(57)【要約】本発明の電子機能材料の配向処理方法は、電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程（ステップＳ１）と、前記混合材料を配向させる配向処理工程（ステップＳ２）と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程（ステップＳ３）とを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程と、前記混合材料を配向させる配向処理工程と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程と、を有する電子機能材料の配向処理方法。
【請求項２】
前記電子機能材料は、有機半導体化合物を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項３】
前記電子機能材料は、ナノチューブを含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項４】
前記混合材料準備工程は、前記混合材料を含んだ混合材料層を形成する混合材料層形成工程を有する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項５】
前記配向処理工程では、延伸、ずれ変形及び液晶配向の少なくともいずれかにより前記混合材料を配向させる、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項６】
前記マトリクス材料除去工程では、加熱及びエッチングの少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を除去する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項７】
前記マトリクス材料は、紫外線に露光され又は電子ビームを照射された後、加熱されることにより、単量化し昇華して現像される熱現像型のレジスト材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項８】
前記マトリクス材料は、感光性のポリフタルアルデヒド系材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項９】
請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法を用いて電子機能材料薄膜を形成する、電子機能材料薄膜の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって半導体層を構成する前記電子機能材料薄膜を形成する、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって得られた、電子機能材料薄膜。
【請求項１２】
請求項１１記載の電子機能材料薄膜で半導体層が構成されている、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、有機半導体やナノチューブなどの電子機能材料を配向させる配向処理方法及びその配向処理方法により形成した半導体層を有する薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、有機半導体などからなる有機系の電子機能材料を用いることで、シリコンを用いた高温プロセスで必要とされる高コストの設備を準備することなく、室温かそれに近い低温でのプロセスで薄膜デバイスなどを実現できる可能性がでてきた。このような薄膜デバイスとして、半導体の性質を示す有機化合物からなる有機半導体を利用した有機半導体薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）、有機電界発光素子（有機ＥＬ）などが挙げられる。また、上記薄膜デバイスなどを形成する基板として、機械的フレキシビリティがあり、しなやかな性質を有するプラスチック基板や樹脂フィルムなどを使用すれば、シートライクなあるいはペーパーライクなディスプレイや電子機器などを実現できる可能性がある。【０００３】  従来の有機系の電子機能材料技術の１つとして、ポリチオフェン系などの高分子系有機半導体材料など、特に、分子性結晶を除いた有機化合物からなる有機半導体が知られている。しかし、これは、０．００３〜０．０１ｃｍ２／Ｖｓという依然として低いキャリア移動度しか有しておらず、実用的ではない。また、ペンタセンなどの低分子系有機半導体材料などにおいて、約０．３ｃｍ２／Ｖｓというキャリア移動度が得られているが、これらの有機半導体を少なくとも半導体層として使う薄膜トランジスタを実現するためには、さらにそのキャリア移動度を向上させる必要がある。【０００４】  一方、ナノ構造からなるナノチューブ（ＮＴ）、特にカーボン（Ｃ）から作成された無機系の電子機能材料であるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、導電性が非常に良好で、機械的強度が高く化学的及び熱的にもたいへん安定しており、昨今多くの研究がなされている。カーボンナノチューブは、ナノメーターオーダーの極小の直径と、ミクロンオーダーの長さを有していて、アスペクト比が非常に大きく、理想的な１次元システムに限りなく近い。カーボンナノチューブは、分子構造の対称性により直径と螺旋度とに応じて、高電気伝導率を有する金属性のものと、直径に反比例する大きさのバンドギャップを有する半導体性の性質を有するものとが作成される。通常、カーボンナノチューブは、その合成の際に上記金属性のものと半導体性のものとが、例えば約１：２などの比率で含まれたカーボンナノチューブ混合物として作成される。従って、カーボンナノチューブを上記薄膜トランジスタの半導体層として利用する場合には、半導体性のものを使用する必要がある。その半導体性のカーボンナノチューブを半導体層として形成した薄膜トランジスタは、チャネルのキャリア移動度が大きく、１０００〜１５００ｃｍ２／Ｖｓというたいへん高い値のキャリア移動度が得られている。【０００５】  上記のような高い値のキャリア移動度を有する半導体性のカーボンナノチューブを使用した従来の技術として、直径約１．６ｎｍのカーボンナノチューブを配置し、約１．６ｎｍの厚さの半導体層を形成するナノチューブ型の薄膜トランジスタの研究が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００６】  図７は、カーボンナノチューブを半導体層として使用した従来の薄膜トランジスタの構成を概念的に示す断面図である。
図７に示すように、この従来の薄膜トランジスタ６０では、ゲート電極を兼ねるドープされたシリコン基板６１上に、酸化シリコンからなる厚さ１４０ｎｍのゲート絶縁膜６２が形成され、さらに、金（Ａｕ）からなるソース電極６４及びドレイン電極６５がゲート絶縁膜６２上に対向するように配置されている。そして、半導体層として、ゲート絶縁膜６２上に、ソース電極６４及びドレイン電極６５にまたがるように、カーボンナノチューブ６３が配置されている。このカーボンナノチューブ６３は、直径１．６ｎｍの半導体性のものであり、これが原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のマニュピレーターを操作することによって配置されている。このようにして、この薄膜トランジスタ６０は、無機系の電子機能材料であるカーボンナノチューブ６３を半導体層として使用している。【０００７】  また、カーボンナノチューブを配向させる他の従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この他の従来技術では、ポリオレフィンやポリエステルなどの高分子とカーボンナノチューブとを混合し、混合物を延伸してカーボンナノチューブを配向させることによって、この高分子材料を強化している。
【非特許文献１】Ｐｈ．Ａｖｏｕｒｉｓ  他、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  １４１（１９９９）ｐ．２０１−２０９
【特許文献１】特表２００２−５４４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかし、非特許文献１の薄膜トランジスタ６３のように、形状が極小さいＴＦＴ上において、原子間力顕微鏡のマニュピレーターを操作することにより、無機系の電子機能材料であるナノ構造のカーボンナノチューブを配列させて固定することは、製造プロセス上、実際には困難である。さらに、プラスチック基板のようなしなやかなフレキシブル基板上で、ナノチューブからなる半導体層を形成するプロセスを進めることは困難である。【０００９】  このように、電子機能材料の配向処理方法として、略一次元形状のナノチューブの分子を、原子間力顕微鏡などの配向操作手段により、基板上で１本ずつ配列させるような配向処理方法は製造上、実用的ではない。【００１０】  また、特許文献１の従来技術を使い、電子機能材料であるカーボンナノチューブと高分子材料などの配向材料とを混合し、その高分子材料を配向処理により配向させることによって電子機能材料であるナノチューブを配向させても、配向材料である高分子材料がカーボンナノチューブ分子の間に残滓として残ったままとなり、電子機能材料としての特性が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、このような問題に鑑みなされたものである。この問題を解決するためには、電子機能材料である有機半導体やナノチューブなどの分子を、簡便な配向処理方法によって、所定の方向により配向させて並ばせ、かつその電子機能材料の本来の特性を引き出してより向上させることにより、電子やホールの流れをより滑らかにさせ、キャリア移動度などの電気特性をより向上させる必要がある。【００１２】  そこで、本発明は、電子機能材料分子とマトリクス材料分子とを混合してより良好に配向させ、かつ電子機能材料を配向させるマトリクス材料分子を除去することにより、さらに特性を向上させる電子機能材料の簡便な配向処理方法と、その配向処理方法を利用して特性を向上させた電子機能材料薄膜及びその製造方法と、これらを半導体層として利用した薄膜トランジスタ及びその製造方法とを提供することを目的とする。【００１３】  この目的を達成するために、本発明の電子機能材料の配向処理方法は、電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程と、前記混合材料を配向させる配向処理工程と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程とを有する。これにより、電子機能材料の分子をより良好に配向させ、かつその電子機能材料分子の間に存在するマトリクス材料分子を除去することにより、電子機能材料が本来有する特性をより向上させることが簡便に可能となる。【００１４】  前記電子機能材料は、有機半導体化合物を含んでいてもよい。【００１５】  前記電子機能材料は、ナノチューブを含んでいてもよい。
前記混合材料準備工程は、前記混合材料を含んだ混合材料層を形成する混合材料層形成工程を有してもよい。【００１６】  前記配向処理工程では、延伸、ずれ変形及び液晶配向の少なくともいずれかにより前記混合材料を配向させてもよい。【００１７】  前記マトリクス材料除去工程では、加熱及びエッチングの少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を除去してもよい。【００１８】  前記マトリクス材料は、紫外線に露光され又は電子ビームを照射された後、加熱されることにより、単量化し昇華して現像される熱現像型のレジスト材料を含んでいてもよい。【００１９】  前記マトリクス材料は、感光性のポリフタルアルデヒド系材料を含んでいてもよい。【００２０】  また、本発明の電子機能材料薄膜の製造方法は、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法を用いて電子機能材料薄膜を形成する。【００２１】  また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって半導体層を構成する前記電子機能材料薄膜を形成する。【００２２】  また、本発明の電子機能材料薄膜は、請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって得られたものである。これにより、電子機能材料の本来の特性を保持することが可能となる。【００２３】  また、本発明の薄膜トランジスタは、請求項１１記載の電子機能材料薄膜で半導体層が構成されている。これにより、半導体層が電子機能材料の本来の特性を保持することが可能となる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２４】  本発明は、以上に説明した構成を有し、さらに特性を向上させる電子機能材料の簡便な配向処理方法と、その配向処理方法を利用して特性を向上させた電子機能材料薄膜及びその製造方法と、これらを半導体層として利用した薄膜トランジスタ及びその製造方法とを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る電子機能材料の配向処理方法の過程を示すフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜を用いた半導体デバイスの構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る薄膜トランジスタの製造方法を概念的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を概念的に示す平面図である。
