(57)【要約】本発明の有機薄膜トランジスタは、基板（１１）と、基板（１１）上に設けられた有機半導体からなる半導体層（１４）とを有し、半導体層（１４）は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一である。また、本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、基板（１１）上に有機半導体を蒸着して半導体層（１４）を形成する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、前記有機半導体を蒸着する際、基板（１１）の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着することを特徴とする。
2005006449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有する有機薄膜トランジスタであって、
前記半導体層は、前記有機半導体の結晶から構成され、
前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおける最大ピーク強度値を示す回折線のピーク位置は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおけるいずれか１つの回折線のピーク位置と一致する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記最大ピーク強度値を示す結晶相に由来する回折線の合計強度値は、全回折線の合計強度値の９０〜１００％である請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記有機半導体は、アセン系材料、フタロシアニン系材料及びチオフェン系材料のうち少なくとも１つの材料を含む請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記有機半導体は、ペンタセンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記有機半導体は、銅フタロシアニンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記有機半導体は、セキシチオフェンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記基板は、プラスチック板である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記プラスチック板は、ポリイミド、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素及びポリフェニルスルホンのうちいずれか１つの材料からなる請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記基板は、プラスチックフィルムである請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記プラスチックフィルムは、ポリイミド、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素及びポリフェニルスルホンのうちいずれか１つの材料からなる請求項１０に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記有機薄膜トランジスタは、前記半導体層に対して電荷の授受を行う電極を更に備え、
前記電極は、金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方で形成されている請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記電極は、金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びポリフェニレンビニレンのうち少なくともいずれか１つの材料で形成されている請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着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１５】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記半導体層を徐冷する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記半導体層を徐冷する際、前記半導体層の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させる請求項１５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、前記半導体層を熱処理する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を４５℃以下に保持し、前記半導体層上に電極材料を蒸着して電極を形成する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
画素のスイッチング素子として、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタが複数個配置されているアクティブマトリクス型のディスプレイ。
【請求項２０】
集積回路部を備えた無線識別タグであって、
前記集積回路部には、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタが設けられていることを特徴とする無線識別タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、有機半導体からなる半導体層を含む有機薄膜トランジスタとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグに関する。
【背景技術】  現在、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）はアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイ等の駆動素子として使用されている。ＴＦＴの構成は、一般的には半導体層に接触して設けられたソース電極とドレーン電極との間に流れる電流を、半導体層に対して絶縁層を介して設けられたゲート電極から印加される電界により制御できるように構成されている。
現在実用化されているＴＦＴの半導体層の構成材料としては、結晶シリコンに特性面では劣るものの、安価であるアモルファスシリコンや低温ポリシリコン等が使用されている。また、現在実用化されているＴＦＴの絶縁層の構成材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン等が使用されている。これらの構成材料を用いたＴＦＴの製造プロセスは、プラズマ化学蒸着法（プラズマＣＶＤ法）等に使用される大規模な装置や、精密加工のための薄膜制御装置を必要とするため、高コストプロセスであり、また、一般に３５０℃を越える処理温度のプロセスを含むため、使用できる材料には制限がある。
他方、近年ＴＦＴ用の半導体材料として有機半導体が注目されており、この有機半導体を用いた様々な構成のＴＦＴ（以下、「有機ＴＦＴ」という）が提案されている。有機半導体は、前述の無機系の半導体に比べて、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法等の低コストプロセスで成膜できる可能性があり、低温プロセスでの成膜も期待できる。また、前述した低コストプロセスや低温プロセスが適用可能であることにより、フレキシブルな基板上や大面積の基板上へのＴＦＴの形成が可能となり、これによって、シートライク又はペーパーライクなディスプレイや、大画面ディスプレイ等への用途拡大が期待されている。また、有機ＴＦＴは、薄型化及び軽量化が可能であることから、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）タグ等の無線識別タグへの応用も期待されている。
更に、前記有機半導体として、動作電圧が低く、かつキャリア移動度の向上が可能なペンタセンを使用した有機ＴＦＴが報告されている（例えば、特開２０００−２６９５１５号公報（以下、特許文献１という）や「Ｃ．Ｄ．Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ、他１名、“Ｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｒｅｃｅｎｔ  ａｄｖａｎｃｅｓ”、ＩＢＭ  Ｊ．ＲＥＳ．＆  ＤＥＶ．、ＶＯＬ．４５、ＮＯ．１、ＪＡＮ  ２００１、ｐ１９、Ｆｉｇ．７」（以下、非特許文献１という）参照）。
図７は、従来の有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。図７に示すように、有機ＴＦＴ１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられたゲート電極１０２と、基板１０１及びゲート電極１０２上に順次積層されたゲート絶縁層１０３及び半導体層１０４と、半導体層１０４上に分離して設けられたソース電極１０５及びドレーン電極１０６とを備えている。そして、ゲート電極１０２は、半導体層１０４の電界効果チャネル１０４ａに面して配置されている。
有機ＴＦＴ１００の製造方法は、まず、基板１０１上にゲート電極１０２として、例えば蒸着法等により金属電極を設ける。次に、ゲート電極１０２上にゲート絶縁層１０３として、例えばスパッタリング法等により無機酸化物層を設ける。続いて、ゲート絶縁層１０３上に半導体層１０４として、例えば蒸着法等により有機半導体層を設ける。そして、半導体層１０４上にソース電極１０５及びドレーン電極１０６として、例えば蒸着法等により金属電極を設けて、有機ＴＦＴ１００が得られる。
非特許文献１では、基板１０１の温度を室温（２７℃）に保持し、ゲート絶縁層１０３上に、６ｎｍ／分の蒸着速度でペンタセンを蒸着して半導体層１０４を形成した有機ＴＦＴ１００が提案されている。前記有機ＴＦＴ１００では、電界効果チャネル１０４ａのキャリア移動度が０．６ｃｍ２／Ｖｓとなり、高い値が得られた。
しかし、前記有機ＴＦＴ１００の半導体層１０４を構成するペンタセン結晶は、その結晶構造が熱的に不安定であるため、高温下で長時間放置すると結晶構造が変化し、キャリア移動度が経時劣化するおそれがある。
図８は、前記有機ＴＦＴ１００の半導体層１０４を構成するペンタセン結晶の結晶構造が熱により変化する現象を説明するための概念図で、図８Ａは加熱前、図８Ｂは６０℃で１００時間加熱した後の状態を示す。加熱前のペンタセンＰの結晶構造（図８Ａ参照）は、単一の結晶相１１０を有していたが、加熱後において一部がより安定な結晶相１１１（図８Ｂ参照）へと変化することが、本発明者らによってＸ線回折法を用いて確認された。その結果、結晶相１１０と結晶相１１１との間１１３に生ずる多くの粒界により、キャリア移動度が、０．６ｃｍ２／Ｖｓから、０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以下まで劣化した。
また、特許文献１では、上記非特許文献１と知見を同じくする有機ＴＦＴ及びその製造方法が提案されているが、特許文献１の有機ＴＦＴについても、半導体層を構成する有機半導体の結晶構造が熱的に不安定であるため、非特許文献１と同様にキャリア移動度が経時劣化するおそれがある。
【発明の開示】
このような状況に鑑み、本発明は、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができる有機ＴＦＴとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグを提供する。
本発明の有機ＴＦＴは、基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有し、前記半導体層は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする。
ここで、「有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶」とは、有機半導体を気化させ、所定の析出温度で徐冷させながら析出させたバルク結晶であって、２７℃と１８０℃との間において、結晶相が実質的に変化しないものをいう。具体的には、結晶の２７℃におけるＸ線回折パターンの回折線のピーク強度を基準とした際、２７℃と１８０℃との間において、同じピーク位置の回折線強度が９０〜１１０％の範囲内に維持される場合に、前記結晶をエネルギー的に最安定なバルク結晶という。ただし、結晶が、２７℃から１８０℃までの間で液体または気体に変化する場合は、２７℃から、液体または気体に変化する温度よりも２０℃低い温度までの範囲で、同じピーク位置の回折線強度が９０〜１１０％の範囲内に維持される場合に、前記結晶をエネルギー的に最安定なバルク結晶という。
