(57)【要約】【課題】有機半導体薄膜を用いた有機トランジスタであって、有機半導体薄膜が曲げ変形を受けることによる電気的特性の劣化を抑制する。【解決手段】１．５ＭＰａ以上の圧縮応力が内在している有機半導体薄膜と、有機半導体薄膜に通電するための一対の電極（例えばソース電極及びドレイン電極）とを備え、有機半導体薄膜に内在している圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように一対の電極が設けられていることを特徴としている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．５ＭＰａ以上の圧縮応力が内在している有機半導体薄膜と、前記有機半導体薄膜に通電するための一対の電極とを備え、
前記有機半導体薄膜に内在している圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように前記一対の電極が設けられていることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項２】
ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート電極とを備える電界効果トランジスタであって、前記一対の電極がソース電極及びドレイン電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機トランジスタ。
【請求項３】
前記一対の電極の長手方向が、前記圧縮応力が最大となる方向に対して略平行になるように前記一対の電極が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の有機トランジスタ。
【請求項４】
前記有機半導体薄膜を基板上に形成して請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機トランジスタを製造する方法であって、
前記基板に２ＭＰａ以上の引っ張り応力をかけた状態で、該基板上に前記有機半導体薄膜を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記有機半導体薄膜を基板上に形成して請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機トランジスタを製造する方法であって、
前記基板をその基板表面が曲率半径１０ｃｍ以下の曲面となるように曲げた状態で、該基板上に前記有機半導体薄膜を形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
【請求項６】
真空蒸着法により前記有機半導体薄膜を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記有機半導体薄膜の材料を含む液体を前記基板表面上に塗布することにより前記有機半導体薄膜を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の有機トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機トランジスタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の高度な発展に伴い、超薄型で携帯が容易な情報処理装置、表示装置、記憶装置への要望が高まっている。超薄型情報処理装置を提供する技術として、有機半導体薄膜を用いる電界効果トランジスタ、ダイオード、キャパシタなどの電子素子が大変注目されている。有機半導体薄膜を用いた電子素子は、無機半導体素子と比較して、より低温のプロセスで製造することができるため、低コストで製造することができる。
【０００３】
また、基板として可撓性に優れたプラスチックフィルムなどを用いることができ、軽量で壊れにくい素子を作製することができる。また、溶液の塗布や印刷法を用いた素子作製が可能なものもあり、大面積の素子を非常に低コストで製造することができる。
【０００４】
非特許文献１及び２においては、フィルム基板上に形成された有機トランジスタの試作例が開示されている。
【０００５】
特許文献１においては、フレキシブル素子としての力学的特性に優れる有機トランジスタが開示されている。具体的には、絶縁体層と、該絶縁体層により隔離されたゲート電極及び有機半導体層と、該有機半導体層に接するように設けられたソース電極及びドレイン電極と、ポリマーを含有する支持基板とを有する電界効果トランジスタが開示されており、該電界効果トランジスタにおいて、絶縁体層の降伏点での伸びε１（％）が、該支持基板の降伏点でのε２（％）より大きいことを特徴とする電界効果トランジスタが提案されている。特許文献１において、曲げ試験によるトランジスタの特性の変化は、−３％ないし−１０％であり、フレキシブル素子として実用に供するためには、更なる特性の向上が求められていた。
