(57)【要約】【課題】  特定の部位に電荷注入層をウェットプロセスで形成し、電荷注入性を改良した有機薄膜トランジスタの製造方法の提供。【解決手段】  基板上に、少なくともゲート電極、絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体薄膜を含む有機薄膜トランジスタの製造方法であって、上記ドレイン電極の表面に、電荷注入層を形成する工程と、上記ソース電極と上記電荷注入層を形成したドレイン電極との間に、有機半導体薄膜を形成する工程と、を含む有機薄膜トランジスタの製造方法により、上記の課題を解決できた。【選択図】図２
2016039307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくともゲート電極、絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体層を含む有機薄膜トランジスタの製造方法であって、上記ドレイン電極の表面に、電荷注入層を形成する工程と、上記ソース電極と上記電荷注入層を形成したドレイン電極との間に、有機半導体薄膜を形成する工程と、を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
上記電荷注入層を形成する工程が、電荷注入材料を含有する溶液又は分散液を、ドレイン電極の表面に印刷した後、焼成を行う工程である、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
上記電荷注入層を形成する工程が、インクジェット法により電荷注入層を形成する工程を含む工程である、請求項１又は２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
電荷注入層が、金属酸化物である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
金属酸化物が、モリブデン酸化物又はタングステン酸化物のいずれかである、請求項４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の製造方法により得られる有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造方法及びその製造方法を用いた有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料の薄膜を電極間に形成させ、有機半導体デバイスを得る方法は、低温プロセスで製造できること；フレキシブル、且つ軽量で、壊れにくいデバイスが作成可能であること；等の理由から、近年盛んに研究されるようになった。しかしながら、従来、有機半導体材料に用いられた有機化合物は、その多くが有機溶媒に難溶であるため、例えば半導体の基板上に薄膜を形成させるとき、塗布や印刷等の安価な方法を用いることができず、比較的コストの高い真空蒸着法等を用いることが一般的であった。
近年、有機半導体材料として、有機溶媒に溶解性のある有機化合物が見出されてきた。このため、スループットが高く、大面積の有機半導体トランジスタ等を低コストで製造することが期待されるインクジェット、フレキソ、コーティング等の印刷方法を用いた有機薄膜の形成方法が盛んに研究され、比較的高いキャリア移動度を有する有機半導体デバイスが得られるようになってきた。
【０００３】
有機半導体トランジスタは、一般的に図１ａ）〜ｄ）に示す構造をとり、ソース／ドレイン電極間を流れる電流を、ゲート／ソース間の電圧により制御するデバイスである。図１ａ）及びｃ）の構造をスタガー構造；図１ｂ）及びｄ）の構造をプラナー構造；と呼び、主にこの２種類に分類される。半導体材料が正孔（ホール）を輸送する場合にｐ型トランジスタ、電子を輸送する場合にｎ型トランジスタと呼ばれる。ｐ型トランジスタの場合、キャリアとなる正孔がソース電極から有機半導体に注入され、ソース電極とドレイン電極間のチャネル領域の半導体とゲート絶縁膜界面を流れ、ドレイン電極へ受け渡される。プラナー構造はスタガー構造よりもソース／ドレイン電極と有機半導体との接触面積が小さく、キャリア注入性に課題（例えば、コンタクト抵抗等）があり、スタガー構造のトランジスタに比べＴＦＴ特性が劣るという課題があった。
【０００４】
これらの課題を解決するために、特許文献１ではオーミック接触を形成する金属材料の層を形成し、ソース／ドレイン電極を形成する方法が、また、特許文献２、及び非特許文献１には酸化モリブデン等の電荷注入層を形成し、接触抵抗を低下させる方法が、それぞれ示されている。しかしながら、これらの方法は、真空プロセスとフォトリソグラフィー工程を経る煩雑な工程が必要となる。