また、「有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶と同一」とは、エネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同じ結晶相が、前記有機半導体からなる結晶の９０％以上を占めていることをいう。
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機ＴＦＴの製造方法であって、前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着することを特徴とする。
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴが複数個配置されている。
本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
図２は、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの製造方法を示すフローチャートである。
図３は、本発明の第２実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
図４は、本発明の第３実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイの一部破断斜視図である。
図５は、本発明の第４実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
図６は、ペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示す図であり、図６Ａは、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｂは、本発明の実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｃは、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｄは、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示す。
図７は、従来の有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
図８は、従来の有機ＴＦＴの半導体層を構成する有機半導体の結晶構造が熱により変化する現象を説明するための概念図であり、図８Ａは加熱前、図８Ｂは６０℃で１００時間加熱した後の状態を示す。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の有機ＴＦＴは、基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有する。前記基板は、特に限定されないが、薄膜化及び軽量化が可能なプラスチック板や、機械的柔軟性及び耐衝撃性を向上させることができるプラスチックフィルムが好適である。前記プラスチック板や前記プラスチックフィルムの材料としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素、ポリフェニルスルホン、ポリカーボネート等が好ましい。また、前記基板の好ましい厚みは、０．０２〜２ｍｍである。
前記有機半導体としては、π共役系オリゴマー等の低分子系有機半導体材料や、π共役系ポリマー等の高分子系有機半導体材料等が好適に使用できる。特に、アセン系材料、フタロシアニン系材料及びチオフェン系材料のうち少なくとも１つの材料を含む有機半導体が好ましい。前記アセン系材料としては、ペンタセンが好ましい。また、前記フタロシアニン系材料としては、中心に金属を配位させたフタロシアニン錯体が好ましく、中心金属としては、電気特性と保存安定性の観点から、銅、鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛等の単一の金属や、チタニル、バナジル等の金属複合体等が好ましい。また、前記チオフェン系材料としては、オリゴチオフェンやポリチオフェンが利用でき、結晶性や保存性の観点から、側鎖や末端にアルキル基等の官能基が導入されたものも好適に利用できる。さらに、チオフェン系モノマーと他のモノマーとの共重合体も利用できる。具体的には、ポリ（フルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）等が挙げられる。なお、前記有機半導体からなる前記半導体層の厚みは、０．０３〜１μｍが好ましい。特に、トップゲート構造の有機ＴＦＴの場合は、前記半導体層の厚みが０．０３〜０．３μｍであることが好ましい。
そして、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層が、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。その結果、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となる。なお、結晶相の確認方法としては、例えば、Ｘ線回折法や吸光分析法等の分析手段により行うことができる。
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおける最大ピーク強度値を示す回折線のピーク位置が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおけるいずれか１つの回折線のピーク位置と一致することが好ましい。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶と前記バルク結晶との結晶相の同一性が明確なものとなり、キャリア移動度の経時劣化を確実に抑制できる。更に、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記最大ピーク強度値を示す結晶相に由来する回折線の合計強度値は、全回折線の合計強度値の９０〜１００％であることがより好ましい。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶と前記バルク結晶との結晶相の同一性がより明確なものとなり、キャリア移動度の経時劣化をより確実に抑制できる。
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体としてペンタセンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体として銅フタロシアニンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これによっても、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体としてセキシチオフェンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これによっても、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層に対して電荷の授受を行う電極を更に備え、前記電極が、金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方で形成されていることが好ましい。電極材料として金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方を用いると、前記半導体層と前記電極との間の電荷の授受がより円滑に行われる。なお、前記電極は、例えば、前記半導体層に接触し、かつ互いに分離して形成されたソース電極及びドレーン電極である。また、前記電極に使用できる好適な金属材料は、例えば金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン等が例示できる。また、前記電極に使用できる好適な導電性高分子材料は、例えばポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン等が例示できる。また、前記電極の厚みは、０．０３〜０．３μｍが好ましい。
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機ＴＦＴの製造方法であって、前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃、好ましくは５０〜９０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分、好ましくは０．１〜０．５ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着することを特徴とする。この製造方法によれば、半導体層を構成する有機半導体の結晶が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶と同一の結晶相を有する有機ＴＦＴを容易に形成することができる。なお、前記基板及び前記有機半導体の材料は、前述した本発明の有機ＴＦＴの構成材料と同一のものが使用できる。
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記半導体層を徐冷してもよい。これにより、前記半導体層を構成する有機半導体の結晶を安定化させ、前記結晶の結晶相の変化を効果的に抑制することができる。また、前記製造方法において、前記半導体層を徐冷する際、前記半導体層の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させることが好ましく、０．２℃／分以下の速度で降温させることがより好ましい。これにより、前記結晶をより容易に安定化させることができる。
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、前記半導体層を熱処理してもよい。これによっても、前記半導体層を構成する有機半導体の結晶を安定化させることができる。
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を４５℃以下に保持し、前記半導体層上に電極材料を蒸着して電極を形成してもよい。これにより、電極材料の被着時における有機半導体の損傷を抑制し、より特性の安定した有機ＴＦＴを形成できる。なお、前記電極材料としては、前述した本発明の有機ＴＦＴの構成材料と同一のものが使用できる。
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴが複数個配置されている。また、本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられていることを特徴とする。本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイ及び無線識別タグは、いずれも前述した本発明の有機ＴＦＴを備えている。これにより、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、製品自体の長寿命化が可能となる。なお、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイとしては、液晶表示方式、電気泳動表示方式、有機ＥＬ方式、エレクトロクロミック表示（ＥＣＤ）方式、電解析出方式、電子粉流体方式、干渉型変調（ＭＥＭＳ）方式等が例示できる。また、本発明の無線識別タグとしては、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）タグ等が例示できる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴについて説明する。参照する図１は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
図１に示すように、有機ＴＦＴ１は、基板１１と、基板１１上に設けられたゲート電極１２と、基板１１及びゲート電極１２上に順次積層されたゲート絶縁層１３及び有機半導体からなる半導体層１４と、半導体層１４上に分離して設けられたソース電極１５及びドレーン電極１６とを備えている。また、ゲート電極１２は、半導体層１４の電界効果チャネル１４ａに面して配置されている。そして、半導体層１４は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一である。これにより、半導体層１４を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、電界効果チャネル１４ａにおけるキャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。
ゲート電極１２、ソース電極１５及びドレーン電極１６に使用できる物質は、導電性材料であって、基板材料や有機半導体材料と反応しないものならば特に限定されない。例えば、金、白金、パラジウム等の貴金属、リチウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン等の金属、それらの合金等が使用できる。また、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子や、特定の不純物がドープされたシリコンも使用できる。特に、ゲート電極１２は、他の電極より電気抵抗が大きい材料でも動作可能であるため、例えば製造を容易にする目的で、ソース電極１５及びドレーン電極１６とは異なる材料を使用することも可能である。