【０００６】
非特許文献３及び４には、本発明において規定する圧縮応力を測定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２８４６７号公報
【非特許文献１】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，４２，２９９（２００３）
【非特許文献２】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，４３，３７２（２００４）
【非特許文献３】「薄膜の力学的特性評価技術」  第２編  薄膜の内部応力  リアライズ理工センター、１９９２年３月発行
【非特許文献４】豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー  Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．１（１９９８．３）  「蛍光寿命測定を利用した高分子材料の内部応力評価」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、曲げに伴う電気特性劣化を抑制することができる有機トランジスタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の有機トランジスタは、１．５ＭＰａ以上の圧縮応力が内在している有機半導体薄膜と、有機半導体薄膜に通電するための一対の電極とを備え、有機半導体薄膜に内在している圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように一対の電極が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、有機半導体薄膜に内在している圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように一対の電極が設けられている。有機半導体薄膜に引っ張り応力が加えられると、結晶粒界や微小な間隙が容易に伸長し、その上に電極が設けられている場合、電極との接触が悪くなり、有機トランジスタの電気特性が劣化する。本発明においては、有機半導体薄膜に予め圧縮応力が内在しており、圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように一対の電極が設けられている。このため、圧縮応力が最大である方向に曲げ変形が加えられ、有機半導体薄膜に引っ張り応力が加えられたとき、内在する圧縮応力が引っ張り応力と相殺され、有機半導体薄膜に微小なクラックや間隙等が発生するのを抑制することができる。このため、電極との接触状態が良好に保たれ、電気特性が劣化するのを抑制することができる。また、有機半導体薄膜における粒界の空隙の増大により有機半導体薄膜の伝導性が低下するのを抑制することができる。本発明においては、これらの作用効果によって有機トランジスタの電気特性の劣化を抑制することができる。
【００１０】
上記の本発明の作用効果について、図４及び図８を参照して説明する。図４を参照して、有機半導体薄膜３の上には、一対の電極７及び８が設けられている。有機半導体薄膜３には、軸ｃｄ方向に最大となるような圧縮応力が内在している。この軸ｃｄ方向と直交する軸ａｂ方向に通電されるように、一対の電極７及び８が設けられている。
【００１１】
図８に示すように、有機半導体薄膜３の軸ｃｄ方向に曲げ変形が生じるように有機半導体薄膜３に曲げ変形を加えると、有機半導体薄膜３の表面、すなわち電極７，８との界面近傍において引っ張り応力が発生する。しかしながら、本発明においては、軸ｃｄの方向に圧縮応力が内在しているため、この内在している圧縮応力と引っ張り応力が相殺され、有機半導体薄膜３の表面でのクラックや間隙の発生が抑制され、粒界の空隙の増大による伝導性の低下が抑制される。このため、有機半導体薄膜３と電極７，８との接触が良好に保たれ、また有機半導体薄膜の電気特性の低下が抑制され、有機トランジスタの電気特性が低下するのを抑制することができる。
【００１２】
本発明に従う好ましい実施形態において、有機トランジスタは、ソース電極とドレイン電極とゲート電極とを備える電界効果トランジスタであり、一対の電極がソース電極及びドレイン電極となる。