また、電荷注入層を塗布方法で形成する手法として特許文献３ではスピンコート法により形成することを示している。これによると真空プロセス等は不要であるが、ソース及びドレイン電極の表面のみに電荷注入層を形成するには、電極よりも小さな表面エネルギーを有する絶縁膜、例えばフッ素系樹脂からなる絶縁材料；アルキル基やフッ素基を有するシランカップリング剤での処理；等が必須であり、特定の材料群との組み合わせ以外では、この方法は使用できないことが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１４７６１３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２７７９７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６５７７８号公報
【特許文献４】特許４５８１０６２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，９２，  ０１３３０１  （２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特定の部位に電荷注入層をウェットプロセスで形成し、電荷注入性を改良した有機薄膜トランジスタの製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、ドレイン電極の表面のみに電荷注入層を形成することにより、電荷注入性を改良した有機薄膜トランジスタが得られること、及び、そのような電荷注入層をウェットプロセスで製造できる方法を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、以下の［１］〜［６］に関する。
［１］
基板上に、少なくともゲート電極、絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体層を含む有機トランジスタの製造方法であって、上記ドレイン電極の表面に、電荷注入層を形成する工程と、上記ソース電極と上記電荷注入層を形成したドレイン電極との間に、有機半導体薄膜を形成する工程と、を含む有機薄膜トランジスタの製造方法。
［２］
上記電荷注入層を形成する工程が、電荷注入材料を含有する溶液又は分散液を、ドレイン電極の表面に印刷した後、焼成を行う工程である、上記［１］に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
［３］
上記電荷注入層を形成する工程が、インクジェット法により電荷注入層を形成する工程を含む工程である、上記［１］又は［２］に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
［４］
電荷注入層が、金属酸化物である上記［１］乃至［３］のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
［５］
金属酸化物が、モリブデン酸化物又はタングステン酸化物のいずれかである、上記［４］に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
［６］
上記［１］乃至［５］のいずれか一項に記載の製造方法により得られる有機薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、特定の部位に電荷注入層をウェットプロセスで形成し、電荷注入性を改良した有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一般的な有機薄膜トランジスタの一例として、その構造態様例を示す概略図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの一態様例を製造する為の工程の概略図である。
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタの顕微鏡写真である。
【図４】比較例１の注入性材料を塗布した後の顕微鏡写真である。
【図５】比較例４の注入性材料を塗布した後の顕微鏡写真である。
【図６】本発明の有機薄膜トランジスタの一態様例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図６に示す、本発明の有機薄膜トランジスタの構造態様例における、各構成要素につき説明する。
基材１としては、ガラス等の無機基板のほか、樹脂フィルム等を使用することができる。有機半導体デバイスのフレキシブル性を考慮すると、樹脂フィルム等の中でもフレキシブルな物質であることが好ましい。その具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルイミド等が挙げられる。また、これらの基材表面の平滑性を高めるために基材の上に平坦化層を有してもよい。
これらの基材のガラス転移点は通常１００℃以上、１５０℃以上が好ましい。
基材の厚さは、通常１μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは５μｍ〜３ｍｍである。基材を樹脂フィルムとした場合、有機半導体デバイスの曲げ耐性を考慮して、基材１で半導体層を挟み込む構成にしてもよい。この場合、２種類の基材の材質を同じにすることが好ましい。このような樹脂性基材を用いることにより半導体デバイスに可撓性を持たせることができる。この可撓性により、高い曲げ耐性を持つ、フレキシブルで軽量な有機半導体デバイスとして、その実用性が向上する。