ゲート絶縁層１３の材料としては、バリウムジルコネートチタネート（ＢＺＴ）等の無機酸化物等が使用できる。ＢＺＴは、誘電率が大きいため、キャリア移動度の向上が可能となる。無機酸化物を用いたゲート絶縁層１３の形成手段としては、低温でのスパッタリング法、スピニング法、蒸着法、レーザ・アブレーション法等の手段を用いることができる。これらの方法は、２５０℃以下の低温プロセスでゲート絶縁層１３を形成できるため、プラスチック板やプラスチックフィルム等を基板として使用する場合には、特に好ましい。
また、ゲート絶縁層１３の材料として、高分子材料等の有機絶縁材料を使用することもできる。この場合は、ゲート絶縁層１３の形成手段として、スピンコート法、インクジェット印刷法、電着法等の低温プロセスが好適である。
なお、ゲート絶縁層１３の材料は、上記材料以外でも、基板材料、電極材料及び有機半導体材料と反応しない電気絶縁材料であれば使用可能である。また、有機ＴＦＴ１のゲート電圧を下げるために、誘電率の高い物質をゲート絶縁層１３の材料として用いることも可能である。例えば、米国特許５９８１９７０号に例示されているような、強誘電性化合物を用いてもよい。更に、無機物に限らず、ポリフッ化ビニリデン系やポリシアン化ビニリデン系等の誘電率の大きな有機物を用いてもよい。
次に、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法の一例について図１及び図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、まず、基板１１（図１参照）上に、例えば金等の金属をマスク蒸着してゲート電極１２（図１参照）を形成する（ステップＳ１）。次に、基板１１及びゲート電極１２上に、例えばＢＺＴ等の無機酸化物をスパッタリング法等により積層させてゲート絶縁層１３（図１参照）を形成する（ステップＳ２）。そして、基板１１の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、ゲート絶縁層１３上にペンタセン等の有機半導体を０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層１４（図１参照）を形成する（ステップＳ３）。次に、半導体層１４の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させて半導体層１４を徐冷する（ステップＳ４）。これにより、半導体層１４を構成する有機半導体の結晶が安定化する。続いて、基板１１の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、半導体層１４を熱処理する（ステップＳ５）。これにより、前記結晶が更に安定化する。最後に、半導体層１４上に、例えば金等の金属をマスク蒸着して、ソース電極１５及びドレーン電極１６（図１参照）を形成し（ステップＳ６）、有機ＴＦＴ１を得る。なお、ソース電極１５及びドレーン電極１６の電極材料を蒸着する際、基板１１の温度を４５℃以下に保持した状態で行うと、電極材料の被着時における有機半導体の損傷を抑制し、より特性の安定した有機ＴＦＴ１を形成できる。
以上、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法の一例について説明したが、本発明は前記方法に限定されず、前記ステップＳ４及び前記ステップＳ５が省略された製造方法としてもよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＴＦＴについて説明する。参照する図３は、第２実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。なお、前述した第１実施形態に係る有機ＴＦＴ（図１参照）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図３に示すように、有機ＴＦＴ２は、基板１１と、基板１１上に設けられたゲート電極１２と、基板１１及びゲート電極１２上に積層されたゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に分離して設けられたソース電極１５及びドレーン電極１６と、ゲート絶縁層１３、ソース電極１５及びドレーン電極１６上に積層された有機半導体からなる半導体層１４とを備えている。また、ゲート電極１２は、半導体層１４の電界効果チャネル１４ａに面して配置されている。そして、半導体層１４は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一である。これにより、半導体層１４を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、電界効果チャネル１４ａにおけるキャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。なお、第２実施形態に係る有機ＴＦＴ２は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１に対し各層の配置が異なるだけなので、前述した有機ＴＦＴ１の製造方法と同様の方法により製造することができるため、有機ＴＦＴ２の製造方法については説明を省略する。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。参照する図４は、第３実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）の一部破断斜視図である。
図４に示すように、アクティブマトリクス型のディスプレイ（以下、単に「ディスプレイ」という）３は、プラスチック基板３１と、プラスチック基板３１上にマトリクス状に複数配置された画素電極３２と、画素電極３２に接続され、プラスチック基板３１上にアレイ状に複数配置された有機ＴＦＴ駆動回路３３と、画素電極３２及び有機ＴＦＴ駆動回路３３上に順次積層された有機ＥＬ層３４、透明電極３５及び保護フィルム３６と、各有機ＴＦＴ駆動回路３３と制御回路（図示せず）とを接続する複数本のソース電極線３７及びゲート電極線３８とを備えている。ここで、有機ＥＬ層３４は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等の各層が積層されて構成されている。そして、ディスプレイ３は、各有機ＴＦＴ駆動回路３３に、画素のスイッチング素子として、前述した第１及び第２実施形態のいずれか一方に係る有機ＴＦＴが設けられている。このように、ディスプレイ３は、画素のスイッチング素子として、キャリア移動度の経時劣化が抑制された本発明の有機ＴＦＴが設けられているため、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、ディスプレイ自体の長寿命化が可能となる。
以上、本発明の一実施形態に係るディスプレイについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では有機ＥＬを用いたディスプレイについて説明したが、液晶表示素子等の他の表示素子を備えたディスプレイであってもよい。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。参照する図５は、第４実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
図５に示すように、無線識別タグ４は、フィルム状のプラスチック基板４１と、プラスチック基板４１上に設けられたアンテナ部４２及び集積回路部４３とを備えている。そして、集積回路部４３には、前述した第１及び第２実施形態のいずれか一方に係る有機ＴＦＴが設けられている。このように、無線識別タグ４は、集積回路部４３に、キャリア移動度の経時劣化が抑制された本発明の有機ＴＦＴが設けられているため、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、無線識別タグ自体の長寿命化が可能となる。なお、無線識別タグ４は、表面に保護膜を更に備えていてもよい。
以上、本発明の一実施形態に係る無線識別タグについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アンテナ部及び集積回路部の配置や構成は任意に設定できる。また、論理回路部を更に組み込むことも可能である。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されない。
【実施例１】  まず、前述した本発明の第１実施形態の実施例である実施例１について、図１を参照して説明する。使用した材料については、基板１１として厚みが０．２５ｍｍのポリイミド、ゲート絶縁層１３を構成する有機絶縁材料としてポリイミド、半導体層１４を構成する有機半導体材料としてペンタセン（アルドリッチ社製）、ゲート電極１２、ソース電極１５及びドレーン電極１６を構成する導電材料として金を用いた。
実施例１の作製方法は、まず、基板１１上に、マスク蒸着により金を蒸着して、ゲート電極１２を形成した（厚み５０ｎｍ）。次に、基板１１及びゲート電極１２上に、ポリイミド前駆体（京セラケミカル製ＣＴ４１１２）をスピンコートした。これを６０℃で１５分間乾燥し、次いで１８０℃で１時間加熱して硬化させ、ゲート絶縁層１３を形成した。得られたゲート絶縁層１３の厚さは、０．７５μｍであった。そして、基板１１の温度を７０℃に保持し、ゲート絶縁層１３上にペンタセンを０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層１４（厚み７０ｎｍ）を形成した。続いて、半導体層１４上に、マスク蒸着により金を蒸着して、ソース電極１５（厚み５０ｎｍ）及びドレーン電極１６（厚み５０ｎｍ）を形成し、実施例１の有機ＴＦＴ１を得た。なお、ソース電極１５とドレーン電極１６との距離（チャネル長）は、１００μｍとし、ソース電極１５とドレーン電極１６とが対向する幅（チャネル幅）は、２ｍｍとした。
（比較例１及び比較例２）
比較例として、基板の温度を２７℃（比較例１）及び５０℃（比較例２）に保持し、ゲート絶縁層上にペンタセンを６ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により、比較例１及び比較例２の有機ＴＦＴを作製した。
（Ｘ線回折法による結晶相の確認）
実施例１、比較例１及び比較例２について、半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを測定した。Ｘ線回折パターンの測定は、リガクＲＵ２００（リガク社製、型番ＲＵ２００）を使用し、ＣｕＫα線（波長λ＝０．１５４１８ｎｍ）にて行った。また、参照例として、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶を作製し、Ｘ線回折パターンの測定を行った。結果を図６に示す。図６において、図６Ａは、前記バルク結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｂは、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｃは、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｄは、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示す（いずれも２７℃におけるデータ）。
なお、前記ペンタセンのバルク結晶は、以下の方法により作製した。
（前記ペンタセンのバルク結晶の製法）
ペンタセンの粉末を石英ガラス管に入れ、真空ポンプで減圧しながら石英ガラス管のペンタセンが入っている側の端部を２００℃に加熱し、他方の端部を６０℃に加熱して、析出させる石英ガラス管壁に温度勾配を持たせ、石英ガラス管壁にペンタセン結晶を０．１ｍｍ以上の厚みで昇華析出させた。ここで、０．１ｍｍ以上の厚みで析出させたのは、石英ガラス管表面等の影響を受け難くなるため、比較的容易にエネルギー的に最安定な結晶を得ることができるからである。続いて、０．１５℃／分で徐冷した。なお、石英ガラス管内の圧力は、１．３×１０−２Ｐａとした。
また、前記ペンタセンのバルク結晶の結晶相の確認は、以下のとおりに行った。
（前記ペンタセンのバルク結晶の結晶相の確認方法）
温度可変型のＸ線試料ホルダーに、得られたペンタセンのバルク結晶粉末を入れ、θ−２θ法により２７℃及び１８０℃における粉末Ｘ線回折パターンを測定した。得られたＸ線回折パターンのうち、実施例１で作製された有機ＴＦＴの半導体層のＸ線回折パターンにおいて強く見られる回折線に当たるものは、ｄ＝１．４３ｎｍの位置の回折線であった。なお、前記バルク結晶の場合には、ｄ＝０．４４ｎｍの位置の回折線など、前記ｄ＝１．４３ｎｍの位置よりも強い回折線が見られるが、有機ＴＦＴの半導体層の場合には、結晶方位が基板に対して特定の方向となるように結晶が配列するので、限られた方位以外の回折線は観測されなくなる。このため、結晶相の判断には、特定方位のｄの値（実施例１では、ｄ＝１．４３ｎｍ）を比較するものとした。なお、測定雰囲気は、窒素中で大気圧（１．０×１０５Ｐａ）とした。