【００１３】
また、本発明において、一対の電極の長手方向は、圧縮応力が最大となる方向に対して略平行になるように一対の電極が設けられていることが好ましい。一対の電極の長手方向において、電極との接触不良がより生じやすくなるので、このような長手方向を圧縮応力が最大となる方向に対して略平行となるように一対の電極を設けることにより、電極と有機半導体薄膜との接触不良をより有効に抑制することができる。
【００１４】
本発明において、有機半導体薄膜に内在する圧縮応力は１．５ＭＰａ以上である。圧縮応力が１．５ＭＰａ未満であると、有機半導体薄膜に引っ張り応力が加わった場合に電気特性の劣化を抑制することができるという本発明の効果が得られない。有機半導体薄膜に内在する圧縮応力の上限値は特に限定されるものではないが、１００ＭＰａ以下であることが好ましい。内在する圧縮応力が大きくなりすぎると、圧縮応力による電気特性劣化が大きくなりすぎる場合がある。有機半導体薄膜に内在させる圧縮応力のさらに好ましい範囲は、２ＭＰａ以上であり、さらには３〜２０ＭＰａの範囲内であることが好ましい。
【００１５】
本発明における有機半導体薄膜に内在する圧縮応力は、一般的な方法により測定することができる。例えば、非特許文献３に記載されている方法で圧縮応力を測定することができる。具体的には、Ｘ線回折による方法や、赤外線測定による方法で測定することができる。また、非特許文献４に記載されているような蛍光寿命によっても圧縮応力を測定することができる。具体的には、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命変化や、励起子の拡散長の変化などにより圧縮応力を測定することができる。
【００１６】
有機半導体薄膜が発光性有機半導体を含む薄膜である場合には、光励起発光による励起状態の寿命から圧縮応力を測定することができる。例えば、内在する応力が１ＭＰａ以下である同種の有機半導体薄膜と比較して、光励起発光における励起状態の寿命は０．８５倍以下であることが好ましい。光励起発光における励起状態の寿命の下限値は特に限定されるものではないが、一般には０．６倍以上が好ましい。
【００１７】
また、励起子の拡散長により評価する場合、内在する応力が１ＭＰａ以下である同種の有機半導体薄膜と比較して、励起子の拡散長が１．１倍以上であることが好ましい。
【００１８】
また、赤外線により圧縮応力を評価する場合、内在する応力が１ＭＰａ以下の同種の有機半導体薄膜と比較して、ラマン分光測定における有機半導体薄膜の少なくとも１つのピークシフトが１００ｃｍ−１以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明の有機トランジスタの製造方法は、上記本発明の有機トランジスタを製造することができる方法であり、有機半導体薄膜を基板上に形成して有機トランジスタを製造する方法であり、基板に２ＭＰａ以上の引っ張り応力をかけた状態で、該基板上に有機半導体薄膜を形成することを特徴としている。
【００２０】
基板に引っ張り応力をかけた状態で有機半導体薄膜を形成した後、この引っ張り応力を開放することにより、有機半導体薄膜に圧縮応力を内在させることができる。本発明の製造方法において、基板は引っ張り応力をかけた薄膜形成時の状態から、薄膜形成後の引っ張り応力をかけていない状態に戻したときに、０．５％以上収縮することが好ましい。
【００２１】
薄膜形成の際に基板にかける引っ張り応力の上限値は特に限定されるものでないが、一般には１００ＭＰａ以下である。
【００２２】
本発明の有機トランジスタの製造方法の他の局面は、基板をその基板表面が曲率半径１０ｃｍ以下の曲面となるように曲げた状態で、該基板上に有機半導体薄膜を形成することを特徴としている。
【００２３】
基板表面が曲率半径１０ｃｍ以下の曲面となるように基板を曲げた状態で、有機半導体薄膜を形成した後、基板を平坦な状態に戻すと、有機半導体薄膜に圧縮応力が内在される。薄膜形成の際の基板表面の曲率半径の下限値は特に限定されるものではないが、一般には５ｍｍ以上が好ましい。
【００２４】
本発明の有機半導体薄膜を形成する薄膜形成方法としては、真空蒸着法が挙げられる。また、有機半導体薄膜の材料を含む液体を基板表面上に塗布することにより有機半導体薄膜を形成してもよい。有機半導体薄膜の材料を含む液体を塗布する方法としては、凸版式印刷法、凹版式印刷法、平版式印刷法、孔版式印刷法、スリットコーティング法、ディッピング法、キャスト法、スピンコート法、吹き付け法などが挙げられる。
【００２５】
