(57)【要約】本発明は、有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）、有機電解効果トランジスターを構造化する方法および機能性ポリマー層の改良された構造化を有する集積回路に関する。構造化は、機能性ポリマーを、最初に露光により凹所が形成された成形層にドクター塗布して導入することにより達成される。
2004508722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に少なくとも以下の層：
導電性機能性ポリマーからなる、少なくとも１個のソース電極および少なくとも１個のドレイン電極の間および上の有機半導体層、
半導体層上の有機絶縁層および
有機導体層
を有し、導体層および他の２個の層の少なくとも１つが構造化されている有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）。
【請求項２】
２０μｍ未満、有利に１０μｍ未満、特に２〜５μｍ未満のソース電極とドレイン電極の間の間隔１を有する請求項１記載のＯＦＥＴ。
【請求項３】
１μｍの層厚を有する電極を有する請求項１または２記載のＯＦＥＴ。
【請求項４】
少なくとも１個の構造化された導体層および他の構造化された層を有する少なくとも１個のＯＦＥＴを有する集積回路。
【請求項５】
少なくとも１種の機能性ポリマーをネガ型にドクター塗布することによりＯＦＥＴを構造化する方法。
【請求項６】
以下の作業工程：
ａ）基板または下側層にネガ型用成形層を載置する工程、
ｂ）この成形層に後の構造のネガに相当する凹所を得る工程および
ｃ）この凹所に引き続き機能性ポリマーをドクター塗布して導入する工程
を有する請求項５記載の方法。
【請求項７】
成形層を構造化の後に除去する請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
少なくとも２回機能性ポリマーを成形層の凹所にドクター塗布して導入する請求項５から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
成形層内の凹所をマスクでの照射により形成する請求項５から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
連続法として連続するベルトを使用して行う請求項５から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）、ＯＦＥＴを構造化する方法および機能性ポリマー層の改良された構造化を有する集積回路に関する。
【０００２】
ＯＦＥＴをベースとする有機集積回路（集積プラスチック回路）はマイクロエレクトロニクス材料の使用および確認用タグおよび製品タグのような使い捨て製品に使用される。タグは、例えば物品またはかばんに取り付けられている電気的バーコードである。ＯＦＥＴは、表面に取り付けられてなくてもよいＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ（高周波確認タグ）として広い使用分野を有する。ＯＦＥＴではこの使用のためにシリコン技術の優れた作業特性を省くことができるが、このために低い製造費用および機械的柔軟性が保証されなければならない。例えば電気的バーコードのような構造部品は典型的に使い捨て製品であり、廉価な工程で製造する場合にのみ経済的に興味深い。
【０００３】
従来は製造費用のためにＯＦＥＴの導体層のみが構造化された。構造化は二段階の方法（リソグラフィー法、これに関しては、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　７３（１）、１９９８、１０８．１１０頁およびＭｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．１８９、１９９０、２２１〜２２５頁参照）を介して、最初に全面被覆およびこれに続く構造化を使用してのみ実施することができるが、構造化は更に材料特異的である。材料特異性は、前記処理が前記光化学成分を用いて唯一導電性有機材料ポリアニリンに対して機能することを意味する。他の導電性有機材料、例えばポリピロールはこの形式で容易に構造化することができない。
【０００４】