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．４３ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９８％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９８％であった。
図６Ｂに示すように、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークが観測された。また、図６Ａ示すように、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても、同じｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線のピークが観測された。更に、図６Ｂに示すように、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例１のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。この結果から、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。
一方、図６Ｃに示すように、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．５５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークが観測され、このピーク位置の回折線は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターン（図６Ａ参照）では観測されなかった。この結果から、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相とは異なる結晶相であることが確認された。
また、図６Ｄに示すように、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．５５ｎｍ及びｄ＝１．４３ｎｍの位置にピークが観測された。この結果から、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相とからなることが確認された。なお、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、比較例２のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の４５％であった。
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例１、比較例１及び比較例２について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行った。更に、テスト前後においてＸ線回折パターンを測定し、それぞれについて、テスト前の最大ピーク強度値を基準とした場合の同じピーク位置の回折線強度比率（テスト後の回折線強度／テスト前の回折線強度×１００、以下同じ）を算出した。また、テスト前後において、電界効果チャネルのキャリア移動度を、アジレント４１５５Ｃ（アジレント社製、型番４１５５Ｃ）にて測定した。結果を表１に示す。
2005006449.tif 000003
表１に示すように、比較例１は、回折線強度比率が６０％となり、テスト後において、ｄ＝１．５５ｎｍの回折線強度が低下した。また、表１には示していないが、前記回折線強度の低下に伴い、ｄ＝１．４３ｎｍの回折線強度が増大した。この結果から、テスト前における結晶相の一部が、より安定な結晶相（エネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相）へと変化したことがわかる。これにより、結晶相間に多くの粒界が生じ、キャリア移動度が、０．６ｃｍ２／Ｖｓから、０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以下まで劣化した。また、比較例２は、テスト前の段階で複数の結晶相を有していたため、そのキャリア移動度が、テスト前後ともに０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以下となった。
一方、実施例１は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．４ｃｍ２／Ｖｓから０．０６ｃｍ２／Ｖｓへと低下したが、比較例１に比べ、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、本発明によれば、半導体層を構成する有機半導体（ペンタセン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができることがわかった。
【実施例２】  次に、前述した実施例１に対し、半導体層を構成する有機半導体が異なる実施例２について説明する。実施例２の有機ＴＦＴは、基板の温度を６０℃に保持し、ゲート絶縁層上に銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）を０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により作製した。
（比較例３）
比較例として、基板の温度を３０℃に保持し、ゲート絶縁層上に銅フタロシアニンを６ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例２と同様の方法により、比較例３の有機ＴＦＴを作製した。
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例２及び比較例３について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行い、前述した実施例１と同様に、回折線強度比率及びキャリア移動度を測定した。結果を表２に示す。
2005006449.tif 000004
表２に示すように、比較例３は、回折線強度比率が６３％となり、テスト後において、ｄ＝１．３０ｎｍの回折線強度が低下した。また、表２には示していないが、前記回折線強度の低下に伴い、ｄ＝１．２５ｎｍの回折線強度が増大した。この結果から、テスト前における結晶相の一部が、より安定な結晶相へと変化したことがわかる。これにより、結晶相間に多くの粒界が生じ、キャリア移動度が、０．０１ｃｍ２／Ｖｓから、０．００１ｃｍ２／Ｖｓ以下まで劣化した。一方、実施例２は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、図示はしないが、テスト前の実施例２のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例２のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。更に、前記ｄ＝１．２５ｎｍの位置の回折線ピークは、銅フタロシアニンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても観測された（図示せず）。即ち、実施例２の半導体層を構成する銅フタロシアニン結晶の結晶相は、銅フタロシアニンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．０２ｃｍ２／Ｖｓから０．０１ｃｍ２／Ｖｓへと低下したが、比較例３に比べ、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、実施例２においても、実施例１と同様に、半導体層を構成する有機半導体（銅フタロシアニン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができた。
なお、前記銅フタロシアニンのバルク結晶は、以下の製法により作製した。
（前記銅フタロシアニンのバルク結晶の製法）
銅フタロシアニンの粉末を石英ガラス管に入れ、石英ガラス管の銅フタロシアニンが入っている側の端部を３２０℃に加熱し、石英ガラス管内の圧力を２．３×１０−２Ｐａとしたこと以外は、前述したペンタセンのバルク結晶を作製した方法と同条件で操作を行った。
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であった。
【実施例３】  次に、前述した実施例１及び実施例２に対し、半導体層を構成する有機半導体が異なる実施例３について説明する。実施例３の有機ＴＦＴは、基板の温度を６０℃に保持し、ゲート絶縁層上にセキシチオフェン（アルドリッチ社製）を０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により作製した。
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例３について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行い、前述した実施例１と同様に、回折線強度比率及びキャリア移動度を測定した。結果を表３に示す。
2005006449.tif 000005
実施例３は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、図示はしないが、テスト前の実施例３のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例３のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。更に、前記ｄ＝２．２４ｎｍの回折線ピークは、セキシチオフェンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても観測された（図示せず）。即ち、実施例３の半導体層を構成するセキシチオフェン結晶の結晶相は、セキシチオフェンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．０２ｃｍ２／Ｖｓから０．０１ｃｍ２／Ｖｓへと低下したが、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、実施例３においても、実施例１及び実施例２と同様に、半導体層を構成する有機半導体（セキシチオフェン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができた。
なお、前記セキシチオフェンのバルク結晶は、以下の製法により作製した。
（前記セキシチオフェンのバルク結晶の製法）
セキシチオフェンのフレークを石英ガラス管に入れ、石英ガラス管のセキシチオフェンが入っている側の端部を２４０℃に加熱し、石英ガラス管内の圧力を１．６×１０−２Ｐａとしたこと以外は、前述したペンタセンのバルク結晶を作製した方法と同条件で操作を行った。
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であった。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されない。例えば、前記実施例においては、結晶相の確認方法としてＸ線回折法を用いたが、吸光分析法等の他の分析手段により確認してもよい。また、前記実施例では、ゲート電極を基板上に設ける、所謂ボトムゲート構造の有機ＴＦＴを例に挙げて説明したが、基板上に、ソース電極及びドレーン電極を設け、更に、その上に、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極を順次設ける、所謂トップゲート構造の有機ＴＦＴでも、同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、本発明は、有機ＴＦＴのキャリア移動度の経時劣化を抑制できるので、長寿命化が要求される電子機器に好適に利用できる。
【図１】
2005006449.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有する有機薄膜トランジスタであって、
前記半導体層は、前記有機半導体の結晶から構成され、
前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおける最大ピーク強度値を示す回折線のピーク位置は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおけるいずれか１つの回折線のピーク位置と一致する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記最大ピーク強度値を示す結晶相に由来する回折線の合計強度値は、全回折線の合計強度値の９０〜１００％である請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記有機半導体は、アセン系材料、フタロシアニン系材料及びチオフェン系材料のうち少なくとも１つの材料を含む請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記有機半導体は、ペンタセンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記有機半導体は、銅フタロシアニンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記有機半導体は、セキシチオフェンであり、