【図７】図７は、カーボンナノチューブを半導体層として使用した従来の薄膜トランジスタの構成を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】  １，１１  電子機能材料薄膜
２，６１  基板
３，１３  混合材料層
４  マトリクス材料
５  有機半導体化合物
６，７  電極
９  ロールコーター
１５  カーボンナノチューブ材料
２０，６  薄膜トランジスタ
２１  有機半導体層
２３，６２  ゲート絶縁膜
２５  ゲート電極
２６，６４  ソース電極
２７，６５  ドレイン電極
５１  画像表示装置
５２  プラスチック基板
５３  行電極
５４  列電極
５５  交差点
５６ａ，５６ｂ  駆動回路
５７  制御回路
５８  ディスプレイパネル
６３  半導体性のカーボンナノチューブ
２０１  半導体デバイス
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】  以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する要素については同じ番号を付してその説明を省略する。
｛本発明の概念｝
最初に本発明の概念を説明する。【００２８】  図１は、本発明に係る電子機能材料の配向処理方法の過程を示すフローチャートである。【００２９】  ここでは、電子機能材料からなる薄膜（以下、電子機能材料薄膜という）の製造方法における電子機能材料の配向処理方法を例示する。
図１に示すように、この電子機能材料の配向処理方法においては、まず、混合材料準備工程を遂行する（ステップＳ１）。この混合材料準備工程では、電子機能材料と、電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料とを混合して混合材料を準備する。あるいは予め電子機能材料とマトリクス材料とを混合した混合材料（以下、単に混合材料という）を準備する。この際、これらの材料を、混合しやすいように水あるいは有機溶媒などの溶媒と混合してもよい。【００３０】  ここで、電子機能材料とは、電流あるいは電界の作用により有用な機能を発現することが可能な材料を意味する。このような電子機能材料としては、有機材料系の有機半導体化合物や、無機材料系のナノチューブなどの、電子やホールを良好に輸送できる電子機能材料を使用できる。また、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブとを混合した複合系電子機能材料なども使用できる。【００３１】  また、マトリクス材料は、このマトリクス材料と混合された電子機能材料を所定の方向に配向させる時に必要な材料であり、電子機能材料の分子を略マトリクス的に絡ませて配置させて並ばせる。一方、このマトリクス材料は、これが残存すると電子機能材料薄膜の特性を低下させる。【００３２】  次に、混合材料層形成工程において、上述のように準備された混合材料を、印刷、スピンコート、射出、注入、インクジェット、吹き付け方法などにより、例えば基板上に塗工して、混合材料を含んだ混合材料層を形成する。【００３３】  次に、配向処理工程（ステップＳ２）を遂行する。この配向処理工程では、混合材料準備工程で形成された混合材料層を、配向処理によって所定のほぼ一定の方向に配向させる。この混合材料層が基板と分離された樹脂フィルムのようなものである場合には、この混合材料層を延伸させる、すなわち混合材料層の中のマトリクス材料分子をほぼ一定の方向に平面内で延伸させる。それにより、混合材料層内部の電子機能材料の分子は、配向したマトリクス材料の分子と並んでほぼ所定の方向に配向（配列）する。また、混合材料層が基板上に形成されていて、基板に密着しているような場合には、例えば、ロールコーターなどにより、ずれ変形を掛けながら配向させてもよい。また、混合材料層が液体状のものである場合には、液晶配向処理により混合材料層を形成するとともに配向させる。この液晶配向処理の場合、マトリクス材料として液晶材料を用い、基板表面上に、例えばポリイミド配向膜のような配向膜を形成し、これを配向処理しておく必要がある。【００３４】  次に、マトリクス材料除去工程（ステップＳ３）を遂行する。このマトリクス材料除去工程では、配向処理工程で配向処理された混合材料層の中の少なくともマトリクス材料を除去する。具体的には、混合材料層を加熱（ベーキング）あるいはエッチングなどの方法によって、マトリクス材料を昇華あるいは溶解させることにより除去する。マトリクス材料を加熱して昇華させる場合には、熱現像が可能なマトリクス材料であることが必要である。また、マトリクス材料をエッチングして溶解除去する場合には、マトリクス材料を溶解して除去することが可能な現像液が必要である。これにより、電子機能材料を配向させる��電子機能材料薄膜の特性を確保するには不要な材料であるマトリクス材料を混合材料層から除去することができる。【００３５】  以上の工程を経て、マトリクス材料を除去し、電子機能材料を所定の方向に配向させた電子機能材料薄膜が形成される（ステップＳ４）。【００３６】  なお、図１の電子機能材料の配向処理方法において、各工程の順序や時系列は、変更されてもよく、また、他に必要な工程が付加されてもよい。【００３７】  以上に説明した本発明の電子機能材料の配向処理方法によれば、有機半導体やナノチューブなどを含む電子機能材料の分子をマトリクス材料により良好に配向させ、かつ配向させた電子機能材料分子の間に存在するマトリクス材料分子を除去するという簡便な方法により、電子機能材料としての特性をほとんど損なうことなく電子機能材料薄膜を簡便に得ることが可能である。【００３８】  次に、本発明を具体化した実施の形態を順次説明する。
（実施の形態１）
図２は本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜を用いた半導体デバイスの構成を模式的に示す断面図である。【００３９】  図２に示すように、この半導体デバイス２０１は、基板２を有している。基板２の上には一対の電極６，７が間隔を有して対向するように形成され、一対の電極６，７と一対の電極６，７の間の基板２の表面を覆うように電子機能材料薄膜１が形成されている。本実施の形態の電子機能材料薄膜１は、配向された有機半導体化合物５で実質的に構成されている。有機半導体化合物５は、ここでは、例えば、後述するペンタセンで構成されている。【００４０】  次に、以上のように構成された電子機能材料薄膜１の製造方法を説明する。【００４１】  図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の実施の形態１の電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
図１において、まず混合材料準備工程において、電子機能材料としての有機半導体化合物であるペンタセンとマトリクス材料とを、混合比約１：１で混合し、有機半導体化合物とマトリクス材料との混合材料を準備する。具体的には、例えば、ペンタセンとして、下記化学式（以下、化学式１という）において、置換アルキル基を有し、望ましくは少なくともｎ−＝１〜５の置換アルキル基を有し、有機溶媒に溶解するようにされたものを使用する。【００４２】
【化１】
2005045946.tif 000002
【００４３】  マトリクス材料は、シクロヘキサノン中に下記化学式（以下、化学式２という）に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料である、ＰＣＰＡ（Ｒ＝Ｃｌ）あるいはＰＢＰＡ（Ｒ＝Ｂｒ）と、感光性を有するように例えば下記化学式（以下、化学式３という）に示す光開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩を数％添加して混合したものである。この添加剤以外に必要に応じて増感剤などを混合してもよい。また、材料を混合し易いように、他の有機溶媒を必要に応じて加えてもよい。【００４４】
【化２】
2005045946.tif 000003
【００４５】
【化３】
2005045946.tif 000004
【００４６】  図３（ａ）において、混合材料層形成工程として、混合材料準備工程で準備した混合材料を、一対の電極６、７が間隔を有して対向するように形成された基板２上にスピンコートなどの方法により約１μｍの厚みに塗布し、その後、この基板２を摂氏約１００度で仮ベーキングして有機溶媒を蒸発させ、マトリクス材料４と有機半導体化合物５とを含んだ混合材料層３を形成する。【００４７】  次いで、図３（ｂ）において、配向処理工程として、混合材料層３を、ロールコーター９によりずれ応力（シヤー）を掛けて所定の方向にずれ変形させる。すると、図３（ｂ）に示すように、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４の分子が、所定の方向に延伸されて配向（配列）すると同時に、マトリクス材料４の配向した分子に取り囲まれた、化学式１に示すペンタセンからなる有機半導体化合物５も、マトリクス材料４の分子とほぼ並んで（沿って）所定の方向に配向（配列）する。【００４８】  次いで、図３（ｃ）において、マトリクス材料除去工程として、配向された混合材料層３に、波長２５４ｎｍ、０．３８ｍＪ／ｍ２の弱い強度の紫外線（ＵＶ）を照射して、この混合材料層を露光する。あるいは、紫外線に代えて同じレベルの電子ビームエネルギーを照射してもよい。なお、マトリクス材料４として、本実施の形態では、紫外線照射下で自己現像が発生しない材料を用いているが、若干の自己現像が発生しても構わない。【００４９】  その後、図３（ｄ）において、紫外線照射された混合材料層３（正確には基板２）を、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層３の中の配向したポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４は、このように紫外線照射されかつ加熱されることにより、単量化（モノマー化）してモノマーアルデヒドに戻り、それにより、基板２から昇華揮発する熱現像を起こす。これにより、有機半導体化合物５を配向させるが膜としての特性保持には不要な材料であるマトリクス材料４が混合材料層３中から除去され、基板２上には、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の層が残る。これにより、この有機半導体化合物５の有機半導体層からなる電子機能材料薄膜１が形成される。この場合、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の分子は、加熱ベークにより互いに緊密に詰め込まれ（パッキングされ）、厚みが約０．５μｍとなって、強固でほぼペンタセンばかりからなる有機半導体膜である電子機能材料薄膜１が形成される。