【００１３】
ソース電極５、ドレイン電極４、ゲート電極２には導電性を有する材料が用いられる。例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、コバルト、銅、鉄、鉛、錫、チタン、インジウム、パラジウム、モリブデン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、リチウム、カリウム、ナトリウム等の金属及びそれらを含む合金；ＩｎＯ２、ＺｎＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等の導電性酸化物等が使用できる。また、上記材料にカーボンブラックや金、白金、銀、銅等の金属粒子等を分散した導電性の複合材料も用いられる。各電極２、５、４には配線が連結されるが、配線も電極とほぼ同じ材料で作製される。
ソース電極５、ドレイン電極４、ゲート電極２の膜厚は、材料によって異なるが、通常１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは３０ｎｍ〜１μｍである。
【００１４】
ゲート絶縁層（絶縁層）３は絶縁性を有する材料であり、例えば、ポリパラキシリレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリシロキサン、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のポリマー及びこれらを組み合わせた共重合体；二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル等の酸化物；ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３等の強誘電性酸化物；窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物；硫化物；フッ化物；等の誘電体の粒子を分散させたポリマー等が使用できる。
ゲート絶縁層３の材料は、基材１と同様に、熱的な安定性が求められるほか、絶縁破壊等も考慮する必要がある。これらの層の膜厚は、材料によって異なるが、通常１０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【００１５】
電荷注入層７は、電極の接触抵抗を低下させるために設けられる。その材料としては、モリブデン、バナジウム、タングステン等の金属酸化物のほか、ＰＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸等がドーパントとして用いられる。金属酸化物としては三酸化モリブデンや三酸化タングステンが好ましい。これらの酸化物の酸化数は、電荷注入層７の形成時点では減少していてもよく、焼成等の後工程により所望の酸化数に近づけることができる。電荷注入層を設けるときは、上記の材料を含有する溶液、又は分散液を調製し、溶液プロセスである各種の印刷法を使用することができる。これらの溶液あるいは分散液中には、例えば有機溶剤等の溶媒を含有することができる。また、溶液プロセスにおける印刷安定性を良好とするために、さらに界面活性剤や高分子材料等の添加物を含有することもできる。電荷注入層の厚みは１０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以下がより好ましい。ただし、図１で示したプラナ―構造におけるドレイン電極の上部における厚みはこの限りではなく、サブミクロン程度の厚みとすることができる。
【００１６】
半導体層６を形成する有機半導体材料としては、半導体特性を示す低分子化合物、数平均分子量が１０００以上の高分子化合物、繰り返し単位が２〜２０のオリゴマー等が挙げられる。
【００１７】
半導体特性を示す低分子化合物としては、例えば、ポリアセン類（ペンタセン誘導体等）及びポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏ等の原子、アリール基、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、カルボニル基等の官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン誘導体、トリフェノジチアジン誘導体、ベンゾジチオフェン誘導体、チエノチオフェン誘導体等）；スチリルベンゼン誘導体；金属フタロシアニン類；ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミド等の、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類；アントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミド等のアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類等の、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類；メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素；テトラキスオクタデシルチオテトラチアフルバレン等に代表される電荷移動錯体；等が挙げられる。
