特性を測定した結果ＯＮ電流は６×１０−６Ａ、ＯＦＦ電流は１×１０−１１Ａであった。これは実施例１のゲート電極の大きさより小さい為、ＯＦＦ電流が上昇したものと考えられる。つまり有機半導体層よりゲート電極面積が小さくなった事で漏れ電流が増え、ＯＦＦ電流上昇に繋がったと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１態様の有機半導体素子の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の第１態様の有機半導体素子における絶縁性隔壁部の形成態様について説明する概略図である。
【図３】本発明の第２態様の有機半導体素子の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法の一工程を示す概略図である。
【図５】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法におけるソース・ドレイン電極形成工程について説明する概略図である。
【図６】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法における絶縁性隔壁部形成工程について説明する概略図である。
【図７】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法における有機半導体層形成工程について説明する概略図である。
【図８】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法におけるゲート絶縁層形成工程について説明する概略図である。
【図９】本発明の第１態様の有機半導体素子の製造方法におけるゲート電極形成工程について説明する概略図である。
【図１０】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法におけるゲート電極形成工程について説明する概略図である。
【図１１】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法におけるゲート電極形成工程について説明する概略図である。
【図１２】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法における絶縁性隔壁部形成工程について説明する概略図である。
【図１３】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法におけるゲート絶縁層形成工程について説明する概略図である。
【図１４】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法における有機半導体層形成工程について説明する概略図である。
【図１５】本発明の第２態様の有機半導体素子の製造方法におけるソース・ドレイン電極形成工程について説明する概略図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  …  基板
２  …  ソース電極
３  …  ドレイン電極
４  …  絶縁性隔壁部
５  …  有機半導体層
６  …  ゲート絶縁層
７  …  ゲート電極
１０,１１  …  有機半導体素子
【図１】
0005256676.tif 000002
【図２】
0005256676.tif 000003
【図３】
0005256676.tif 000004
【図４】
0005256676.tif 000005
【図５】
0005256676.tif 000006
【図６】
0005256676.tif 000007
【図７】
0005256676.tif 000008
【図８】
0005256676.tif 000009
【図９】
0005256676.tif 000010
【図１０】
0005256676.tif 000011
【図１１】
0005256676.tif 000012
【図１２】
0005256676.tif 000013
【図１３】
0005256676.tif 000014
【図１４】
0005256676.tif 000015
【図１５】
0005256676.tif 000016