前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記基板は、プラスチック板である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記プラスチック板は、ポリイミド、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素及びポリフェニルスルホンのうちいずれか１つの材料からなる請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記基板は、プラスチックフィルムである請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記プラスチックフィルムは、ポリイミド、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素及びポリフェニルスルホンのうちいずれか１つの材料からなる請求項１０に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記有機薄膜トランジスタは、前記半導体層に対して電荷の授受を行う電極を更に備え、
前記電極は、金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方で形成されている請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記電極は、金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びポリフェニレンビニレンのうち少なくともいずれか１つの材料で形成されている請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着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１５】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記半導体層を徐冷する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記半導体層を徐冷する際、前記半導体層の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させる請求項１５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、前記半導体層を熱処理する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を４５℃以下に保持し、前記半導体層上に電極材料を蒸着して電極を形成する請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
画素のスイッチング素子として、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタが複数個配置されているアクティブマトリクス型のディスプレイ。
【請求項２０】
集積回路部を備えた無線識別タグであって、
前記集積回路部には、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタが設けられていることを特徴とする無線識別タグ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体からなる半導体層を含む有機薄膜トランジスタとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）はアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイ等の駆動素子として使用されている。ＴＦＴの構成は、一般的には半導体層に接触して設けられたソース電極とドレーン電極との間に流れる電流を、半導体層に対して絶縁層を介して設けられたゲート電極から印加される電界により制御できるように構成されている。
【０００３】
現在実用化されているＴＦＴの半導体層の構成材料としては、結晶シリコンに特性面では劣るものの、安価であるアモルファスシリコンや低温ポリシリコン等が使用されている。また、現在実用化されているＴＦＴの絶縁層の構成材料としては、酸化シリコンや窒化シリコン等が使用されている。これらの構成材料を用いたＴＦＴの製造プロセスは、プラズマ化学蒸着法（プラズマＣＶＤ法）等に使用される大規模な装置や、精密加工のための薄膜制御装置を必要とするため、高コストプロセスであり、また、一般に３５０℃を超える処理温度のプロセスを含むため、使用できる材料には制限がある。
【０００４】
他方、近年ＴＦＴ用の半導体材料として有機半導体が注目されており、この有機半導体を用いた様々な構成のＴＦＴ（以下、「有機ＴＦＴ」という）が提案されている。有機半導体は、前述の無機系の半導体に比べて、スピンコーティング法、インクジェット印刷法、浸漬コーティング法等の低コストプロセスで成膜できる可能性があり、低温プロセスでの成膜も期待できる。また、前述した低コストプロセスや低温プロセスが適用可能であることにより、フレキシブルな基板上や大面積の基板上へのＴＦＴの形成が可能となり、これによって、シートライク又はペーパーライクなディスプレイや、大画面ディスプレイ等への用途拡大が期待されている。また、有機ＴＦＴは、薄型化及び軽量化が可能であることから、Radio Frequency Identification（ＲＦＩＤ）タグ等の無線識別タグへの応用も期待されている。
【０００５】
更に、前記有機半導体として、動作電圧が低く、かつキャリア移動度の向上が可能なペンタセンを使用した有機ＴＦＴが報告されている（例えば、特許文献１、非特許文献１等参照）。
【０００６】
図７は、従来の有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。図７に示すように、有機ＴＦＴ１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられたゲート電極１０２と、基板１０１及びゲート電極１０２上に順次積層されたゲート絶縁層１０３及び半導体層１０４と、半導体層１０４上に分離して設けられたソース電極１０５及びドレーン電極１０６とを備えている。そして、ゲート電極１０２は、半導体層１０４の電界効果チャネル１０４ａに面して配置されている。
【０００７】
有機ＴＦＴ１００の製造方法は、まず、基板１０１上にゲート電極１０２として、例えば蒸着法等により金属電極を設ける。次に、ゲート電極１０２上にゲート絶縁層１０３として、例えばスパッタリング法等により無機酸化物層を設ける。続いて、ゲート絶縁層１０３上に半導体層１０４として、例えば蒸着法等により有機半導体層を設ける。そして、半導体層１０４上にソース電極１０５及びドレーン電極１０６として、例えば蒸着法等により金属電極を設けて、有機ＴＦＴ１００が得られる。
【０００８】
非特許文献１では、基板１０１の温度を室温（２７℃）に保持し、ゲート絶縁層１０３上に、６ｎｍ／分の蒸着速度でペンタセンを蒸着して半導体層１０４を形成した有機ＴＦＴ１００が提案されている。前記有機ＴＦＴ１００では、電界効果チャネル１０４ａのキャリア移動度が０．６ｃｍ2／Ｖｓとなり、高い値が得られた。
【特許文献１】特開２０００−２６９５１５号公報
【非特許文献１】Ｃ．Ｄ．Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ、他１名、“Ｏｒｇａｎｉｃ  ｔｈｉｎｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｒｅｃｅｎｔ  ａｄｖａｎｃｅｓ”、ＩＢＭ  Ｊ．ＲＥＳ．＆  ＤＥＶ．、ＶＯＬ．４５、ＮＯ．１、ＪＡＮ  ２００１、ｐ１９、Ｆｉｇ．７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記有機ＴＦＴ１００の半導体層１０４を構成するペンタセン結晶は、その結晶構造が熱的に不安定であるため、高温下で長時間放置すると結晶構造が変化し、キャリア移動度が経時劣化するおそれがある。
【００１０】
図８は、前記有機ＴＦＴ１００の半導体層１０４を構成するペンタセン結晶の結晶構造が熱により変化する現象を説明するための概念図で、図８Ａは加熱前、図８Ｂは６０℃で１００時間加熱した後の状態を示す。加熱前のペンタセンＰの結晶構造（図８Ａ参照）は、単一の結晶相１１０を有していたが、加熱後において一部がより安定な結晶相１１１（図８Ｂ参照）へと変化することが、本発明者らによってＸ線回折法を用いて確認された。その結果、結晶相１１０と結晶相１１１との間１１３に生ずる多くの粒界により、キャリア移動度が、０．６ｃｍ2／Ｖｓから、０．００１ｃｍ2／Ｖｓ以下まで劣化した。
【００１１】
また、特許文献１では、上記非特許文献１と知見を同じくする有機ＴＦＴ及びその製造方法が提案されているが、特許文献１の有機ＴＦＴについても、半導体層を構成する有機半導体の結晶構造が熱的に不安定であるため、非特許文献１と同様にキャリア移動度が経時劣化するおそれがある。
【００１２】
このような状況に鑑み、本発明は、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができる有機ＴＦＴとその製造方法、及びそれを用いたアクティブマトリクス型のディスプレイと無線識別タグを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機ＴＦＴは、基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有し、前記半導体層は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、「有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶」とは、有機半導体を気化させ、所定の析出温度で徐冷させながら析出させたバルク結晶であって、２７℃と１８０℃との間において、結晶相が実質的に変化しないものをいう。具体的には、結晶の２７℃におけるＸ線回折パターンの回折線のピーク強度を基準とした際、２７℃と１８０℃との間において、同じピーク位置の回折線強度が９０〜１１０％の範囲内に維持される場合に、前記結晶をエネルギー的に最安定なバルク結晶という。ただし、結晶が、２７℃から１８０℃までの間で液体または気体に変化する場合は、２７℃から、液体または気体に変化する温度よりも２０℃低い温度までの範囲で、同じピーク位置の回折線強度が９０〜１１０％の範囲内に維持される場合に、前記結晶をエネルギー的に最安定なバルク結晶という。
【００１５】
また、「有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶と同一」とは、エネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同じ結晶相が、前記有機半導体からなる結晶の９０％以上を占めていることをいう。
【００１６】
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機ＴＦＴの製造方法であって、前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着することを特徴とする。
【００１７】
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴが複数個配置されている。
【００１８】
本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、有機ＴＦＴのキャリア移動度の経時劣化を抑制できるので、例えば長寿命化が可能なアクティブマトリクス型のディスプレイや無線識別タグを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の有機ＴＦＴは、基板と、前記基板上に設けられた有機半導体からなる半導体層とを有する。前記基板は、特に限定されないが、薄膜化及び軽量化が可能なプラスチック板や、機械的柔軟性及び耐衝撃性を向上させることができるプラスチックフィルムが好適である。前記プラスチック板や前記プラスチックフィルムの材料としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ尿素、ポリフェニルスルホン、ポリカーボネート等が好ましい。また、前記基板の好ましい厚みは、０．０２〜２ｍｍである。
【００２１】