次に、以上のように構成され製造された電子機能材料薄膜１の特性について説明する。【００５０】  本件発明者は、従来の方法により、ペンタセン有機半導体化合物を使って配向度が低く残滓が残った状態の電子機能材料薄膜を比較例１として製造し、これを本実施の形態による電子機能材料薄膜１と比較した。この比較においては両者の断面積を略同一としかつ電極間の距離を同一として、導電度を測定した。その結果、本実施の形態による電子機能材料薄膜１の導電度は比較例１の約１０倍であった。このことから、比較例１のキャリア移動度は約０．１ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による電子機能材料薄膜１のキャリア移動度として、約１ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。これは、当該有機半導体化合物５の分子を分子レベルで良好に配向させて電荷輸送状態を向上させた材料とほぼ同じレベルの高い特性であった。【００５１】  以上に説明したように、本実施の形態による電子機能材料薄膜１は、有機半導体化合物５の分子をより良好に配向させ、かつその有機半導体化合物５分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去するようにして形成するので、当該電子機能材料を使用した半導体層として高い特性を有する。【００５２】  また、本実施の形態の電子機能材料薄膜の製造方法によれば、マトリクス材料４として、加熱ベーキングで昇華除去できる熱現像型のレジスト材料を使用して乾式エッチングをするので、基板上に残った電子機能材料である有機半導体化合物５の分子の配向性が乱れることがほとんどなく、良好な特性を有する半導体層を得ることが可能である。【００５３】  なお、上記において、マトリクス材料４はモノマー化して昇華揮発することで基板２から除去されるので、現像装置には除去されたマトリクス材料４の分子を取り除く機能を付加しておくことが望ましい。【００５４】  また、上記では、マトリクス材料４として、光開始剤を添加することで感光性を有するようにしたポリフタルアルデヒド系材料を例示して説明したが、マトリクス材料４は、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料であればよく、好ましくはほぼ棒状の化合物分子からなる昇華性の熱現像型感光性レジスト材料であることが望ましい。【００５５】  また、上記では、マトリクス材料４として、紫外線照射による露光後、加熱ベーキングすることで熱現像できるものを用いたが、ポリフタルアルデヒドにオニウム塩を添加したレジストなどは、室温で解重合を起こす材料であるので、紫外線照射による露光後、加熱ベーキングなしで現像できるこれらの自己現像レジストもマトリクス材料４として同様に使用することができる。【００５６】  また、上記では、有機半導体化合物５とマトリクス材料４との混合比率を約１：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。【００５７】  また、混合材料層３への紫外線照射条件や加熱条件は、上述の条件には限定されず、上述の材料に対して適切な条件であればよい。【００５８】  また、上記では、有機半導体化合物５としてペンタセンを使用したが、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素などの有機半導体化合物でもよく、またこれらの材料に限定されるものではない。【００５９】  また、上記では、電子機能材料として、有機材料系の有機半導体化合物５を使用したが、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブを混合した複合系電子機能材料なども使用できる。【００６０】  また、混合材料準備工程における混合材料層形成工程において、準備された混合材料をスピンコートして混合材料層３を形成したが、印刷、射出、注入、インクジェット、吹き付け方法などの塗工方法により、混合材料層３を形成してもよい。【００６１】  また、上記では、基板２上に形成された混合材料層３をロールコーター９によりずれ変形させてマトリクス材料４を配向させたが、混合材料層３を基板２から剥離して、この剥離した混合材料層３の両端を水平に互いに反対方向にほぼ一定の力で引っ張ることにより、マトリクス材料４を延伸して配向させてもよい。
（実施の形態２）
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の実施の形態２の電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
図４（ｄ）に示すように、本実施の形態の電子機能材料薄膜１１では、電子機能材料がカーボンナノチューブ材料で構成されている。その他の点は実施の形態２と同様である。【００６２】  具体的には、カーボンナノチューブは、半導体性のカーボンナノチューブであり、長さ約１〜３μｍ、直径１〜５ｎｍのもので、混合系のカーボンナノチューブ材料から選別されたものである。なお、使用するカーボンナノチューブは、この形態の範囲外のものであっても構わない。【００６３】  次に、本実施の形態の電子機能材料薄膜１１の製造方法を説明する。【００６４】  図４（ａ）において、混合材料準備工程として、半導体性のカーボンナノチューブ材料１５と、化学式３に示す光開始剤を添加して感光性を有するようにした、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料からなるマトリクス材料４とを、混合比約０．５：１で混合した混合材料を準備する。必要であれば有機溶媒を混合してもよい。【００６５】  次いで、混合材料層形成工程において、間隔を有して対向するように電極６、７が形成され基板２上に、スピンコートなどの方法により混合材料を約０．５μｍの厚みに塗布し、摂氏約１００度で仮ベーキングし、混合材料層１３を形成する。【００６６】  図４（ｂ）において、配向処理工程として、混合材料層１３を、ロールコーター９によりずれ応力（シヤー）を掛けて所定の方向にずれ変形させる。すると、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系レジスト材料のマトリクス材料４の分子が、所定の方向に延伸されて配向すると同時に、マトリクス材料４の配向した分子に取り囲まれた半導体性のカーボンナノチューブ材料１５も、マトリクス材料４の分子とほぼ並んで所定の方向に配向する。【００６７】  図４（ｃ）において、マトリクス材料除去工程として、配向させた混合材料層１３に、波長２５４ｎｍ、０．３８ｍＪ／ｍ２の比較的弱い強度の紫外線（ＵＶ）を照射して混合材料層１３を露光する。【００６８】  次いで、図４（ｄ）において、紫外線照射された混合材料層１３を、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層１３の中の配向したポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４は、紫外線照射されて加熱されることにより単量化してモノマーアルデヒドに戻り、基板２から昇華揮発する熱現像を起こす。これにより、カーボンナノチューブ材料１５を配向させるが膜としての特性保持には不要な材料であるマトリクス材料４が混合材料層１３中から除去され、基板２上には、所定の方向に配向したカーボンナノチューブ材料１５の層が残る。これにより、このカーボンナノチューブ材料１５の無機半導体層からなる電子機能材料薄膜１１が形成される。この場合、所定の方向に配向したカーボンナノチューブ材料１５の分子は、加熱ベーキングにより緊密に詰め込まれ、良好な特性を有するナノチューブ半導体層である電子機能材料薄膜１１が形成される。【００６９】  次に、以上のように構成され製造された電子機能材料薄膜１１の特性について説明する。【００７０】  本件発明者は、従来の方法により、半導体性のカーボンナノチューブを使って配向度が低く残滓が残った状態の電子機能材料薄膜を比較例２として製造��、これを本実施の形態による電子機能材料薄膜１１と比較した。この比較においては両者の断面積を略同一としかつ電極間の距離を同一として、導電度を測定した。その結果、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１の導電度は比較例２の約５倍であった。このことから、比較例２のキャリア移動度は約２００ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１のキャリア移動度として、約１０００ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。これは、当該半導体性のカーボンナノチューブを配向させて電荷輸送状態を向上させた材料とほぼ同じレベルの高い特性であった。【００７１】  以上に説明したように、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１は、半導体性のカーボンナノチューブ１５の分子をより良好に配向させ、かつその半導体性のカーボンナノチューブ１５の分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去するので、半導体性のカーボンナノチューブを利用して形成した本発明の電子機能材料薄膜は、当該電子機能材料を使用した半導体層として高い特性を有する。【００７２】  なお、上記において、カーボンナノチューブ材料１５とマトリクス材料４との混合比率を約０．５：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。【００７３】  また、混合材料１３への紫外線照射条件や加熱条件は材料に適切な条件であればよい。【００７４】  また、マトリクス材料４として、エッチング現像液で現像することができるエッチング現像型の感光性レジストを使用してもよい。この場合には、マトリクス材料４はエッチング現像液により溶解除去される。【００７５】  また、上記では、電子機能材料１１として、無機材料系のカーボンナノチューブを使用したが、電子機能材料１１として、他の無機材料系半導体材料を用いても構わない。【００７６】  また、電子機能材料１１として、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブとを混合した複合系電子機能材料などを用いてもよい。
（実施の形態３）
実施の形態１，２の電子機能材料薄膜は、これを構成する有機半導体化合物あるいはナノチューブなどの電子機能材料の分子を良好に密に配向させてその充填密度を向上させることにより、電子機能材料分子間の電子的な接合点密度を高くすることができて、電子機能材料薄膜の電気伝導率やキャリア移動度をさらに向上することができる。その結果、優れた電気特性を持つ電子機能材料薄膜である導電性薄膜あるいは半導体層として用いることができ、薄膜トランジスタ、微小回路デバイスや高性能電子デバイス部品の製作に利用することができる。
本発明の実施の形態３は、このうちの実施の形態１の電子機能材料薄膜１を半導体層として使用した薄膜トランジスタを例示する。【００７７】  図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を概念的に示す断面図である。【００７８】  図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の薄膜トランジスタ２０は、基板２を有している。基板２の上には、金などからなるゲート電極２５が形成されている。そして、ゲート電極２５とゲート電極２５が形成された部分以外の基板２の表面とを覆うように酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜２３が形成されている。ゲート絶縁膜２３の上には平面視においてゲート電極２５の両側に位置するように、それぞれ金などからなるソース電極１６とドレイン電極２７とが形成されている。そして、ソース電極１６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３と、該ソース電極１６及びドレイン電極２７とを覆うように、有機半導体層２１が形成されている。この有機半導体層２１は実施の形態１の電子機能材料薄膜１で構成されている。【００７９】  次に、以上のように構成された薄膜トランジスタ２０の製造方法を説明する。【００８０】  図５（ａ）において、まず、基板２上に、薄膜作成技術、フォトリソ技術、リフトオフ技術などによってボトムに金などの電極材料によりパターンを形成してゲート電極２５を形成する。次に、ゲート電極２５上を覆うように、酸化シリコンなどによるゲート絶縁膜２３を形成する。次に、ゲート絶縁膜２３の上に平面視においてゲート電極２５を挟んで対向するように、金などの電極材料によりパターンを形成して、ソース電極２６、ドレイン電極２７を形成する。【００８１】  次に、実施の形態２で説明した電子機能材料薄膜１である有機半導体層２１を、ソース電極２６、ドレイン電極２７を覆うようにゲート絶縁膜２３の上に以下の如く形成し、それにより図５（ｂ）に示すボトムゲート型の薄膜トランジスタ２０を得る。保護膜などは簡略化するために図示されていない。【００８２】  図５（ａ）において、半導体層としての電子機能材料薄膜１からなる有機半導体層２１は、実施の形態１と同じように形成される。【００８３】  すなわち、ソース電極２６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３の表面と、ソース電極２６及びドレイン電極２７の少なくとも一部との上に、以下の混合材料を塗布する。【００８４】  混合材料は、電子機能材料である化学式１に示すペンタセンからなる有機半導体化合物５と、化学式３に示す光開始剤を数％添加し、感光性を有するようにした化学式２に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料からなるマトリクス材料４とを、混合比約１：１で混合したものである。