本発明における有機半導体薄膜の材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘電体とポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）等の混合物からなる高分子材料や、チオフェンモノマーと他のモノマーが連結された共重合体やオリゴマーなどの物質、フラーレン、ナノカーボン、デンドリマー、フタロシアニン、ペンタセンなどの分子性有機物質、金属カルコゲナイド微粒子を含有する誘電体等、各種の有機物質が挙げられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の有機トランジスタにおいては、１．５ＭＰａ以上の圧縮応力が内在している有機半導体薄膜を用い、この有機半導体薄膜に内在している圧縮応力が最大となる方向に対して略直交する方向に通電するように一対の電極を設けている。このため、有機半導体薄膜の圧縮応力が最大となる方向に曲げ変形の力が加わり、有機半導体薄膜に引っ張り応力がかかっても、この引っ張り応力を圧縮応力で相殺することができ、引っ張り応力によって生じる有機半導体薄膜表面のクラックや間隙等の発生を防止することができる。このため、有機半導体薄膜と電極との接触不良の発生を防止することができ、有機トランジスタの電気特性が劣化するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
図１は、本発明に従う有機トランジスタにおける有機半導体薄膜の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、基板１上に有機半導体薄膜３が形成されており、有機半導体薄膜３に１．５ＭＰａ以上の圧縮応力が内在している。本実施例において、基板１は可撓性を有する基板であり、曲げることができる。図２に示すように、基板１及びその上に形成された有機半導体薄膜３を曲率半径Ｒのローラーの外表面に沿わせて曲げると、有機半導体薄膜３には引っ張り応力が働く。しかしながら、有機半導体薄膜３には圧縮応力が内在しているので、この圧縮応力と引っ張り応力が相殺し、引っ張り応力により、有機半導体薄膜の表面でのクラックや間隙の発生を抑制することができ、また粒界の空隙の増大による伝導性の低下を抑制することができる。
【００２９】
（実施例１）
図３は、本発明の有機トランジスタの一実施例を示す概略断面図であり、図４は概略平面図である。
【００３０】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる厚さ２５μｍの基板１の上に、金を蒸着して、第３の電極４（厚さ０．１μｍ）が形成されている。なお、基板１の引っ張り強さは１７６ＭＰａであり、誘電率は３．２である。
【００３１】
第３の電極４の上には、ポリカーボネートからなる有機誘電体薄膜５（誘電率３．０）が形成されている。有機誘電体薄膜５は、ポリカーボネートの濃度５質量％のクロロホルム溶液をスピンコート法で第３の電極４の上に塗布することにより形成されている。
【００３２】
次に、ポリイミドからなるバンク６を有機誘電体薄膜５の両端部の上にそれぞれ形成する。バンク６で区画された所定の領域の軸ｃｄ方向の長さは１．２ｍｍであり、軸ａｂ方向の長さは０．６ｍｍである。
【００３３】
次に、この状態で、図２に示すように、基板１を曲率半径Ｒが５ｃｍであるＡＢＳ樹脂製ローラー２の外周面の上に沿わせて配置した。これにより、基板１の表面の曲率半径は約５ｃｍとなった。次に、有機半導体薄膜材料として、立体規則性構造を有するポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）（平均モル質量８７００ｇ／ｍｏｌ、アルドリッチ製）のオルト−キシレン溶液（濃度１重量％）を準備し、この溶液を室温でバンク６で区画された基板１上の領域に吹き付け、バンク６で区画された所定の領域に溶液を展開して有機半導体薄膜３を形成した。基板１は、ローラー２に巻き付ける際、図４に示す軸ｃｄがローラー２の外周面に沿うように配置した。従って、図４に示す軸ａｂはローラー２の中心軸と平行になるように配置されている。
【００３４】
上記のようにしてＰ３ＨＴのオルト−キシレン溶液を基板１上に吹き付けた後、室温で５分間放置し、次に真空オーブン中で減圧下、８０℃で１時間ベークした。これにより、基板１上に有機半導体薄膜３が形成された。
【００３５】
次に、有機半導体薄膜３の上に、図３に示すように、金を真空蒸着して、第１の電極７及び第２の電極８をそれぞれ形成した第１の電極７及び第２の電極８の厚さはそれぞれ０．１μｍである。