前記有機半導体としては、π共役系オリゴマー等の低分子系有機半導体材料や、π共役系ポリマー等の高分子系有機半導体材料等が好適に使用できる。特に、アセン系材料、フタロシアニン系材料及びチオフェン系材料のうち少なくとも１つの材料を含む有機半導体が好ましい。前記アセン系材料としては、ペンタセンが好ましい。また、前記フタロシアニン系材料としては、中心に金属を配位させたフタロシアニン錯体が好ましく、中心金属としては、電気特性と保存安定性の観点から、銅、鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛等の単一の金属や、チタニル、バナジル等の金属複合体等が好ましい。また、前記チオフェン系材料としては、オリゴチオフェンやポリチオフェンが利用でき、結晶性や保存性の観点から、側鎖や末端にアルキル基等の官能基が導入されたものも好適に利用できる。さらに、チオフェン系モノマーと他のモノマーとの共重合体も利用できる。具体的には、ポリ（フルオレン−ｃｏ−ビチオフェン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）等が挙げられる。なお、前記有機半導体からなる前記半導体層の厚みは、０．０３〜１μｍが好ましい。特に、トップゲート構造の有機ＴＦＴの場合は、前記半導体層の厚みが０．０３〜０．３μｍであることが好ましい。
【００２２】
そして、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層が、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることを特徴とする。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。その結果、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となる。なお、結晶相の確認方法としては、例えば、Ｘ線回折法や吸光分析法等の分析手段により行うことができる。
【００２３】
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおける最大ピーク強度値を示す回折線のピーク位置が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおけるいずれか１つの回折線のピーク位置と一致することが好ましい。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶と前記バルク結晶との結晶相の同一性が明確なものとなり、キャリア移動度の経時劣化を確実に抑制できる。更に、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記最大ピーク強度値を示す結晶相に由来する回折線の合計強度値は、全回折線の合計強度値の９０〜１００％であることがより好ましい。これにより、前記半導体層を構成する前記結晶と前記バルク結晶との結晶相の同一性がより明確なものとなり、キャリア移動度の経時劣化をより確実に抑制できる。
【００２４】
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体としてペンタセンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、前記結晶の結晶面の面間隔をｄとした場合に、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体として銅フタロシアニンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これによっても、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。また、本発明の有機ＴＦＴは、前記有機半導体としてセキシチオフェンを使用し、前記半導体層を構成する前記結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークを有する構成としてもよい。これによっても、キャリア移動度の経時劣化を抑制する効果を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明の有機ＴＦＴは、前記半導体層に対して電荷の授受を行う電極を更に備え、前記電極が、金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方で形成されていることが好ましい。電極材料として金属及び導電性高分子のうち少なくともいずれか一方を用いると、前記半導体層と前記電極との間の電荷の授受がより円滑に行われる。なお、前記電極は、例えば、前記半導体層に接触し、かつ互いに分離して形成されたソース電極及びドレーン電極である。また、前記電極に使用できる好適な金属材料は、例えば金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン等が例示できる。また、前記電極に使用できる好適な導電性高分子材料は、例えばポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン等が例示できる。また、前記電極の厚みは、０．０３〜０．３μｍが好ましい。
【００２６】
本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、基板上に有機半導体を蒸着して半導体層を形成する有機ＴＦＴの製造方法であって、前記有機半導体を蒸着する際、前記基板の温度を４０〜１５０℃、好ましくは５０〜９０℃の範囲に保持し、０．１〜１ｎｍ／分、好ましくは０．１〜０．５ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着することを特徴とする。この製造方法によれば、半導体層を構成する有機半導体の結晶が、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶と同一の結晶相を有する有機ＴＦＴを容易に形成することができる。なお、前記基板及び前記有機半導体の材料は、前述した本発明の有機ＴＦＴの構成材料と同一のものが使用できる。
【００２７】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記半導体層を徐冷してもよい。これにより、前記半導体層を構成する有機半導体の結晶を安定化させ、前記結晶の結晶相の変化を効果的に抑制することができる。また、前記製造方法において、前記半導体層を徐冷する際、前記半導体層の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させることが好ましく、０．２℃／分以下の速度で降温させることがより好ましい。これにより、前記結晶をより容易に安定化させることができる。
【００２８】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、前記半導体層を熱処理してもよい。これによっても、前記半導体層を構成する有機半導体の結晶を安定化させることができる。
【００２９】
また、本発明の有機ＴＦＴの製造方法は、前記有機半導体を蒸着して前記半導体層を形成した後、前記基板の温度を４５℃以下に保持し、前記半導体層上に電極材料を蒸着して電極を形成してもよい。これにより、電極材料の被着時における有機半導体の損傷を抑制し、より特性の安定した有機ＴＦＴを形成できる。なお、前記電極材料としては、前述した本発明の有機ＴＦＴの構成材料と同一のものが使用できる。
【００３０】
本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイは、画素のスイッチング素子として、本発明の有機ＴＦＴが複数個配置されている。また、本発明の無線識別タグは、集積回路部を備えた無線識別タグであって、前記集積回路部には、本発明の有機ＴＦＴが設けられていることを特徴とする。本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイ及び無線識別タグは、いずれも前述した本発明の有機ＴＦＴを備えている。これにより、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、製品自体の長寿命化が可能となる。なお、本発明のアクティブマトリクス型のディスプレイとしては、液晶表示方式、電気泳動表示方式、有機ＥＬ方式、エレクトロクロミック表示（ＥＣＤ）方式、電解析出方式、電子粉流体方式、干渉型変調（ＭＥＭＳ）方式等が例示できる。また、本発明の無線識別タグとしては、Radio Frequency Identification（ＲＦＩＤ）タグ等が例示できる。
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴについて説明する。参照する図１は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
【００３３】
図１に示すように、有機ＴＦＴ１は、基板１１と、基板１１上に設けられたゲート電極１２と、基板１１及びゲート電極１２上に順次積層されたゲート絶縁層１３及び有機半導体からなる半導体層１４と、半導体層１４上に分離して設けられたソース電極１５及びドレーン電極１６とを備えている。また、ゲート電極１２は、半導体層１４の電界効果チャネル１４ａに面して配置されている。そして、半導体層１４は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一である。これにより、半導体層１４を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、電界効果チャネル１４ａにおけるキャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。
【００３４】
ゲート電極１２、ソース電極１５及びドレーン電極１６に使用できる物質は、導電性材料であって、基板材料や有機半導体材料と反応しないものならば特に限定されない。例えば、金、白金、パラジウム等の貴金属、リチウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデン等の金属、それらの合金等が使用できる。また、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子や、特定の不純物がドープされたシリコンも使用できる。特に、ゲート電極１２は、他の電極より電気抵抗が大きい材料でも動作可能であるため、例えば製造を容易にする目的で、ソース電極１５及びドレーン電極１６とは異なる材料を使用することも可能である。
【００３５】
ゲート絶縁層１３の材料としては、バリウムジルコネートチタネート（ＢＺＴ）等の無機酸化物等が使用できる。ＢＺＴは、誘電率が大きいため、キャリア移動度の向上が可能となる。無機酸化物を用いたゲート絶縁層１３の形成手段としては、低温でのスパッタリング法、スピニング法、蒸着法、レーザ・アブレーション法等の手段を用いることができる。これらの方法は、２５０℃以下の低温プロセスでゲート絶縁層１３を形成できるため、プラスチック板やプラスチックフィルム等を基板として使用する場合には、特に好ましい。
【００３６】
また、ゲート絶縁層１３の材料として、高分子材料等の有機絶縁材料を使用することもできる。この場合は、ゲート絶縁層１３の形成手段として、スピンコート法、インクジェット印刷法、電着法等の低温プロセスが好適である。
【００３７】
なお、ゲート絶縁層１３の材料は、上記材料以外でも、基板材料、電極材料及び有機半導体材料と反応しない電気絶縁材料であれば使用可能である。また、有機ＴＦＴ１のゲート電圧を下げるために、誘電率の高い物質をゲート絶縁層１３の材料として用いることも可能である。例えば、米国特許５９８１９７０号に例示されているような、強誘電性化合物を用いてもよい。更に、無機物に限らず、ポリフッ化ビニリデン系やポリシアン化ビニリデン系等の誘電率の大きな有機物を用いてもよい。
【００３８】
次に、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法の一例について図１及び図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法を示すフローチャートである。
【００３９】
図２に示すように、まず、基板１１（図１参照）上に、例えば金等の金属をマスク蒸着してゲート電極１２（図１参照）を形成する（ステップＳ１）。次に、基板１１及びゲート電極１２上に、例えばＢＺＴ等の無機酸化物をスパッタリング法等により積層させてゲート絶縁層１３（図１参照）を形成する（ステップＳ２）。そして、基板１１の温度を４０〜１５０℃の範囲に保持し、ゲート絶縁層１３上にペンタセン等の有機半導体を０．１〜１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層１４（図１参照）を形成する（ステップＳ３）。次に、半導体層１４の周囲の雰囲気温度を１℃／分以下の速度で降温させて半導体層１４を徐冷する（ステップＳ４）。これにより、半導体層１４を構成する有機半導体の結晶が安定化する。続いて、基板１１の温度を５０〜１５０℃の範囲に保持し、半導体層１４を熱処理する（ステップＳ５）。これにより、前記結晶が更に安定化する。最後に、半導体層１４上に、例えば金等の金属をマスク蒸着して、ソース電極１５及びドレーン電極１６（図１参照）を形成し（ステップＳ６）、有機ＴＦＴ１を得る。なお、ソース電極１５及びドレーン電極１６の電極材料を蒸着する際、基板１１の温度を４５℃以下に保持した状態で行うと、電極材料の被着時における有機半導体の損傷を抑制し、より特性の安定した有機ＴＦＴ１を形成できる。