そして、マトリクス材料４と有機半導体化合物５との混合材料を、スピンコートや印刷、インクジェットなどの塗工方法により約１μｍの厚みで、ソース電極２６及びドレイン電極２７の少なくとも一部にまたがってゲート絶縁膜２３の表面に塗布し、その後、摂氏約１００度で仮ベーキングして混合材料層３が形成される。次いで、この混合材料層３を、ロールコーター（図示せず）などにより所定の方向に、例えば、ソース電極２６とドレイン電極２７とを結ぶ方向に、ずれ応力を掛けてずれ変形させる。そして、図５（ａ）に示すように、混合材料層３に紫外線を照射する。【００８５】  次いで、図５（ｂ）において、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層３の中の配向したマトリクス材料４は、紫外線照射されて加熱されることにより単量化してモノマーに戻り、熱現像により昇華揮発して、混合材料層３から除去される。すなわち、このマトリクス材料除去工程により、マトリクス材料４は有機半導体化合物５を配向させるが、有機半導体層２１としての特性保持には不要な材料として除去される。【００８６】  これにより、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の分子層がゲート絶縁膜２３、ソース電極２６、及びドレイン電極２７上に残存し、これが電子機能材料薄膜１１である有機半導体層２１を構成する。かくして、この有機半導体層２１を半導体層として備えた薄膜トランジスタ２０が作成される。【００８７】  この薄膜トランジスタ２０においては、有機半導体層２１が、有機半導体化合物５の分子を良好に配向させて電荷輸送の性能を高めていて、かつ配向させた有機半導体化合物５の分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去されるようにして形成されている。このように形成された有機半導体層２１は、有機半導体材料として本来有する特性がさらに向上し、半導体層としての高い特性を有している。【００８８】  実験の結果、本実施の形態による薄膜トランジスタ２０のオン電流は、同じ特性の有機半導体材料を使用して従来技術によって形成された、配向度が低く残滓が残った有機半導体層による薄膜トランジスタのオン電流の約１０倍であった。（ご確認をお願い致します）
このことから、従来の有機半導体層による薄膜トランジスタのチャネルのキャリア移動度は、約０．１ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による薄膜トランジスタ２０のチャネルのキャリア移動度として約１ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。【００８９】  以上に説明したように、本実施の形態３によれば、薄膜トランジスタ２０は、その半導体層２１が、これを形成する電子機能材料薄膜１の内部の電子機能材料分子を良好に密に配向させてその充填密度を向上させ、かつ、電子機能材料分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去して形成されているので、電子機能材料としての本来の特性を十分に保持した、チャネルにおける高いキャリア移動度を有している。従って、本実施の形態の薄膜トランジスタ２０は、微小な回路デバイスや高性能電子デバイスなどに適用でき、優れた特性を持つ半導体層を有する薄膜トランジスタとして利用することができる。
次に、本実施の形態の変形例を説明する。【００９０】  本変形例による薄膜トランジスタでは、混合層３が、液晶性有機半導体化合物、例えば４’−ｎペンチル−４−シアノビフェニ５ＣＢと半導体性のナノチューブ、例えばカーボンナノチューブとを混合して形成される。そして、この混合層３における液晶性有機半導体化合物を所定の方向に配向させるために、ソース電極２６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３と、ソース電極２６及びドレイン電極２７との上に例えばポリイミド配向膜が形成されている。このポリイミド配向膜が配向処理されており、この配向処理に従って、液晶性有機化合物と共にナノチューブも配向する。そして、この混合層３が１．０１３ｋＰａ（０．０１気圧）程度の減圧下で２５０℃まで急加熱されることにより、５ＣＢが揮発し、混合層３にナノチューブのみが配向状態をほぼ保ったまま残る。この残された半導体性ナノチューブによって、薄膜トランジスタの半導体層が構成される。【００９１】  なお、上記で、薄膜トランジスタ２０の半導体層を実施の形態１の電子機能材料薄膜１で構成したが、これを実施の形態２の電子機能材料薄膜１１で構成しても構わない。【００９２】  また、電子機能材料として有機半導体化合物と半導体性のカーボンナノチューブとを複合させた複合系半導体層を形成して利用しても構わない。【００９３】  また、上記で、マトリクス材料４として、光開始剤を添加して感光性を有するようにしたポリフタルアルデヒド系材料を使用したが、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料であれば構わない。【００９４】  また、マトリクス材料４として、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料を用いたが、マトリクス材料４として、エッチング現像液で現像することができるエッチング現像型の感光性レジストを使用してよい。この場合には、マトリクス４材料はエッチング溶液により溶解除去される。【００９５】  また、有機半導体化合物５とマトリクス材料４との混合比率を約１：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。また、混合材料への紫外線照射条件や加熱条件は材料に対して適切な条件であればよい。【００９６】  また、上記では、本発明を、ゲート電極を基板上のボトムに設けたボトムゲート型の薄膜トランジスタに適用する場合を説明したが、ゲート電極をゲート絶縁膜上、すなわち基板上のトップに設けたトップゲート型の薄膜トランジスタにおいても上記と同様に本発明を適用することが可能である。【００９７】  また、本発明の実施の形態による薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の材料としては、導電性で、基板や半導体と反応しないものならば使用可能である。例えば、ドープしたシリコンや、金、銀、白金、プラチナ、パラジウムなどの貴金属や、リチウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の他に、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデンなどの金属、また、それらの合金も使用できる。その他、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などの導電性の有機物も使用できる。特に、ゲート電極は他の電極より��電気抵抗が大きくても動作可能であるので、製造を容易にするためにソース電極、ドレイン電極とは異なる材料を使用してもよい。【００９８】  また、ゲート絶縁膜としては、電気絶縁性で、基板や電極、半導体と反応しないものならば使用可能である。また、基板として、先に例示した柔軟なもの以外に、シリコン上に通常のシリコン酸化膜が形成された基板を用い、このシリコン酸化膜をゲート絶縁膜として用いてもよい。さらに、酸化膜形成後に樹脂などの薄層を設けてもゲート絶縁膜として機能する。また、ゲート絶縁膜を、基板や電極と異なる元素で構成される化合物をＣＶＤや蒸着、スパッタなどで堆積したり、溶液として塗布、吹き付け、電解により付着させたりして形成してもよい。また、薄膜トランジスタ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膜の材料として用いることも知られており、強誘電性化合物や強誘電体ではないが誘電率の大きな化合物をゲート絶縁膜の材料として用いてもよい。さらに、無機物に限らず、ポリフッ化ビニリデン系やポリシアニン化ビニリデン系などの誘電率の大きな有機物をゲート絶縁膜の材料として用いてもよい。
また、ナノチューブは、将来において、カーボン他の材料からなるナノチューブも使用できる可能性がある。
（実施の形態４）
本発明の電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタは、薄膜形成や半導体層の形成において、従来の低温の薄膜形成技術が使用できるので、フレキシブルな曲げることが可能なプラスチック板や薄いガラス基板の他に、厚さの薄いポリイミドフィルムなどのしなやかな性質を有する樹脂フィルムなどの基板も使用できる。例えばポリエチレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等からなる基板が用いられる。これにより、プラスチックや樹脂フィルムを基板としたしなやかな（フレキシブルな）ペーパーディスプレイあるいはシートディスプレイなどに用いることができる。
本発明の実施の形態４は本発明の電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタ用いたペーパー（シート）ライクな画像表示装置を例示する。【００９９】  図６は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を概念的に示す平面図である。【０１００】  図６において、アクティブマトリクス型の画像表示装置５１は、プラスチック基板５２を有している。このプラスチック基板５２の上に、複数本の行電極５３と複数本の列電極５４とが平面視において交差（実際には立体交差）するように形成されている。そして、プラスチック基板５２と所定の間隙を有して対向するようにディスプレイパネル５８が配設され、その間隙に、例えば、光機能材料（光を透過及び遮断し、又は発光及発光停止する材料）が封入されている。そして、平面視において、行電極５３と列電極５４とでマトリクス状に区画された領域が画素を構成している。行電極５３と列電極５４との交差点５５の近傍には微細な薄膜トランジスタ（図示せず）からなるスイッチング素子が配置されており、この薄膜トランジスタが実施の形態３の薄膜トランジスタで構成されている。行電極５３及び列電極５４はそれぞれ駆動回路５６ａ、５６ｂに接続され、駆動回路５６ａ、５６ｂは制御回路（コントローラ）５７によって制御されている。【０１０１】  この画像表示装置５１では、制御回路５７に制御されて駆動回路５６ａ、５６ｂが行電極５３及び列電極５４に画像信号に応じて電圧を印加し、この電圧に応じて各画素の光機能材料が動作して、ディスプレイパネル５８の画面に画像信号に応じた画像が表示される。その際、各画素に対応するスイッチング素子が順次ＯＮ／ＯＦＦされることにより、全画素を順次走査するようにして画像が表示される。【０１０２】  ここで、本実施の形態では、スイッチング素子が本発明の薄膜トランジスタで構成されているので、画像信号を良好な特性でＯＮ／ＯＦＦすることができる。また、しなやかな基板を使用した高精細な画像表示装置である、リライタブル可能なペーパーライク電子ディスプレイやシートディスプレイを実現することができる。また、電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタを含む半導体回路装置として、ディスプレイパネル５８の周辺の駆動回路５６ａ、５６ｂや制御回路５７を構成することにより、ディスプレイパネル５８とこれらの回路５６ａ、５６ｂ，５７を一体で製作することができるので、しなやかなリライタブル可能なペーパーライク電子ディスプレイやシートディスプレイなどの画像表示装置を得ることができる。【０１０３】  画像表示装置５１は、具体的には、液晶表示方式、有機ＥＬ方式、エレクトロクロミック表示方式（ＥＣＤ）、電解析出方式、電子粉流体方式や干渉型変調（ＭＥＭＳ）方式などによる画像表示装置で構成される。【０１０４】  なお、本発明の電機機能材料薄膜や薄膜トランジスタを含んだ半導体回路装置は、携帯機器や、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）などの使い捨て機器、あるいはその他の電子機器、ロボット、超小型医療器具、その他の産業分野に用いることができる。【０１０５】  上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明���実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】  本発明の電子機能材料の配向処理方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜などを簡便に得ることが可能な電子機能材料の配向処理方法として有用である。【０１０７】  本発明の電子機能材料薄膜の製造方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜の製造方法として有用である。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜を半導体層として用いた薄膜トランジスタの製造方法として有用である。