【００３６】
図４に示すように、第１の電極７と第２の電極８の間の間隔Ｌを０．５ｍｍとし、第１の電極７及び第２の電極８の幅Ｗを１ｍｍとした。
【００３７】
以上のようにして作製して有機トランジスタにおいて、軸ａｂ上に設けられた測定点ＸＹ間及びＹＺ間の導電性をそれぞれプローバーで測定し、移動度を算出した。なお、ＸＹ間及びＹＺ間の距離はそれぞれ０．１ｍｍとした。
【００３８】
基板１を平坦な状態で測定した結果、測定点ＸＹ間の移動度は５．２×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は５．１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであった。また、このときの薄膜３の内部応力をＸ線分析法で評価したところ、軸ａｂと平行な方向に１．８ＭＰａの圧縮応力が内在していることが確認された。また、光照射により測定した励起子の拡散長は６ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．６ピコ秒であった。
【００３９】
また、上記の有機トランジスタを、図２に示すように、曲率半径Ｒが５ｃｍのローラー２に巻き付けた状態で、上記と同様にして移動度を測定した。なお、軸ｃｄがローラー２の内周面に沿うように、すなわち軸ａｂがローラー２の中心軸と平行になるように巻き付けて配置した。このときの測定点ＸＹ間の移動度は５．０×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は５．１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであった。従って、曲率半径Ｒが５ｃｍであるローラー２に巻き付けて有機半導体薄膜３に曲げ変形を加えた状態での移動度の劣化は２％と非常に小さく、また移動度のばらつきも２％であり移動度の均一性に優れていた。また、このときの内部応力を測定したところ、１ＭＰａ以下であり、内部応力が緩和された状態であった。また光照射により測定した励起子の拡散長は５ｎｍであった。従って、圧縮応力が内在しているときの有機半導体薄膜の励起子の拡散長６ｎｍは、応力が緩和された同種の有機半導体薄膜と比較して１．２倍であることがわかった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．８ピコ秒であった。従って、圧縮応力が内在しているときの有機半導体薄膜の寿命０．６ピコ秒は、応力が緩和された同種の有機半導体薄膜と比較して０．７５倍であることがわかった。
【００４０】
なお、本実施例において、第１の電極７及び第２の電極８は、ゲート電極及びドレイン電極に対応し、第３の電極４はゲート電極に対応している。
【００４１】
（比較例１）
基板１をローラーに巻き付けず、すなわち基板１を平坦な状態にしてその上に有機半導体薄膜を形成した以外は、上記実施例１と同様にして有機トランジスタを作製した。
【００４２】
得られた有機トランジスタについて、基板１を平坦な状態にして上記と同様にして移動度を測定した結果、測定点ＸＹ間の移動度は４．８×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は４．５×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであった。従って、移動度の大きさは、実施例１よりも劣っていた。また、移動度のばらつきは約７％であり、移動度の均一性においても実施例１より劣っていた。このときの内部応力は１ＭＰａ以下であった。また、光照射により測定した励起子の拡散長は５ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．９ピコ秒であった。
【００４３】
次に、上記実施例１と同様に、曲率半径Ｒが５ｃｍであるローラー２に、基板及び有機半導体薄膜を巻き付けた状態で、移動度を測定した。測定点ＸＹ間の移動度は２．４×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は２．１×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであり、ローラーに巻き付けて曲げ変形を加えることにより、移動度は５０％劣化した。また、移動度のばらつきは約１４％であり、移動度の均一性も大幅に悪くなっていた。このときの有機半導体薄膜内の応力を測定したところ、ローラーの外周面に沿う方向に引っ張り応力が内在しており、引っ張り応力は２．１ＭＰａであった。また、光照射により測定した励起子の拡散長は４ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は１．１ピコ秒であった。