機能性ポリマー（ポリマーまたはオリゴマーが存在してもよい）からなる少なくとも半導体層および絶縁層の構造化のような他の層の不足する構造化は得られるＯＦＥＴの明らかな出力の低下を生じるが、それにもかかわらず費用の理由からこれを省く。構造化された層は他の公知の方法（例えば印刷）を使用して、ソース電極とドレイン電極の間隔であり、これによりＯＦＥＴの出力密度の尺度である長さ１が少なくとも３０〜５０μｍであるように構造化することができる。しかし１０μｍ未満の長さ１が好ましく、費用のかかるリソグラフィー法を除いて一時的にどの構造化法も重要であると思われない。
【０００５】
従って本発明の課題は、安い費用で、大量生産に適している、高い分解力を有するＯＦＥＴを構造化する方法を提供することである。
【０００６】
本発明の課題は、更に少ない間隔１を有して製造できる、複数の構造化層を備えているために出力の強い、コンパクトなＯＦＥＴを提供することである。
【０００７】
本発明の対象は、基板に少なくとも以下の層：
導電性有機材料からなる、少なくとも１個のソース電極および少なくとも１個のドレイン電極の間および上の有機半導体層、
半導体層上の有機絶縁層および
有機導体層
を有し、導体層および他の２個の層の少なくとも１つが構造化されている有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）である。
【０００８】
本発明の対象は更に、少なくとも１種の機能性ポリマーをネガ型にドクター塗布することによりＯＦＥＴを構造化する方法である。
【０００９】
最後に本発明の対象は、少なくとも１個の構造化された導体層および他の構造化された層を有する少なくとも１個のＯＦＥＴを有する集積回路である。
【００１０】
凹所を有し、凹所に機能性ポリマーがドクター塗布により充填され、機能性ポリマーが、例えばＯＦＥＴの電極または半導体層または絶縁層を形成する、構造化された層または構造化された層の一部がネガ型と呼ばれる。
【００１１】
その際ソース電極とドレイン電極の間隔を示す長さ１は、照射によりネガ型を構造化する場合は、入射する光線の波長λの大きさの次元まで小さくすることができる。２０μｍ未満、有利には１０μｍ未満、特に２〜５μｍまたはこれより小さい長さ１を有するＯＦＥＴが有利である。
【００１２】
本発明の方法は、以下の作業工程：
ａ）基板または下側層に、場合により全面の成形層を載置する工程、
成形層は構造化すべき領域に限定されず、この成形層は機能性ポリマー（従って半導体層、導電性層または絶縁層）だけでなく、導電性有機電極層のための型または鉛版として用いられる他の有機材料であり、この他の有機材料は絶縁特性を有するべきである、
ｂ）この成形層に、構造に相当する凹所をマスク上の露光により得る工程および
ｃ）この凹所に引き続き機能性ポリマーを、液状で、溶液としておよび／または溶融物としてドクター塗布して導入する工程
を有する。
【００１３】
成形層上の構造のネガ型は基板または下側層に感光塗料層を露光することにより達成することができる。ネガ型の材料は、例えばシャドーマスクのようなマスク上の露光または他のすでに記載された構造化法および引き続く現像の後に凹所を有する感光塗料であってもよい。
【００１４】
このために適した塗料はすべて市販されており、例えば露光することにより構造化する方法は文献から公知である。
【００１５】
ドクター塗布法の利点は、導入され、成果のある感光塗装法により機能性ポリマーの困難な構造化を克服することにある。これにより豊かな技術的背景を利用することができ、きわめて細かい構造を達成することができる。ドクター塗布法は更に材料に特異的でない。それどころかドクター塗布法を使用してポリアニリンや、他のすべての導電性有機材料、例えばポリピロールを、電極を製造するために使用することができる。同様にこれとともにすべての他の有機材料、例えばポリチオフェンを半導体としておよび／またはポリビニルフェノールを絶縁体として、従ってすべてのＯＦＥＴを構造化することができる。
【００１６】
ＯＦＥＴの多層構造において１個以上の層をドクター塗布法で製造することができる。複数の層の場合はネガ型を形成する感光性塗装技術が有利である、それというのも例えばインプリント法が成形層をすべての層厚にわたり構造化するのでなく、凹所に、その下にある層への電気的接触を避ける所定の面を挿入するからである。例えばソース−ドレイン電極は第１層のために重要でないが、すべての他の層のためには重要である。
【００１７】