本発明の電子機能材料薄膜は、電子機器等に用いられ、柔軟でかつ良好なキャリア移動度を有する薄膜として有用である。
本発明の薄膜トランジスタは、ペーパーライクあるいはシート状の画像表示装置等に用いられ、良好なキャリア移動度を有する薄膜トランジスタとして有用である。
【図１】
2005045946.tif 000005
【図２】
2005045946.tif 000006
【図３】
2005045946.tif 000007
【図４】
2005045946.tif 000008
【図５】
2005045946.tif 000009
【図６】
2005045946.tif 000010
【図７】
2005045946.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月25日(2005.4.25)
【手続補正００１】
【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】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程と、前記混合材料を配向させる配向処理工程と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程と、を有し、
前記マトリクス材料除去工程では、加熱及びエッチングの少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を除去する、電子機能材料の配向処理方法。
【請求項２】前記電子機能材料は、有機半導体化合物を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項３】前記電子機能材料は、ナノチューブを含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項４】前記混合材料準備工程は、前記混合材料を含んだ混合材料層を形成する混合材料層形成工程を有する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項５】前記配向処理工程では、延伸及びずれ変形の少なくともいずれかにより前記混合材料を配向させる、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項６】（削除）
【請求項７】前記マトリクス材料は、紫外線に露光され又は電子ビームを照射された後、加熱されることにより、昇華して現像される熱現像型のレジスト材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項８】前記マトリクス材料は、感光性のポリフタルアルデヒド系材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項９】請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法を用いて電子機能材料薄膜を形成する、電子機能材料薄膜の製造方法。
【請求項１０】請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって半導体層を構成する前記電子機能材料薄膜を形成する、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって得られた、電子機能材料薄膜。
【請求項１２】請求項１１記載の電子機能材料薄膜で半導体層が構成されている、薄膜トランジジスタ。
【請求項１３】前記有機半導体化合物が、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、及びシアニン色素のいずれかである、請求項２記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項１４】前記配向処理工程では、液晶配向により前記混合材料を配向させる、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項１５】前記マトリクス材料除去工程では、加熱、光、及び減圧の少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を昇華又は揮発させて、該マトリクス材料を除去する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
ジスタ。
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月5日(2005.12.5)
【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】
電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程と、前記混合材料を配向させる配向処理工程と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程と、を有し、
前記マトリクス材料除去工程では、加熱及びエッチングの少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を除去する、電子機能材料の配向処理方法。
【請求項２】
前記電子機能材料は、有機半導体化合物を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項３】
前記電子機能材料は、ナノチューブを含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項４】
前記混合材料準備工程は、前記混合材料を含んだ混合材料層を形成する混合材料層形成工程を有する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項５】
前記配向処理工程では、延伸及びずれ変形の少なくともいずれかにより前記混合材料を配向させる、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項６】
前記マトリクス材料は、紫外線に露光され又は電子ビームを照射された後、加熱されることにより、昇華して現像される熱現像型のレジスト材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項７】
前記マトリクス材料は、感光性のポリフタルアルデヒド系材料を含む、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項８】
請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法を用いて電子機能材料薄膜を形成する、電子機能材料薄膜の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって半導体層を構成する前記電子機能材料薄膜を形成する、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって得られた、電子機能材料薄膜。
【請求項１１】
請求項１０記載の電子機能材料薄膜で半導体層が構成されている、薄膜トランジ
ジスタ。
【請求項１２】
前記有機半導体化合物が、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、及びシアニン色素のいずれかである、請求項２記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項１３】
前記配向処理工程では、液晶配向により前記混合材料を配向させる、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
【請求項１４】
前記マトリクス材料除去工程では、加熱、光、及び減圧の少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を昇華又は揮発させて、該マトリクス材料を除去する、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法。
ジスタ。
【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、有機半導体やナノチューブなどの電子機能材料を配向させる配向処理方法及びその配向処理方法により形成した半導体層を有する薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体などからなる有機系の電子機能材料を用いることで、シリコンを用いた高温プロセスで必要とされる高コストの設備を準備することなく、室温かそれに近い低温でのプロセスで薄膜デバイスなどを実現できる可能性がでてきた。このような薄膜デバイスとして、半導体の性質を示す有機化合物からなる有機半導体を利用した有機半導体薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）、有機電界発光素子（有機ＥＬ）などが挙げられる。また、上記薄膜デバイスなどを形成する基板として、機械的フレキシビリティがあり、しなやかな性質を有するプラスチック基板や樹脂フィルムなどを使用すれば、シートライクなあるいはペーパーライクなディスプレイや電子機器などを実現できる可能性がある。
【０００３】
従来の有機系の電子機能材料技術の１つとして、ポリチオフェン系などの高分子系有機半導体材料など、特に、分子性結晶を除いた有機化合物からなる有機半導体が知られている。しかし、これは、０．００３〜０．０１ｃｍ２／Ｖｓという依然として低いキャリア移動度しか有しておらず、実用的ではない。また、ペンタセンなどの低分子系有機半導体材料などにおいて、約０．３ｃｍ２／Ｖｓというキャリア移動度が得られているが、これらの有機半導体を少なくとも半導体層として使う薄膜トランジスタを実現するためには、さらにそのキャリア移動度を向上させる必要がある。
【０００４】
一方、ナノ構造からなるナノチューブ（ＮＴ）、特にカーボン（Ｃ）から作成された無機系の電子機能材料であるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、導電性が非常に良好で、機械的強度が高く化学的及び熱的にもたいへん安定しており、昨今多くの研究がなされている。カーボンナノチューブは、ナノメーターオーダーの極小の直径と、ミクロンオーダーの長さを有していて、アスペクト比が非常に大きく、理想的な１次元システムに限りなく近い。カーボンナノチューブは、分子構造の対称性により直径と螺旋度とに応じて、高電気伝導率を有する金属性のものと、直径に反比例する大きさのバンドギャップを有する半導体性の性質を有するものとが作成される。通常、カーボンナノチューブは、その合成の際に上記金属性のものと半導体性のものとが、例えば約１：２などの比率で含まれたカーボンナノチューブ混合物として作成される。従って、カーボンナノチューブを上記薄膜トランジスタの半導体層として利用する場合には、半導体性のものを使用する必要がある。その半導体性のカーボンナノチューブを半導体層として形成した薄膜トランジスタは、チャネルのキャリア移動度が大きく、１０００〜１５００ｃｍ２／Ｖｓというたいへん高い値のキャリア移動度が得られている。
【０００５】
上記のような高い値のキャリア移動度を有する半導体性のカーボンナノチューブを使用した従来の技術として、直径約１．６ｎｍのカーボンナノチューブを配置し、約１．６ｎｍの厚さの半導体層を形成するナノチューブ型の薄膜トランジスタの研究が報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
図７は、カーボンナノチューブを半導体層として使用した従来の薄膜トランジスタの構成を概念的に示す断面図である。
【０００７】
図７に示すように、この従来の薄膜トランジスタ６０では、ゲート電極を兼ねるドープされたシリコン基板６１上に、酸化シリコンからなる厚さ１４０ｎｍのゲート絶縁膜６２が形成され、さらに、金（Ａｕ）からなるソース電極６４及びドレイン電極６５がゲート絶縁膜６２上に対向するように配置されている。そして、半導体層として、ゲート絶縁膜６２上に、ソース電極６４及びドレイン電極６５にまたがるように、カーボンナノチューブ６３が配置されている。このカーボンナノチューブ６３は、直径１．６ｎｍの半導体性のものであり、これが原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のマニュピレーターを操作することによって配置されている。このようにして、この薄膜トランジスタ６０は、無機系の電子機能材料であるカーボンナノチューブ６３を半導体層として使用している。