【００４４】
（実施例２）
図５は、本発明に従う有機トランジスタを示す概略断面図である。基板１は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる厚さ２５μｍの基板であり、この上に金を真空蒸着して、第３の電極４（厚さ０．１μｍ）が形成されている。なお、基板１の引っ張り強さは２７４ＭＰａであり、誘電率は３．０である。
【００４５】
次に、第３の電極４の上に、ポリカーボネートからなる有機誘電体薄膜５（誘電率３．０）を形成する。ポリカーボネートの濃度５質量％のクロロホルム溶液をスピンコートすることにより有機誘電体薄膜５を形成する。
【００４６】
次に、有機誘電体薄膜５の上に有機半導体薄膜３を形成した。有機半導体薄膜の材料としてペンタセンを用い、図示しない蒸着マスクの開口部で区画される所定領域にペンタセンからなる有機半導体薄膜３を形成した。有機半導体薄膜３を形成した所定領域の軸ｃｄの長さは１．２ｍｍであり、軸ａｂの長さは０．６ｍｍである。
【００４７】
有機半導体薄膜３を形成する際、基板１に、図示しないテンション機構により、両側から張力を加え、基板１にかかる断面積１ｍｍ２あたりの張力を１．５ｋｇ重とし、引っ張り応力を１５ＭＰａとした。この状態で、上述のように蒸着マスクの開口部で区画される所定領域にペンタセンを真空蒸着し、有機半導体薄膜３を形成した。なお、基板１にかかる上記引っ張り応力の方向と、有機半導体薄膜３の所定領域の軸ｃｄとが平行になるように基板１を配置した。
【００４８】
次に、基板１に加わる断面積１ｍｍ２あたりの張力を０．０５ｋｇ重以下にして、応力を０．５ＭＰａ以下にし、この状態で、有機半導体薄膜３の上に金を蒸着して、第１の電極７及び第２の電極８を形成した。これらの電極のそれぞれの厚さは０．１μｍである。なお、第１の電極７と第２の電極８の間隔Ｌは０．５ｍｍであり、第１の電極７及び第２の電極８の幅Ｗは１ｍｍとした。
【００４９】
以上のようにして作製した有機トランジスタについて、移動度を測定した。軸ａｂ上の測定点ＸＹ間及びＹＺ間の導電性をプローバーで測定し、移動度を算出した。ＸＹ間及びＹＺ間の距離はそれぞれ０．１ｍｍである。
【００５０】
まず、基板１に加わる張力を０．５ＭＰａ以下にし、基板１を平坦な状態で移動度を測定した。その結果、測定点ＸＹ間の移動度は５．３×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は５．１×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであった。このときの有機半導体薄膜に内在する応力は、軸ｃｄに平行な圧縮応力であり、圧縮応力の大きさは７．２ＭＰａであった。また、光照射により測定した励起子の拡散長は５ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．１ピコ秒であった。
【００５１】
上記実施例１と同様にして、図２に示すように、曲率半径Ｒが５ｃｍであるローラー２の周りに基板１を巻き付けた状態で移動度を測定した。なお、軸ａｂの方向がローラー２の外周面に沿う方向に基板１を巻き付けた。測定点ＸＹ間の移動度は５．２×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は５．０×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであった。従って、基板に曲げ変形を加えることによる移動度の劣化は２％以下と非常に小さく、また移動度のばらつきは４％であり、移動度の均一性に優れていた。このときの有機半導体薄膜３内の応力はやや緩和されており、４．８ＭＰａであった。また、光照射により測定した励起子の拡散長は４ｎｍであった。従って、基板を平坦な状態な測定したときの励起子の拡散長５ｎｍは、応力を緩和させた同種の有機半導体薄膜と比較して、約１．２倍であった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．１４ピコ秒であった。従って、基板を平坦な状態にしたときの励起状態の寿命０．１ピコ秒は、応力を緩和させたときの同種の有機半導体薄膜と比較して、０．７倍であった。
【００５２】
（比較例２）
基板１に加わる張力を０．５ＭＰａ以下にし、基板１が平坦な状態で基板１上に有機半導体薄膜３を形成した以外は、実施例２と同様にして有機トランジスタを作製した。