【００１８】
数平均分子量が１０００以上の高分子化合物としては、例えば、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；ポリチエニレンビニレン類；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）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）等のポリアニリン類；ポリアセチレン類；ポリジアセチレン類；ポリアズレン類；ポリピレン類；ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）等のポリカルバゾール類；ポリセレノフェン類；ポリフラン、ポリベンゾフラン等のポリフラン類；ポリ（ｐ−フェニレン）類；ポリインドール類；ポリピリダジン類；ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド等のポリスルフィド類；等が挙げられる。
【００１９】
繰り返し単位が２〜２０のオリゴマーとしては、例えば、上記の数平均分子量が１０００以上の高分子化合物と同じ繰返し単位を有するオリゴマーが挙げられる。
その具体例としては、例えば、チオフェンの６量体であるα−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン等のオリゴマーが挙げられる。
【００２０】
上記の有機半導体材料は、各化合物を単独で使用することも、複数種類の化合物を混合して使用することもできる。有機薄膜トランジスタの特性を改善するため、あるいは他の特性を付与するために、必要に応じて半導体層６は、各種の添加剤を含有することもできる。
半導体層６の膜厚は、必要な機能を失わない範囲で、薄いほど好ましい。有機薄膜トランジスタにおいては、所定以上の膜厚があれば半導体素子の特性は膜厚に依存しないが、膜厚が厚くなると漏れ電流が増加してくることが多い。逆に薄すぎると電荷の通り道（チャネル）が形成できなくなるため、適度の膜厚は必要である。
半導体が必要な機能を示すための半導体層の膜厚は、通常１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００２１】
上記の有機薄膜トランジスタの製造方法の一例として、図２に示すボトムゲート・ボトムコンタクト型構造の態様例に基づき、その製造方法を説明する。
【００２２】
（ゲート電極基板の作成）
［基材１の処理］
上記の有機薄膜デバイスは、基板１上に必要な電極や絶縁層等を設けることで製造される。基材の表面は、積層する各層の濡れ性（積層のしやすさ）を向上させるために洗浄処理を行うことができる。その例としては、塩酸や硫酸、酢酸等による酸処理；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等によるアルカリ処理；オゾン処理、フッ素化処理、酸素やアルゴン等のプラズマ処理；ラングミュア・ブロジェット膜の形成処理；コロナ放電等の電気的処理；等が挙げられる。
【００２３】
［ゲート電極２の形成］
上記の導電性を有する材料を用いて、基材１上にゲート電極を形成する。電極を形成する方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、熱転写法、印刷法、ゾルゲル法等が挙げられる。ゲート電極は、成膜時又は成膜後に所望の形状になるように、必要に応じてパターニングを行うのが好ましい。パターニングの方法としては各種の方法を使用できるが、例えばフォトレジストのパターニングと、エッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法等が挙げられる。また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法；マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法；及びこれらを複数組み合わせた方法を使用し、パターニングすることも可能である。このようにして印刷された電極は、所望の導電率に達するまで熱、光等のエネルギーを与え、焼成することができる。
【００２４】
［ゲート絶縁層３の形成］