【０００８】
また、カーボンナノチューブを配向させる他の従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この他の従来技術では、ポリオレフィンやポリエステルなどの高分子とカーボンナノチューブとを混合し、混合物を延伸してカーボンナノチューブを配向させることによって、この高分子材料を強化している。
【非特許文献１】Ｐｈ．Ａｖｏｕｒｉｓ  他、  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  １４１（１９９９）  ｐ．２０１−２０９
【特許文献１】特表２００２−５４４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、非特許文献１の薄膜トランジスタ６３のように、形状が極小さいＴＦＴ上において、原子間力顕微鏡のマニュピレーターを操作することにより、無機系の電子機能材料であるナノ構造のカーボンナノチューブを配列させて固定することは、製造プロセス上、実際には困難である。さらに、プラスチック基板のようなしなやかなフレキシブル基板上で、ナノチューブからなる半導体層を形成するプロセスを進めることは困難である。
【００１０】
このように、電子機能材料の配向処理方法として、略一次元形状のナノチューブの分子を、原子間力顕微鏡などの配向操作手段により、基板上で１本ずつ配列させるような配向処理方法は製造上、実用的ではない。
【００１１】
また、特許文献１の従来技術を使い、電子機能材料であるカーボンナノチューブと高分子材料などの配向材料とを混合し、その高分子材料を配向処理により配向させることによって電子機能材料であるナノチューブを配向させても、配向材料である高分子材料がカーボンナノチューブ分子の間に残滓として残ったままとなり、電子機能材料としての特性が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものである。この問題を解決するためには、電子機能材料である有機半導体やナノチューブなどの分子を、簡便な配向処理方法によって、所定の方向により配向させて並ばせ、かつその電子機能材料の本来の特性を引き出してより向上させることにより、電子やホールの流れをより滑らかにさせ、キャリア移動度などの電気特性をより向上させる必要がある。
【００１３】
そこで、本発明は、電子機能材料分子とマトリクス材料分子とを混合してより良好に配向させ、かつ電子機能材料を配向させるマトリクス材料分子を除去することにより、さらに特性を向上させる電子機能材料の簡便な配向処理方法と、その配向処理方法を利用して特性を向上させた電子機能材料薄膜及びその製造方法と、これらを半導体層として利用した薄膜トランジスタ及びその製造方法とを提供することを目的とする。
【００１４】
この目的を達成するために、本発明の電子機能材料の配向処理方法は、電子機能材料と前記電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料との混合材料を準備する混合材料準備工程と、前記混合材料を配向させる配向処理工程と、前記配向された前記混合材料の中の前記マトリクス材料を除去するマトリクス材料除去工程とを有する。これにより、電子機能材料の分子をより良好に配向させ、かつその電子機能材料分子の間に存在するマトリクス材料分子を除去することにより、電子機能材料が本来有する特性をより向上させることが簡便に可能となる。
【００１５】
前記電子機能材料は、有機半導体化合物を含んでいてもよい。
【００１６】
前記電子機能材料は、ナノチューブを含んでいてもよい。
【００１７】
前記混合材料準備工程は、前記混合材料を含んだ混合材料層を形成する混合材料層形成工程を有してもよい。
【００１８】
前記配向処理工程では、延伸、ずれ変形及び液晶配向の少なくともいずれかにより前記混合材料を配向させてもよい。
【００１９】
前記マトリクス材料除去工程では、加熱及びエッチングの少なくともいずれかにより前記マトリクス材料を除去してもよい。
【００２０】
前記マトリクス材料は、紫外線に露光され又は電子ビームを照射された後、加熱されることにより、単量化し昇華して現像される熱現像型のレジスト材料を含んでいてもよい。
【００２１】
前記マトリクス材料は、感光性のポリフタルアルデヒド系材料を含んでいてもよい。
【００２２】
また、本発明の電子機能材料薄膜の製造方法は、請求項１記載の電子機能材料の配向処理方法を用いて電子機能材料薄膜を形成する。
【００２３】
また、本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって半導体層を構成する前記電子機能材料薄膜を形成する。
【００２４】
また、本発明の電子機能材料薄膜は、請求項９記載の電子機能材料薄膜の製造方法によって得られたものである。これにより、電子機能材料の本来の特性を保持することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の薄膜トランジスタは、請求項１１記載の電子機能材料薄膜で半導体層が構成されている。これにより、半導体層が電子機能材料の本来の特性を保持することが可能となる。
【００２６】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上に説明した構成を有し、さらに特性を向上させる電子機能材料の簡便な配向処理方法と、その配向処理方法を利用して特性を向上させた電子機能材料薄膜及びその製造方法と、これらを半導体層として利用した薄膜トランジスタ及びその製造方法と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】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する要素については同じ番号を付してその説明を省略する。
｛本発明の概念｝
最初に本発明の概念を説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る電子機能材料の配向処理方法の過程を示すフローチャートである。
【００３０】
ここでは、電子機能材料からなる薄膜（以下、電子機能材料薄膜という）の製造方法における電子機能材料の配向処理方法を例示する。
【００３１】
図１に示すように、この電子機能材料の配向処理方法においては、まず、混合材料準備工程を遂行する（ステップＳ１）。この混合材料準備工程では、電子機能材料と、電子機能材料を配向させるためのマトリクス材料とを混合して混合材料を準備する。あるいは予め電子機能材料とマトリクス材料とを混合した混合材料（以下、単に混合材料という）を準備する。この際、これらの材料を、混合しやすいように水あるいは有機溶媒などの溶媒と混合してもよい。
【００３２】
ここで、電子機能材料とは、電流あるいは電界の作用により有用な機能を発現することが可能な材料を意味する。このような電子機能材料としては、有機材料系の有機半導体化合物や、無機材料系のナノチューブなどの、電子やホールを良好に輸送できる電子機能材料を使用できる。また、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブとを混合した複合系電子機能材料なども使用できる。
【００３３】
また、マトリクス材料は、このマトリクス材料と混合された電子機能材料を所定の方向に配向させる時に必要な材料であり、電子機能材料の分子を略マトリクス的に絡ませて配置させて並ばせる。一方、このマトリクス材料は、これが残存すると電子機能材料薄膜の特性を低下させる。
【００３４】
次に、混合材料層形成工程において、上述のように準備された混合材料を、印刷、スピンコート、射出、注入、インクジェット、吹き付け方法などにより、例えば基板上に塗工して、混合材料を含んだ混合材料層を形成する。
【００３５】
次に、配向処理工程（ステップＳ２）を遂行する。この配向処理工程では、混合材料準備工程で形成された混合材料層を、配向処理によって所定のほぼ一定の方向に配向させる。この混合材料層が基板と分離された樹脂フィルムのようなものである場合には、この混合材料層を延伸させる、すなわち混合材料層の中のマトリクス材料分子をほぼ一定の方向に平面内で延伸させる。それにより、混合材料層内部の電子機能材料の分子は、配向したマトリクス材料の分子と並んでほぼ所定の方向に配向（配列）する。また、混合材料層が基板上に形成されていて、基板に密着しているような場合には、例えば、ロールコーターなどにより、ずれ変形を掛けながら配向させてもよい。また、混合材料層が液体状のものである場合には、液晶配向処理により混合材料層を形成するとともに配向させる。この液晶配向処理の場合、マトリクス材料として液晶材料を用い、基板表面上に、例えばポリイミド配向膜のような配向膜を形成し、これを配向処理しておく必要がある。
【００３６】
次に、マトリクス材料除去工程（ステップＳ３）を遂行する。このマトリクス材料除去工程では、配向処理工程で配向処理された混合材料層の中の少なくともマトリクス材料を除去する。具体的には、混合材料層を加熱（ベーキング）あるいはエッチングなどの方法によって、マトリクス材料を昇華あるいは溶解させることにより除去する。マトリクス材料を加熱して昇華させる場合には、熱現像が可能なマトリクス材料であることが必要である。また、マトリクス材料をエッチングして溶解除去する場合には、マトリクス材料を溶解して除去することが可能な現像液が必要である。これにより、電子機能材料を配向させるが電子機能材料薄膜の特性を確保するには不要な材料であるマトリクス材料を混合材料層から除去することができる。
【００３７】
以上の工程を経て、マトリクス材料を除去し、電子機能材料を所定の方向に配向させた電子機能材料薄膜が形成される（ステップＳ４）。
【００３８】
なお、図１の電子機能材料の配向処理方法において、各工程の順序や時系列は、変更されてもよく、また、他に必要な工程が付加されてもよい。
【００３９】
以上に説明した本発明の電子機能材料の配向処理方法によれば、有機半導体やナノチューブなどを含む電子機能材料の分子をマトリクス材料により良好に配向させ、かつ配向させた電子機能材料分子の間に存在するマトリクス材料分子を除去するという簡便な方法により、電子機能材料としての特性をほとんど損なうことなく電子機能材料薄膜を簡便に得ることが可能である。
【００４０】
次に、本発明を具体化した実施の形態を順次説明する。
（実施の形態１）
図２は本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜を用いた半導体デバイスの構成を模式的に示す断面図である。
【００４１】
図２に示すように、この半導体デバイス２０１は、基板２を有している。基板２の上には一対の電極６，７が間隔を有して対向するように形成され、一対の電極６，７と一対の電極６，７の間の基板２の表面を覆うように電子機能材料薄膜１が形成されている。本実施の形態の電子機能材料薄膜１は、配向された有機半導体化合物５で実質的に構成されている。有機半導体化合物５は、ここでは、例えば、後述するペンタセンで構成されている。
【００４２】
次に、以上のように構成された電子機能材料薄膜１の製造方法を説明する。
【００４３】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の実施の形態１の電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【００４４】
図１において、まず混合材料準備工程において、電子機能材料としての有機半導体化合物であるペンタセンとマトリクス材料とを、混合比約１：１で混合し、有機半導体化合物とマトリクス材料との混合材料を準備する。具体的には、例えば、ペンタセンとして、下記化学式（以下、化学式１という）において、置換アルキル基を有し、望ましくは少なくともｎ-＝１〜５の置換アルキル基を有し、有機溶媒に溶解するようにされたものを使用する。
【００４５】
【化１】
2005045946.tif 000012
【００４６】
マトリクス材料は、シクロヘキサノン中に下記化学式（以下、化学式２という）に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料である、ＰＣＰＡ（Ｒ＝Ｃｌ）あるいはＰＢＰＡ（Ｒ＝Ｂｒ）と、感光性を有するように例えば下記化学式（以下、化学式３という）に示す光開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩を数％添加して混合したものである。この添加剤以外に必要に応じて増感剤などを混合してもよい。また、材料を混合し易いように、他の有機溶媒を必要に応じて加えてもよい。
【００４７】
【化２】
2005045946.tif 000013
【００４８】
【化３】
2005045946.tif 000014
【００４９】