【００５３】
基板１に加わる張力を０．５ＭＰａ以下にし、基板１を平坦な状態にして、作製した有機トランジスタの有機半導体薄膜の移動度を、上記と同様にして測定した。測定点ＸＹ間の移動度は５．０×１０−２ｃｍ１／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は４．５×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであった。従って、移動度の大きさは、実施例２に比べ劣っていた。また、移動度のばらつきは１１％であり、移動度の均一性においても実施例２より劣っていた。また、このときの有機半導体薄膜中の応力は緩和されていた。光照射により測定した励起子の拡散長は４ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．１５ピコ秒であった。
【００５４】
次に、実施例２と同様にして、曲率半径Ｒが５ｃｍであるローラーに基板を巻き付けた状態で移動度を測定した。その結果、測定点ＸＹ間の移動度は１．５×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであり、ＹＺ間の移動度は１．２×１０−１ｃｍ２／Ｖｓであった。従って、基板に曲げ変形を加えることによる移動度の劣化は７０％であり非常に大きかった。また、移動度のばらつきは約２５％であり、移動度の均一性は大幅に悪化していた。このときの有機半導体薄膜内の応力は引っ張り応力であり、その大きさは２．２ＭＰａであった。また、光照射により測定した励起子の拡散長は３ｎｍであった。また、光励起発光（フォトルミネッセンス）における励起状態の寿命は０．２ピコ秒であった。
【００５５】
以上の各実施例及び各比較例から明らかなように、本発明に従い有機半導体薄膜に１．５ＭＰａ以上の圧縮応力を内在させることにより、有機半導体薄膜に曲げ変形等による引っ張り応力が加わっても、有機半導体薄膜の表面においてクラックが発生することがなく、また粒界の空隙の増大による有機半導体薄膜の伝導性の低下を抑制することができ、有機トランジスタの電気特性の劣化を抑制することができる。
【００５６】
図６は、本発明に従う有機トランジスタの他の実施例を示す模式的断面図である。図６に示す実施例では、基板１の上に第１の電極７及び第２の電極８が設けられており、これらの電極の間に有機半導体薄膜３が形成されている。有機半導体薄膜３の上には、有機誘電体薄膜５を介して第３の電極４が形成されている。
【００５７】
図７は、本発明に従うさらに他の実施例の有機トランジスタを示す模式的断面図である。図７に示す実施例では、基板１の上に第１の電極７及び第２の電極８が設けられており、それぞれの電極の上にバンク６がさらに設けられている。これらのバンク６は、基板１の上に有機半導体薄膜の材料の溶液を吹き付け法等により塗布した際に溶液が外部に漏れないようにするためのものである。有機半導体薄膜の材料を含有した溶液を塗布して、基板１の上に有機半導体薄膜３を形成した後、有機半導体薄膜３の上に有機誘電体薄膜５を介して第３の電極４が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に従う有機トランジスタにおける有機半導体薄膜の一実施例を示す模式的断面図。
【図２】有機半導体薄膜に曲げ変形を加えるときの状態及び本発明の製造方法の実施例において基板を曲げた状態でその上に有機半導体薄膜を形成するときの状態を示す模式的断面図。
【図３】本発明に従う一実施例の有機トランジスタを示す模式的断面図。
【図４】本発明に従う一実施例の有機トランジスタを示す模式的平面図。
【図５】本発明に従う他の実施例の有機トランジスタを示す模式的断面図。
【図６】本発明に従うさらに他の実施例の有機トランジスタを示す模式的断面図。
【図７】本発明に従う他の実施例の有機トランジスタを示す模式的断面図。
【図８】有機半導体薄膜が曲げ変形したときの有機半導体薄膜とその上に形成された電極の状態を示す模式的断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１…基板
２…ローラー
３…有機半導体薄膜
４…第３の電極（ゲート電極）
５…有機誘電体薄膜（誘電体層）
６…バンク
７…第１の電極（ソース電極）
８…第２の電極（ドレイン電極）
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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