上記の絶縁性を有する材料を用いて、基材１及びゲート電極２上に、ゲート絶縁層３を形成する。ゲート絶縁層３の形成方法としては、例えばスピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、キャスト、バーコート、ブレードコーティング等の塗布法；スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット等の印刷法；真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法、ＣＶＤ法等のドライプロセス法；等が挙げられる。これらの中では、塗布法、印刷法を用いることが好ましい。ゲート絶縁層３は表面処理を行うことができる。この表面処理を行うことにより、半導体層との界面部分の分子配向や結晶性が制御されること；基板や絶縁層上のトラップ部位が低減されること；等の理由により、最終的に製造される有機薄膜トランジスタのキャリア移動度等の特性が改良されるものと考えられる。トラップ部位とは、未処理の基板に存在する、例えば水酸基のような官能基を意味する。このような官能基が存在すると、電子が該官能基に引き寄せられ、その結果としてキャリア移動度の低下等が生じる。従って、トラップ部位を低減することも、キャリア移動度等の有機薄膜トランジスタの特性の改良には有効な場合がある。
【００２５】
［ソース電極５及びドレイン電極４の形成］
上記の導電性を有する材料を用いて、絶縁層３上にソース電極５及びドレイン電極４を形成する。ソース電極５及びドレイン電極４の材料は、同じでも、異なっても良い。これらの電極を形成する方法としては、上記ゲート電極２の形成と同様の方法が挙げられる。
【００２６】
［電荷注入層７の形成］
上記のドレイン電極４に、電荷注入層７を形成する。電荷注入層７は、インクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法等の、パターニングが可能な溶液プロセスによって形成することができる。電荷注入層７は、ドレイン電極の表面のみに形成する。この構成とすることにより、ソース電極の表面に電荷注入層を形成せずとも、電荷注入性を改良した有機薄膜トランジスタが得られる。電荷注入層は、ドレイン電極の表面全体に形成することも、表面の一部に形成することもできる。
ゲート絶縁層３の表面エネルギーの多様性や、ドレイン電極４と電荷注入層７の重ね合わせ精度等を考慮すると、溶液プロセスの中ではインクジェット法やオフセット印刷法が好ましく、インクジェット法がより好ましい。
【００２７】
［半導体層６の形成］
半導体層６は、上記の有機半導体材料からなり、真空蒸着法等のドライプロセス；塗布印刷プロセス；等により形成される。
【００２８】
塗布印刷プロセスとは、例えば、有機半導体材料の有機溶媒溶液、又は分散液等を調製し、これを塗布した後に乾燥することにより、半導体層６を形成する方法を言う。
塗布印刷プロセスを行う方法としては、キャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法；インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、グラビア印刷等の印刷法；マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法；等が挙げられる。これらの方法は、複数を組み合わせることも出来る。
塗布印刷プロセスは、半導体層６の製造時の環境を真空や高温状態にする必要が無い。この理由から、大面積の有機薄膜トランジスタを低コストで製造できるため、工業的にも有利であり、各種半導体層の作製方法の中でも特に好ましい。
【００２９】
一般に有機薄膜トランジスタの動作特性は、半導体層のキャリア移動度、電導度、絶縁層の静電容量、素子の構成（ソース・ドレイン電極間の距離及び幅、絶縁層の膜厚等）等により決まる。しかし、本発明においては、特定の位置に電荷注入層７を形成することにより、高いキャリア移動度を有する有機薄膜トランジスタの製造が可能となった。
【００３０】
本発明の有機薄膜トランジスタは、例えば、ディスプレイのアクティブマトリクスのスイッチング素子等として利用することができる。ディスプレイとしては、例えば液晶ディスプレイ、高分子分散型液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、エレクトロクロミック型ディスプレイ、粒子回転型ディスプレイ等が挙げられる。
また、メモリー回路素子、信号ドライバー回路素子、信号処理回路素子等のデジタル素子やアナログ素子としても利用できる。これらを組み合わせることにより、ＩＣカードやＩＣタグの作製が可能である。
更に、本発明の有機薄膜トランジスタは、化学物質等の外部刺激により、その特性に変化を起こすことができるので、ＦＥＴセンサーとしての利用も期待できる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。実施例中、「部」は特に指定しない限り質量部を、また「％」は質量％をそれぞれ表す。
【００３２】
［実施例１］
ゲート電極として０．５ｍｍ×２ｍｍ角のパターンでＣｒをスパッタリング法にて形成したガラス基板に、絶縁層としてポリイミド（京セラケミカル製ＣＴ４１１２）をスピンコート法により塗布した後に焼成し、ゲート絶縁層を形成した。このゲート絶縁層上にソース／ドレイン電極として金を蒸着し、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造の評価基板を作製した。
次に、粉末の三酸化モリブデン（１部）に水（９８部）、アンモニア水（２部）を加えた０．０１％水溶液を調製し、不溶解分を０．４５μｍのフィルターで除去した。次いで水に対して２０％の比率でイソプロピルアルコールを加え、モリブデン酸化物の溶液を調製した。