本発明の方法の１つの構成により、機能性ポリマーの硬化を行った後にネガ型を取り出し、場合により溶剤の蒸発または収縮により生じる機能性ポリマーとネガ型との高さの差を減少する。
【００１８】
場合により生じるネガ型と機能性ポリマーの高さの差を避ける他の試みはドクター塗布工程の繰り返しであり、これによりネガ型の容積が簡単に更に満たされる。
【００１９】
一般に機能性ポリマーは十分にその最適なコンシステンシーに放置することができる。従って、例えばポリアニリンは導電性有機材料として最適な導電性で所定の粘度を有する。ポリアニリンを印刷する場合は、その粘度は印刷法に適した値に調節しなければならない。これは多くの場合に導電性の損失を意味する。ドクター塗布に関しては粘度の幅が印刷より不均一に大きく、従って有機材料で粘度の変化が行われてはならない。
【００２０】
最後にドクター塗布法の利点は、厚い層の能力である。従って、例えば厚さ１μｍのポリマー電極の導電性は通常の０．２μｍの層厚より効果的に高い。従って１μｍまでの範囲、特に０．３〜０．７μｍの範囲の層厚を有するＯＦＥＴが有利である。
【００２１】
本発明の方法の有利な１つの構成により、連続的に運転し、すなわちベルトを成形層と一緒に順次種々の段階を通過し、ここで最初に例えばマスクでの露光により成形層に凹所を形成し、凹所に引き続き更なる経過で少なくとも１回ドクター塗布段階で機能性ポリマーを充填する。
【００２２】
ここでＯＦＥＴおよび多くのＯＦＥＴからなる集積回路の構造に機能的に関係するすべての有機材料、有機金属材料および／または無機材料を機能性ポリマーと呼ぶ。これには、例えば電極を形成する導電性成分（例えばポリアニリン）、電極の間に層を形成する半導電性成分および絶縁成分が属する。従って機能性ポリマーの名称には、例えばオリゴマー化合物のような非ポリマー成分を含むことが指摘される。
【００２３】
ここで有機材料をベースとするものをすべて有機と呼び、有機材料は英語でプラスチックと呼ばれている、すべての種類の有機合成樹脂、有機金属合成樹脂および／または無機合成樹脂を含む。典型的な半導体（ゲルマニウム、シリコン）および典型的な金属導体を除くすべての種類の物質である。従って炭素を含有する材料として有機材料に独断的意味で限定することは考えてなく、それどころか例えばシリコンの幅広い使用を考える。更にポリマーまたはオリゴマーの材料に限定することもなく、小さい分子の使用も考慮する。
【００２４】
ここで構造化層に載置するＯＦＥＴのすべての層を下側層と呼ぶ。成形ポリマーからなる成形層は下側層または基板に接続している。ここで成形ポリマーはポリマーの名称によりポリマーの凝結状態に固定されず、ネガ型を形成するために実際に使用できるすべてのプラスチックであってもよい。
【００２５】
以下に本発明の方法の実施例を図面により詳細に説明する。
【００２６】
図１は、基板または下側層２が、例えば感光塗料のような成形ポリマーからなるネガ型の成形層１に全面に載置していることを示す。成形層１は図２に示されるようにシャドーマスク４上で、例えばＵＶ線３で露光する。これにより図３に示されるように成形層１内に凹所８が形成される。引き続きこの凹所に機能性ポリマー７をドクター６を使用してドクター塗布して導入する（図４および図５）。図６において製造したＯＦＥＴ内で機能性ポリマー７が成形層１の凹所８を充填していることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
基板または下側層が成形層に載置している図である。
【図２】
成形層をシャドーマスク上で露光する図である。
【図３】
成形層に凹所が形成される図である。
【図４】
機能性ポリマーをドクターで塗布する図である。
【図５】
機能性ポリマーがドクターで塗布され、凹所に導入される図である。
【図６】
機能性ポリマーが凹所に充填された図である。
【符号の説明】
１　成形層、　２　基板または下側層、　３　ＵＶ線、　４　シャドーマスク、　６　ドクター、　７　機能性ポリマー、　８　凹所、
【国際公開パンフレット】
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2004508722.tif 000005
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【国際調査報告】
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