図３（ａ）において、混合材料層形成工程として、混合材料準備工程で準備した混合材料を、一対の電極６、７が間隔を有して対向するように形成された基板２上にスピンコートなどの方法により約１μｍの厚みに塗布し、その後、この基板２を摂氏約１００度で仮ベーキングして有機溶媒を蒸発させ、マトリクス材料４と有機半導体化合物５とを含んだ混合材料層３を形成する。
【００５０】
次いで、図３（ｂ）において、配向処理工程として、混合材料層３を、ロールコーター９によりずれ応力（シヤー）を掛けて所定の方向にずれ変形させる。すると、図３（ｂ）に示すように、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４の分子が、所定の方向に延伸されて配向（配列）すると同時に、マトリクス材料４の配向した分子に取り囲まれた、化学式１に示すペンタセンからなる有機半導体化合物５も、マトリクス材料４の分子とほぼ並んで（沿って）所定の方向に配向（配列）する。
【００５１】
次いで、図３（ｃ）において、マトリクス材料除去工程として、配向された混合材料層３に、波長２５４ｎｍ、０．３８ｍＪ／ｍ２の弱い強度の紫外線（ＵＶ）を照射して、この混合材料層を露光する。あるいは、紫外線に代えて同じレベルの電子ビームエネルギーを照射してもよい。なお、マトリクス材料４として、本実施の形態では、紫外線照射下で自己現像が発生しない材料を用いているが、若干の自己現像が発生しても構わない。
【００５２】
その後、図３（ｄ）において、紫外線照射された混合材料層３（正確には基板２）を、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層３の中の配向したポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４は、このように紫外線照射されかつ加熱されることにより、単量化（モノマー化）してモノマーアルデヒドに戻り、それにより、基板２から昇華揮発する熱現像を起こす。これにより、有機半導体化合物５を配向させるが膜としての特性保持には不要な材料であるマトリクス材料４が混合材料層３中から除去され、基板２上には、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の層が残る。これにより、この有機半導体化合物５の有機半導体層からなる電子機能材料薄膜１が形成される。この場合、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の分子は、加熱ベークにより互いに緊密に詰め込まれ（パッキングされ）、厚みが約０．５μｍとなって、強固でほぼペンタセンばかりからなる有機半導体膜である電子機能材料薄膜１が形成される。
【００５３】
次に、以上のように構成され製造された電子機能材料薄膜１の特性について説明する。
【００５４】
本件発明者は、従来の方法により、ペンタセン有機半導体化合物を使って配向度が低く残滓が残った状態の電子機能材料薄膜を比較例１として製造し、これを本実施の形態による電子機能材料薄膜１と比較した。この比較においては両者の断面積を略同一としかつ電極間の距離を同一として、導電度を測定した。その結果、本実施の形態による電子機能材料薄膜１の導電度は比較例１の約１０倍であった。このことから、比較例１のキャリア移動度は約０．１ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による電子機能材料薄膜１のキャリア移動度として、約１ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。これは、当該有機半導体化合物５の分子を分子レベルで良好に配向させて電荷輸送状態を向上させた材料とほぼ同じレベルの高い特性であった。
【００５５】
以上に説明したように、本実施の形態による電子機能材料薄膜１は、有機半導体化合物５の分子をより良好に配向させ、かつその有機半導体化合物５分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去するようにして形成するので、当該電子機能材料を使用した半導体層として高い特性を有する。
【００５６】
また、本実施の形態の電子機能材料薄膜の製造方法によれば、マトリクス材料４として、加熱ベーキングで昇華除去できる熱現像型のレジスト材料を使用して乾式エッチングをするので、基板上に残った電子機能材料である有機半導体化合物５の分子の配向性が乱れることがほとんどなく、良好な特性を有する半導体層を得ることが可能である。
【００５７】
なお、上記において、マトリクス材料４はモノマー化して昇華揮発することで基板２から除去されるので、現像装置には除去されたマトリクス材料４の分子を取り除く機能を付加しておくことが望ましい。
【００５８】
また、上記では、マトリクス材料４として、光開始剤を添加することで感光性を有するようにしたポリフタルアルデヒド系材料を例示して説明したが、マトリクス材料４は、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料であればよく、好ましくはほぼ棒状の化合物分子からなる昇華性の熱現像型感光性レジスト材料であることが望ましい。
【００５９】
また、上記では、マトリクス材料４として、紫外線照射による露光後、加熱ベーキングすることで熱現像できるものを用いたが、ポリフタルアルデヒドにオニウム塩を添加したレジストなどは、室温で解重合を起こす材料であるので、紫外線照射による露光後、加熱ベーキングなしで現像できるこれらの自己現像レジストもマトリクス材料４として同様に使用することができる。
【００６０】
また、上記では、有機半導体化合物５とマトリクス材料４との混合比率を約１：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。
【００６１】
また、混合材料層３への紫外線照射条件や加熱条件は、上述の条件には限定されず、上述の材料に対して適切な条件であればよい。
【００６２】
また、上記では、有機半導体化合物５としてペンタセンを使用したが、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素などの有機半導体化合物でもよく、またこれらの材料に限定されるものではない。
【００６３】
また、上記では、電子機能材料として、有機材料系の有機半導体化合物５を使用したが、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブを混合した複合系電子機能材料なども使用できる。
【００６４】
また、混合材料準備工程における混合材料層形成工程において、準備された混合材料をスピンコートして混合材料層３を形成したが、印刷、射出、注入、インクジェット、吹き付け方法などの塗工方法により、混合材料層３を形成してもよい。
【００６５】
また、上記では、基板２上に形成された混合材料層３をロールコーター９によりずれ変形させてマトリクス材料４を配向させたが、混合材料層３を基板２から剥離して、この剥離した混合材料層３の両端を水平に互いに反対方向にほぼ一定の力で引っ張ることにより、マトリクス材料４を延伸して配向させてもよい。
（実施の形態２）
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の実施の形態２の電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【００６６】
図４（ｄ）に示すように、本実施の形態の電子機能材料薄膜１１では、電子機能材料がカーボンナノチューブ材料で構成されている。その他の点は実施の形態２と同様である。
【００６７】
具体的には、カーボンナノチューブは、半導体性のカーボンナノチューブであり、長さ約１〜３μｍ、直径１〜５ｎｍのもので、混合系のカーボンナノチューブ材料から選別されたものである。なお、使用するカーボンナノチューブは、この形態の範囲外のものであっても構わない。
【００６８】
次に、本実施の形態の電子機能材料薄膜１１の製造方法を説明する。
【００６９】
図４（ａ）において、混合材料準備工程として、半導体性のカーボンナノチューブ材料１５と、化学式３に示す光開始剤を添加して感光性を有するようにした、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料からなるマトリクス材料４とを、混合比約０．５：１で混合した混合材料を準備する。必要であれば有機溶媒を混合してもよい。
【００７０】
次いで、混合材料層形成工程において、間隔を有して対向するように電極６、７が形成され基板２上に、スピンコートなどの方法により混合材料を約０．５μｍの厚みに塗布し、摂氏約１００度で仮ベーキングし、混合材料層１３を形成する。
【００７１】
図４（ｂ）において、配向処理工程として、混合材料層１３を、ロールコーター９によりずれ応力（シヤー）を掛けて所定の方向にずれ変形させる。すると、化学式２に示すポリフタルアルデヒド系レジスト材料のマトリクス材料４の分子が、所定の方向に延伸されて配向すると同時に、マトリクス材料４の配向した分子に取り囲まれた半導体性のカーボンナノチューブ材料１５も、マトリクス材料４の分子とほぼ並んで所定の方向に配向する。
【００７２】
図４（ｃ）において、マトリクス材料除去工程として、配向させた混合材料層１３に、波長２５４ｎｍ、０．３８ｍＪ／ｍ２の比較的弱い強度の紫外線（ＵＶ）を照射して混合材料層１３を露光する。
【００７３】
次いで、図４（ｄ）において、紫外線照射された混合材料層１３を、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層１３の中の配向したポリフタルアルデヒド系レジスト材料からなるマトリクス材料４は、紫外線照射されて加熱されることにより単量化してモノマーアルデヒドに戻り、基板２から昇華揮発する熱現像を起こす。これにより、カーボンナノチューブ材料１５を配向させるが膜としての特性保持には不要な材料であるマトリクス材料４が混合材料層１３中から除去され、基板２上には、所定の方向に配向したカーボンナノチューブ材料１５の層が残る。これにより、このカーボンナノチューブ材料１５の無機半導体層からなる電子機能材料薄膜１１が形成される。この場合、所定の方向に配向したカーボンナノチューブ材料１５の分子は、加熱ベーキングにより緊密に詰め込まれ、良好な特性を有するナノチューブ半導体層である電子機能材料薄膜１１が形成される。
【００７４】
次に、以上のように構成され製造された電子機能材料薄膜１１の特性について説明する。
【００７５】
本件発明者は、従来の方法により、半導体性のカーボンナノチューブを使って配向度が低く残滓が残った状態の電子機能材料薄膜を比較例２として製造し、これを本実施の形態による電子機能材料薄膜１１と比較した。この比較においては両者の断面積を略同一としかつ電極間の距離を同一として、導電度を測定した。その結果、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１の導電度は比較例２の約５倍であった。このことから、比較例２のキャリア移動度は約２００ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１のキャリア移動度として、約１０００ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。これは、当該半導体性のカーボンナノチューブを配向させて電荷輸送状態を向上させた材料とほぼ同じレベルの高い特性であった。
【００７６】
以上に説明したように、本実施の形態による電子機能材料薄膜１１は、半導体性のカーボンナノチューブ１５の分子をより良好に配向させ、かつその半導体性のカーボンナノチューブ１５の分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去するので、半導体性のカーボンナノチューブを利用して形成した本発明の電子機能材料薄膜は、当該電子機能材料を使用した半導体層として高い特性を有する。
【００７７】
なお、上記において、カーボンナノチューブ材料１５とマトリクス材料４との混合比率を約０．５：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。
【００７８】
また、混合材料１３への紫外線照射条件や加熱条件は材料に適切な条件であればよい。
【００７９】
また、マトリクス材料４として、エッチング現像液で現像することができるエッチング現像型の感光性レジストを使用してもよい。この場合には、マトリクス材料４はエッチング現像液により溶解除去される。
【００８０】
また、上記では、電子機能材料１１として、無機材料系のカーボンナノチューブを使用したが、電子機能材料１１として、他の無機材料系半導体材料を用いても構わない。
【００８１】
また、電子機能材料１１として、有機材料系の有機半導体化合物と無機材料系のナノチューブとを混合した複合系電子機能材料などを用いてもよい。
（実施の形態３）