【００４０】
以上、本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１の製造方法の一例について説明したが、本発明は前記方法に限定されず、前記ステップＳ４及び前記ステップＳ５が省略された製造方法としてもよい。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＴＦＴについて説明する。参照する図３は、第２実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。なお、前述した第１実施形態に係る有機ＴＦＴ（図１参照）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４２】
図３に示すように、有機ＴＦＴ２は、基板１１と、基板１１上に設けられたゲート電極１２と、基板１１及びゲート電極１２上に積層されたゲート絶縁層１３と、ゲート絶縁層１３上に分離して設けられたソース電極１５及びドレーン電極１６と、ゲート絶縁層１３、ソース電極１５及びドレーン電極１６上に積層された有機半導体からなる半導体層１４とを備えている。また、ゲート電極１２は、半導体層１４の電界効果チャネル１４ａに面して配置されている。そして、半導体層１４は、前記有機半導体の結晶から構成され、前記結晶の結晶相は、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一である。これにより、半導体層１４を構成する前記結晶の結晶相の変化を防止し、電界効果チャネル１４ａにおけるキャリア移動度の経時劣化を抑制することができる。なお、第２実施形態に係る有機ＴＦＴ２は、第１実施形態に係る有機ＴＦＴ１に対し各層の配置が異なるだけなので、前述した有機ＴＦＴ１の製造方法と同様の方法により製造することができるため、有機ＴＦＴ２の製造方法については説明を省略する。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。参照する図４は、第３実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）の一部破断斜視図である。
【００４４】
図４に示すように、アクティブマトリクス型のディスプレイ（以下、単に「ディスプレイ」という）３は、プラスチック基板３１と、プラスチック基板３１上にマトリクス状に複数配置された画素電極３２と、画素電極３２に接続され、プラスチック基板３１上にアレイ状に複数配置された有機ＴＦＴ駆動回路３３と、画素電極３２及び有機ＴＦＴ駆動回路３３上に順次積層された有機ＥＬ層３４、透明電極３５及び保護フィルム３６と、各有機ＴＦＴ駆動回路３３と制御回路（図示せず）とを接続する複数本のソース電極線３７及びゲート電極線３８とを備えている。ここで、有機ＥＬ層３４は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等の各層が積層されて構成されている。そして、ディスプレイ３は、各有機ＴＦＴ駆動回路３３に、画素のスイッチング素子として、前述した第１及び第２実施形態のいずれか一方に係る有機ＴＦＴが設けられている。このように、ディスプレイ３は、画素のスイッチング素子として、キャリア移動度の経時劣化が抑制された本発明の有機ＴＦＴが設けられているため、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、ディスプレイ自体の長寿命化が可能となる。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態に係るディスプレイについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記実施形態では有機ＥＬを用いたディスプレイについて説明したが、液晶表示素子等の他の表示素子を備えたディスプレイであってもよい。
【００４６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。参照する図５は、第４実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
【００４７】
図５に示すように、無線識別タグ４は、フィルム状のプラスチック基板４１と、プラスチック基板４１上に設けられたアンテナ部４２及び集積回路部４３とを備えている。そして、集積回路部４３には、前述した第１及び第２実施形態のいずれか一方に係る有機ＴＦＴが設けられている。このように、無線識別タグ４は、集積回路部４３に、キャリア移動度の経時劣化が抑制された本発明の有機ＴＦＴが設けられているため、有機ＴＦＴの長寿命化が可能となり、その結果、無線識別タグ自体の長寿命化が可能となる。なお、無線識別タグ４は、表面に保護膜を更に備えていてもよい。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態に係る無線識別タグについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アンテナ部及び集積回路部の配置や構成は任意に設定できる。また、論理回路部を更に組み込むことも可能である。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されない。
【００５０】
（実施例１）
まず、前述した本発明の第１実施形態の実施例である実施例１について、図１を参照して説明する。使用した材料については、基板１１として厚みが０．２５ｍｍのポリイミド、ゲート絶縁層１３を構成する有機絶縁材料としてポリイミド、半導体層１４を構成する有機半導体材料としてペンタセン（アルドリッチ社製）、ゲート電極１２、ソース電極１５及びドレーン電極１６を構成する導電材料として金を用いた。
【００５１】
実施例１の作製方法は、まず、基板１１上に、マスク蒸着により金を蒸着して、ゲート電極１２を形成した（厚み５０ｎｍ）。次に、基板１１及びゲート電極１２上に、ポリイミド前駆体（京セラケミカル製ＣＴ４１１２）をスピンコートした。これを６０℃で１５分間乾燥し、次いで１８０℃で１時間加熱して硬化させ、ゲート絶縁層１３を形成した。得られたゲート絶縁層１３の厚さは、０．７５μｍであった。そして、基板１１の温度を７０℃に保持し、ゲート絶縁層１３上にペンタセンを０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層１４（厚み７０ｎｍ）を形成した。続いて、半導体層１４上に、マスク蒸着により金を蒸着して、ソース電極１５（厚み５０ｎｍ）及びドレーン電極１６（厚み５０ｎｍ）を形成し、実施例１の有機ＴＦＴ１を得た。なお、ソース電極１５とドレーン電極１６との距離（チャネル長）は、１００μｍとし、ソース電極１５とドレーン電極１６とが対向する幅（チャネル幅）は、２ｍｍとした。
【００５２】
（比較例１及び比較例２）
比較例として、基板の温度を２７℃（比較例１）及び５０℃（比較例２）に保持し、ゲート絶縁層上にペンタセンを６ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により、比較例１及び比較例２の有機ＴＦＴを作製した。
【００５３】
（Ｘ線回折法による結晶相の確認）
実施例１、比較例１及び比較例２について、半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを測定した。Ｘ線回折パターンの測定は、リガクＲＵ２００（リガク社製、型番ＲＵ２００）を使用し、ＣｕＫα線（波長λ＝０．１５４１８ｎｍ）にて行った。また、参照例として、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶を作製し、Ｘ線回折パターンの測定を行った。結果を図６に示す。図６において、図６Ａは、前記バルク結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｂは、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｃは、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、図６Ｄは、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示す（いずれも２７℃におけるデータ）。
【００５４】
なお、前記ペンタセンのバルク結晶は、以下の方法により作製した。
【００５５】
（前記ペンタセンのバルク結晶の製法）
ペンタセンの粉末を石英ガラス管に入れ、真空ポンプで減圧しながら石英ガラス管のペンタセンが入っている側の端部を２００℃に加熱し、他方の端部を６０℃に加熱して、析出させる石英ガラス管壁に温度勾配を持たせ、石英ガラス管壁にペンタセン結晶を０．１ｍｍ以上の厚みで昇華析出させた。ここで、０．１ｍｍ以上の厚みで析出させたのは、石英ガラス管表面等の影響を受け難くなるため、比較的容易にエネルギー的に最安定な結晶を得ることができるからである。続いて、０．１５℃／分で徐冷した。なお、石英ガラス管内の圧力は、１．３×１０−2Ｐａとした。
【００５６】
また、前記ペンタセンのバルク結晶の結晶相の確認は、以下のとおりに行った。
【００５７】
（前記ペンタセンのバルク結晶の結晶相の確認方法）
温度可変型のＸ線試料ホルダーに、得られたペンタセンのバルク結晶粉末を入れ、θ−２θ法により２７℃及び１８０℃における粉末Ｘ線回折パターンを測定した。得られたＸ線回折パターンのうち、実施例１で作製された有機ＴＦＴの半導体層のＸ線回折パターンにおいて強く見られる回折線に当たるものは、ｄ＝１．４３ｎｍの位置の回折線であった。なお、前記バルク結晶の場合には、ｄ＝０．４４ｎｍの位置の回折線など、前記ｄ＝１．４３ｎｍの位置よりも強い回折線が見られるが、有機ＴＦＴの半導体層の場合には、結晶方位が基板に対して特定の方向となるように結晶が配列するので、限られた方位以外の回折線は観測されなくなる。このため、結晶相の判断には、特定方位のｄの値（実施例１では、ｄ＝１．４３ｎｍ）を比較するものとした。なお、測定雰囲気は、窒素中で大気圧（１．０×１０５Ｐａ）とした。
【００５８】
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．４３ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９８％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９８％であった。
【００５９】
図６Ｂに示すように、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークが観測された。また、図６Ａ示すように、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても、同じｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線のピークが観測された。更に、図６Ｂに示すように、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例１のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。この結果から、実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。
【００６０】
一方、図６Ｃに示すように、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．５５ｎｍの位置に最大ピーク強度値を示す回折線のピークが観測され、このピーク位置の回折線は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターン（図６Ａ参照）では観測されなかった。この結果から、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相とは異なる結晶相であることが確認された。
【００６１】
また、図６Ｄに示すように、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ｄ＝１．５５ｎｍ及びｄ＝１．４３ｎｍの位置にピークが観測された。この結果から、比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶は、ペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と、比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶の結晶相とからなることが確認された。なお、ｄ＝１．４３ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、比較例２のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の４５％であった。