この溶液をインクジェット装置（ＤＭＰ３０００；富士フィルム製）にてドレイン電極のチャネル側上部に吐出し、次いで２２０℃で１時間焼成することにより、図３に示すように、ドレイン電極の表面に三酸化モリブデンからなる電荷注入層を形成した。次に特許文献４の化合物Ｎｏ．１６（１部）を炭化水素系有機溶媒（１００部）に溶解させた半導体インクを、上記インクジェット装置にてチャネル上に吐出し、乾燥させることにより半導体層を形成し、本発明の有機薄膜トランジスタを作製した。
【００３３】
［比較例１］
実施例１の評価基板に電荷注入層を形成しない以外は実施例１と同様にして、比較例１の有機薄膜トランジスタを作製した。
【００３４】
［比較例２］
実施例１と同様にして、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造の評価基板を作成した。特許文献３の実施例１（段落００８０）に従って、三酸化モリブデンの塗布溶液を調製し、先に作成した評価基板に対してスピンコート法により電荷注入層の形成を試みたが、ドレイン電極の表面のみに電荷注入層を形成することはできなかった。この評価基板が有するポリイミド絶縁層の表面エネルギーは６６．８ｍＪ／ｍ２であった。このように高い表面エネルギーを持つ絶縁層に対しては、スピンコート法ではドレイン電極の表面のみに、選択的に電荷注入層の形成はできないものと推察された。
【００３５】
［比較例３］
ドレイン電極の表面の代わりに、ソース電極の表面に電荷注入層を形成すること以外は実施例１と同様にして、比較例３の有機薄膜トランジスタを作製した。
【００３６】
［比較例４］
実施例１におけるドレイン電極の表面の代わりに、ソース電極及びドレイン電極の両方の表面に、電荷注入層を形成することを試みた。しかしながら、電荷注入層はソース電極及びドレイン電極の両方の表面に留まらず、チャネル領域にも形成されていた。現時点における溶液プロセス、特にインクジェット法では、着弾精度等の問題から、ソース電極及びドレイン電極の両方の表面のみに、電荷注入層を形成することは困難であると推察された。得られた、電荷注入層が形成された基板に、実施例１と同様に半導体層を形成し、有機薄膜トランジスタを作製した。
【００３７】
［実施例２］
実施例１及び比較例１、３、４で作製した有機薄膜トランジスタに、半導体パラメータ（Ｂ１５００：アジレントテクノロジー製）を用いて、ドレイン電圧を−３０Ｖ、ゲート電圧Ｖｇを＋２０〜−３０Ｖに変化させた条件で半導体特性を評価した。算出されたキャリア移動度（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）、Ｏｎ電流（Ｉ  ｏｎ）、Ｏｎ／Ｏｆｆ比（Ｏｎ／Ｏｆｆ）を下記表１にまとめた。
【００３８】
［表１］
2016039307.tif 000003
【００３９】
表１から明らかなように、ドレイン電極の表面のみに電荷注入層を形成した実施例１は、電荷注入層を有しない構成、及び電荷注入層の形成位置が異なる各比較例に対して、高い移動度が得られた。これにより、ドレイン電極の表面のみに電荷注入層を形成したときであっても、電荷注入性を改良できることが確認された。
比較例１及び３の有機薄膜トランジスタは、実施例１に比べ移動度、電流値ともに１／２以下であった。また、比較例４においては、Ｏｎ／Ｏｆｆ比の低下も認められた。
更に実施例１と比較例１の有機薄膜トランジスタをそれぞれ１８素子ずつ作製し、これらの素子の移動度の標準偏差を求めた。その結果、実施例１は３６％、比較例１は６９％であり、素子間のばらつきも大幅に低減した。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法、及びそれにより得られる有機薄膜トランジスタは、ドレイン電極の表面にのみ、電荷注入層を形成させることにより、高い半導体特性を有する。また、複数の素子を繰り返し作製したときであっても、その素子間のトランジスタ性能のばらつきを低減することができる。さらに、電荷注入層を形成するときは、真空蒸着法等のドライプロセスを行う必要がなく、且つ、高い表面エネルギーを持つ絶縁層を使用しても、溶液（ウェット）プロセスで注入層を形成可能であることから、有機薄膜トランジスタ及びその製造方法として、極めて有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基材
２  ゲート電極
３  ゲート絶縁層（絶縁層）
４  ドレイン電極
５  ソース電極
６  半導体層（有機半導体薄膜）
７  電荷注入層
８  保護層
１０  インクジェットヘッド
１１  有機半導体材料と、溶媒との溶液又は分散液
１２  電荷注入材料と、溶媒との溶液又は分散液
【図１】
2016039307.tif 000004
【図２】
2016039307.tif 000005
【図３】
2016039307.tif 000006
【図４】
2016039307.tif 000007
【図５】
2016039307.tif 000008
【図６】
2016039307.tif 000009