【００６２】
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例１、比較例１及び比較例２について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行った。更に、テスト前後においてＸ線回折パターンを測定し、それぞれについて、テスト前の最大ピーク強度値を基準とした場合の同じピーク位置の回折線強度比率（テスト後の回折線強度／テスト前の回折線強度×１００、以下同じ）を算出した。また、テスト前後において、電界効果チャネルのキャリア移動度を、アジレント４１５５Ｃ（アジレント社製、型番４１５５Ｃ）にて測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
2005006449.tif 000014
【００６４】
表１に示すように、比較例１は、回折線強度比率が６０％となり、テスト後において、ｄ＝１．５５ｎｍの回折線強度が低下した。また、表１には示していないが、前記回折線強度の低下に伴い、ｄ＝１．４３ｎｍの回折線強度が増大した。この結果から、テスト前における結晶相の一部が、より安定な結晶相（エネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相）へと変化したことがわかる。これにより、結晶相間に多くの粒界が生じ、キャリア移動度が、０．６ｃｍ2／Ｖｓから、０．００１ｃｍ2／Ｖｓ以下まで劣化した。また、比較例２は、テスト前の段階で複数の結晶相を有していたため、そのキャリア移動度が、テスト前後ともに０．００１ｃｍ2／Ｖｓ以下となった。
【００６５】
一方、実施例１は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．４ｃｍ2／Ｖｓから０．０６ｃｍ2／Ｖｓへと低下したが、比較例１に比べ、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、本発明によれば、半導体層を構成する有機半導体（ペンタセン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができることがわかった。
【００６６】
（実施例２）
次に、前述した実施例１に対し、半導体層を構成する有機半導体が異なる実施例２について説明する。実施例２の有機ＴＦＴは、基板の温度を６０℃に保持し、ゲート絶縁層上に銅フタロシアニン（アルドリッチ社製）を０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により作製した。
【００６７】
（比較例３）
比較例として、基板の温度を３０℃に保持し、ゲート絶縁層上に銅フタロシアニンを６ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例２と同様の方法により、比較例３の有機ＴＦＴを作製した。
【００６８】
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例２及び比較例３について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行い、前述した実施例１と同様に、回折線強度比率及びキャリア移動度を測定した。結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2005006449.tif 000015
【００７０】
表２に示すように、比較例３は、回折線強度比率が６３％となり、テスト後において、ｄ＝１．３０ｎｍの回折線強度が低下した。また、表２には示していないが、前記回折線強度の低下に伴い、ｄ＝１．２５ｎｍの回折線強度が増大した。この結果から、テスト前における結晶相の一部が、より安定な結晶相へと変化したことがわかる。これにより、結晶相間に多くの粒界が生じ、キャリア移動度が、０．０１ｃｍ2／Ｖｓから、０．００１ｃｍ2／Ｖｓ以下まで劣化した。一方、実施例２は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、図示はしないが、テスト前の実施例２のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝１．２５ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例２のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。更に、前記ｄ＝１．２５ｎｍの位置の回折線ピークは、銅フタロシアニンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても観測された（図示せず）。即ち、実施例２の半導体層を構成する銅フタロシアニン結晶の結晶相は、銅フタロシアニンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．０２ｃｍ2／Ｖｓから０．０１ｃｍ2／Ｖｓへと低下したが、比較例３に比べ、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、実施例２においても、実施例１と同様に、半導体層を構成する有機半導体（銅フタロシアニン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができた。
【００７１】
なお、前記銅フタロシアニンのバルク結晶は、以下の製法により作製した。
【００７２】
（前記銅フタロシアニンのバルク結晶の製法）
銅フタロシアニンの粉末を石英ガラス管に入れ、石英ガラス管の銅フタロシアニンが入っている側の端部を３２０℃に加熱し、石英ガラス管内の圧力を２．３×１０−2Ｐａとしたこと以外は、前述したペンタセンのバルク結晶を作製した方法と同条件で操作を行った。
【００７３】
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝１．２５ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であった。
【００７４】
（実施例３）
次に、前述した実施例１及び実施例２に対し、半導体層を構成する有機半導体が異なる実施例３について説明する。実施例３の有機ＴＦＴは、基板の温度を６０℃に保持し、ゲート絶縁層上にセキシチオフェン（アルドリッチ社製）を０．１ｎｍ／分の蒸着速度で蒸着して半導体層を形成したこと以外は、前述した実施例１と同様の方法により作製した。
【００７５】
（高温加速テスト前後の結晶相の変化）
次に、実施例３について、高温加速テスト（６０℃×１００時間）を行い、前述した実施例１と同様に、回折線強度比率及びキャリア移動度を測定した。結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
2005006449.tif 000016
【００７７】
実施例３は、回折線強度比率が９９％であり、テスト前後において結晶相がほとんど変化しなかった。また、図示はしないが、テスト前の実施例３のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相以外の結晶相に由来するその他の回折線は観測されなかった。また、ｄ＝２．２４ｎｍの位置に回折線が観測される結晶相に由来する回折線の合計強度値は、実施例３のＸ線回折パターンにおける全回折線の合計強度値の９０％以上であった。更に、前記ｄ＝２．２４ｎｍの回折線ピークは、セキシチオフェンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンにおいても観測された（図示せず）。即ち、実施例３の半導体層を構成するセキシチオフェン結晶の結晶相は、セキシチオフェンのエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一であることが確認された。また、キャリア移動度は、テスト前後で０．０２ｃｍ2／Ｖｓから０．０１ｃｍ2／Ｖｓへと低下したが、キャリア移動度の劣化の程度を抑えることができた。このように、実施例３においても、実施例１及び実施例２と同様に、半導体層を構成する有機半導体（セキシチオフェン）の結晶の結晶相を、前記有機半導体のエネルギー的に最安定なバルク結晶の結晶相と同一の結晶相とすることにより、キャリア移動度の経時劣化を抑制することができた。
【００７８】
なお、前記セキシチオフェンのバルク結晶は、以下の製法により作製した。
【００７９】
（前記セキシチオフェンのバルク結晶の製法）
セキシチオフェンのフレークを石英ガラス管に入れ、石英ガラス管のセキシチオフェンが入っている側の端部を２４０℃に加熱し、石英ガラス管内の圧力を１．６×１０−2Ｐａとしたこと以外は、前述したペンタセンのバルク結晶を作製した方法と同条件で操作を行った。
【００８０】
また、作製した前記バルク結晶のＸ線回折パターンにおいて、ｄ＝２．２４ｎｍの２７℃における回折線強度を基準とした場合に、昇温速度０．１５℃／分で１８０℃まで雰囲気温度を上げた後の同じピーク位置における回折線強度比率（昇温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であり、１８０℃から降温速度０．１５℃／分で２７℃まで雰囲気温度を下げた後の同じピーク位置にける回折線強度比率（降温後の回折線強度／初期の回折線強度×１００）は９９％であった。
【００８１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されない。例えば、前記実施例においては、結晶相の確認方法としてＸ線回折法を用いたが、吸光分析法等の他の分析手段により確認してもよい。また、前記実施例では、ゲート電極を基板上に設ける、所謂ボトムゲート構造の有機ＴＦＴを例に挙げて説明したが、基板上に、ソース電極及びドレーン電極を設け、更に、その上に、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極を順次設ける、所謂トップゲート構造の有機ＴＦＴでも、同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明したように、本発明は、有機ＴＦＴのキャリア移動度の経時劣化を抑制できるので、長寿命化が要求される電子機器に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る有機ＴＦＴの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るアクティブマトリクス型のディスプレイの一部破断斜視図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る無線識別タグの斜視図である。
【図６】Ａはペンタセンのエネルギー的に最安定なバルク結晶のＸ線回折パターンを示し、Ｂは本発明の実施例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、Ｃは比較例１の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示し、Ｄは比較例２の半導体層を構成するペンタセン結晶のＸ線回折パターンを示す。
【図７】従来の有機ＴＦＴの構成を示す断面図である。
【図８】Ａ，Ｂは、従来の有機ＴＦＴの半導体層を構成する有機半導体の結晶構造が熱により変化する現象を説明するための概念図であり、このうちＡは加熱前、Ｂは６０℃で１００時間加熱した後の状態を示す。
【符号の説明】
【００８４】
１，２  有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）
３  ディスプレイ
４  無線識別タグ
１１  基板
１２  ゲート電極
１３  ゲート絶縁層
１４  半導体層
１４ａ  電界効果チャネル
１５  ソース電極
１６  ドレーン電極
３１  プラスチック基板
３２  画素電極
３３  有機ＴＦＴ駆動回路
３４  有機ＥＬ層
３５  透明電極
３６  保護フィルム
３７  ソース電極線
３８  ゲート電極線
４１  プラスチック基板
４２  アンテナ部
４３  集積回路部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005006449.tif 000017
【図２】
2005006449.tif 000018
【図３】
2005006449.tif 000019
【図４】
2005006449.tif 000020
【図５】
2005006449.tif 000021
【図６】
2005006449.tif 000022
【図７】
2005006449.tif 000023
【図８】
2005006449.tif 000024
【国際調査報告】
2005006449.tif 000025
2005006449.tif 000026
2005006449.tif 000027
2005006449.tif 000028