実施の形態１，２の電子機能材料薄膜は、これを構成する有機半導体化合物あるいはナノチューブなどの電子機能材料の分子を良好に密に配向させてその充填密度を向上させることにより、電子機能材料分子間の電子的な接合点密度を高くすることができて、電子機能材料薄膜の電気伝導率やキャリア移動度をさらに向上することができる。その結果、優れた電気特性を持つ電子機能材料薄膜である導電性薄膜あるいは半導体層として用いることができ、薄膜トランジスタ、微小回路デバイスや高性能電子デバイス部品の製作に利用することができる。
【００８２】
本発明の実施の形態３は、このうちの実施の形態１の電子機能材料薄膜１を半導体層として使用した薄膜トランジスタを例示する。
【００８３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法を概念的に示す断面図である。
【００８４】
図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の薄膜トランジスタ２０は、基板２を有している。基板２の上には、金などからなるゲート電極２５が形成されている。そして、ゲート電極２５とゲート電極２５が形成された部分以外の基板２の表面とを覆うように酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜２３が形成されている。ゲート絶縁膜２３の上には平面視においてゲート電極２５の両側に位置するように、それぞれ金などからなるソース電極１６とドレイン電極２７とが形成されている。そして、ソース電極１６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３と、該ソース電極１６及びドレイン電極２７とを覆うように、有機半導体層２１が形成されている。この有機半導体層２１は実施の形態１の電子機能材料薄膜１で構成されている。
【００８５】
次に、以上のように構成された薄膜トランジスタ２０の製造方法を説明する。
【００８６】
図５（ａ）において、まず、基板２上に、薄膜作成技術、フォトリソ技術、リフトオフ技術などによってボトムに金などの電極材料によりパターンを形成してゲート電極２５を形成する。次に、ゲート電極２５上を覆うように、酸化シリコンなどによるゲート絶縁膜２３を形成する。次に、ゲート絶縁膜２３の上に平面視においてゲート電極２５を挟んで対向するように、金などの電極材料によりパターンを形成して、ソース電極２６、ドレイン電極２７を形成する。
【００８７】
次に、実施の形態２で説明した電子機能材料薄膜１である有機半導体層２１を、ソース電極２６、ドレイン電極２７を覆うようにゲート絶縁膜２３の上に以下の如く形成し、それにより図５（ｂ）に示すボトムゲート型の薄膜トランジスタ２０を得る。保護膜などは簡略化するために図示されていない。
【００８８】
図５（ａ）において、半導体層としての電子機能材料薄膜１からなる有機半導体層２１は、実施の形態１と同じように形成される。
【００８９】
すなわち、ソース電極２６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３の表面と、ソース電極２６及びドレイン電極２７の少なくとも一部との上に、以下の混合材料を塗布する。
【００９０】
混合材料は、電子機能材料である化学式１に示すペンタセンからなる有機半導体化合物５と、化学式３に示す光開始剤を数％添加し、感光性を有するようにした化学式２に示すポリフタルアルデヒド系のレジスト材料からなるマトリクス材料４とを、混合比約１：１で混合したものである。そして、マトリクス材料４と有機半導体化合物５との混合材料を、スピンコートや印刷、インクジェットなどの塗工方法により約１μｍの厚みで、ソース電極２６及びドレイン電極２７の少なくとも一部にまたがってゲート絶縁膜２３の表面に塗布し、その後、摂氏約１００度で仮ベーキングして混合材料層３が形成される。次いで、この混合材料層３を、ロールコーター（図示せず）などにより所定の方向に、例えば、ソース電極２６とドレイン電極２７とを結ぶ方向に、ずれ応力を掛けてずれ変形させる。そして、図５（ａ）に示すように、混合材料層３に紫外線を照射する。
【００９１】
次いで、図５（ｂ）において、摂氏約１６０度で２分間、加熱ベーキングする。すると、混合材料層３の中の配向したマトリクス材料４は、紫外線照射されて加熱されることにより単量化してモノマーに戻り、熱現像により昇華揮発して、混合材料層３から除去される。すなわち、このマトリクス材料除去工程により、マトリクス材料４は有機半導体化合物５を配向させるが、有機半導体層２１としての特性保持には不要な材料として除去される。
【００９２】
これにより、所定の方向に配向した有機半導体化合物５の分子層がゲート絶縁膜２３、ソース電極２６、及びドレイン電極２７上に残存し、これが電子機能材料薄膜１１である有機半導体層２１を構成する。かくして、この有機半導体層２１を半導体層として備えた薄膜トランジスタ２０が作成される。
【００９３】
この薄膜トランジスタ２０においては、有機半導体層２１が、有機半導体化合物５の分子を良好に配向させて電荷輸送の性能を高めていて、かつ配向させた有機半導体化合物５の分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去されるようにして形成されている。このように形成された有機半導体層２１は、有機半導体材料として本来有する特性がさらに向上し、半導体層としての高い特性を有している。
【００９４】
実験の結果、本実施の形態による薄膜トランジスタ２０のオン電流は、同じ特性の有機半導体材料を使用して従来技術によって形成された、配向度が低く残滓が残った有機半導体層による薄膜トランジスタのオン電流の約１０倍であった。（ご確認をお願い致します）
このことから、従来の有機半導体層による薄膜トランジスタのチャネルのキャリア移動度は、約０．１ｃｍ２／Ｖｓであるので、本実施の形態による薄膜トランジスタ２０のチャネルのキャリア移動度として約１ｃｍ２／Ｖｓという高い値が得られたものと推測される。
【００９５】
以上に説明したように、本実施の形態３によれば、薄膜トランジスタ２０は、その半導体層２１が、これを形成する電子機能材料薄膜１の内部の電子機能材料分子を良好に密に配向させてその充填密度を向上させ、かつ、電子機能材料分子の間に存在する不要なマトリクス材料４の分子を除去して形成されているので、電子機能材料としての本来の特性を十分に保持した、チャネルにおける高いキャリア移動度を有している。従って、本実施の形態の薄膜トランジスタ２０は、微小な回路デバイスや高性能電子デバイスなどに適用でき、優れた特性を持つ半導体層を有する薄膜トランジスタとして利用することができる。
【００９６】
次に、本実施の形態の変形例を説明する。
【００９７】
本変形例による薄膜トランジスタでは、混合層３が、液晶性有機半導体化合物、例えば４’―ｎペンチル−４−シアノビフェニ５ＣＢと半導体性のナノチューブ、例えばカーボンナノチューブとを混合して形成される。そして、この混合層３における液晶性有機半導体化合物を所定の方向に配向させるために、ソース電極２６とドレイン電極２７との間のゲート絶縁膜２３と、ソース電極２６及びドレイン電極２７との上に例えばポリイミド配向膜が形成されている。このポリイミド配向膜が配向処理されており、この配向処理に従って、液晶性有機化合物と共にナノチューブも配向する。そして、この混合層３が１．０１３ｋＰａ（０．０１気圧）程度の減圧下で２５０℃まで急加熱されることにより、５ＣＢが揮発し、混合層３にナノチューブのみが配向状態をほぼ保ったまま残る。この残された半導体性ナノチューブによって、薄膜トランジスタの半導体層が構成される。
【００９８】
なお、上記で、薄膜トランジスタ２０の半導体層を実施の形態１の電子機能材料薄膜１で構成したが、これを実施の形態２の電子機能材料薄膜１１で構成しても構わない。
【００９９】
また、電子機能材料として有機半導体化合物と半導体性のカーボンナノチューブとを複合させた複合系半導体層を形成して利用しても構わない。
【０１００】
また、上記で、マトリクス材料４として、光開始剤を添加して感光性を有するようにしたポリフタルアルデヒド系材料を使用したが、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料であれば構わない。
【０１０１】
また、マトリクス材料４として、熱現像型で加熱によりモノマー化して昇華する型の感光性レジスト材料を用いたが、マトリクス材料４として、エッチング現像液で現像することができるエッチング現像型の感光性レジストを使用してよい。この場合には、マトリクス４材料はエッチング溶液により溶解除去される。
【０１０２】
また、有機半導体化合物５とマトリクス材料４との混合比率を約１：１としたが、所望の特性に応じた他の混合比率でもよい。また、混合材料への紫外線照射条件や加熱条件は材料に対して適切な条件であればよい。
【０１０３】
また、上記では、本発明を、ゲート電極を基板上のボトムに設けたボトムゲート型の薄膜トランジスタに適用する場合を説明したが、ゲート電極をゲート絶縁膜上、すなわち基板上のトップに設けたトップゲート型の薄膜トランジスタにおいても上記と同様に本発明を適用することが可能である。
【０１０４】
また、本発明の実施の形態による薄膜トランジスタにおいて、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の材料としては、導電性で、基板や半導体と反応しないものならば使用可能である。例えば、ドープしたシリコンや、金、銀、白金、プラチナ、パラジウムなどの貴金属や、リチウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の他に、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、モリブデンなどの金属、また、それらの合金も使用できる。その他、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などの導電性の有機物も使用できる。特に、ゲート電極は他の電極よりも電気抵抗が大きくても動作可能であるので、製造を容易にするためにソース電極、ドレイン電極とは異なる材料を使用してもよい。
【０１０５】
また、ゲート絶縁膜としては、電気絶縁性で、基板や電極、半導体と反応しないものならば使用可能である。また、基板として、先に例示した柔軟なもの以外に、シリコン上に通常のシリコン酸化膜が形成された基板を用い、このシリコン酸化膜をゲート絶縁膜として用いてもよい。さらに、酸化膜形成後に樹脂などの薄層を設けてもゲート絶縁膜として機能する。また、ゲート絶縁膜を、基板や電極と異なる元素で構成される化合物をＣＶＤや蒸着、スパッタなどで堆積したり、溶液として塗布、吹き付け、電解により付着させたりして形成してもよい。また、薄膜トランジスタ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膜の材料として用いることも知られており、強誘電性化合物や強誘電体ではないが誘電率の大きな化合物をゲート絶縁膜の材料として用いてもよい。さらに、無機物に限らず、ポリフッ化ビニリデン系やポリシアニン化ビニリデン系などの誘電率の大きな有機物をゲート絶縁膜の材料として用いてもよい。
【０１０６】
また、ナノチューブは、将来において、カーボン他の材料からなるナノチューブも使用できる可能性がある。
（実施の形態４）
本発明の電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタは、薄膜形成や半導体層の形成において、従来の低温の薄膜形成技術が使用できるので、フレキシブルな曲げることが可能なプラスチック板や薄いガラス基板の他に、厚さの薄いポリイミドフィルムなどのしなやかな性質を有する樹脂フィルムなどの基板も使用できる。例えばポリエチレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等からなる基板が用いられる。これにより、プラスチックや樹脂フィルムを基板としたしなやかな（フレキシブルな）ペーパーディスプレイあるいはシートディスプレイなどに用いることができる。
【０１０７】
本発明の実施の形態４は本発明の電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタ用いたペーパー（シート）ライクな画像表示装置を例示する。
【０１０８】
図６は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を概念的に示す平面図である。
【０１０９】
図６において、アクティブマトリクス型の画像表示装置５１は、プラスチック基板５２を有している。このプラスチック基板５２の上に、複数本の行電極５３と複数本の列電極５４とが平面視において交差（実際には立体交差）するように形成されている。そして、プラスチック基板５２と所定の間隙を有して対向するようにディスプレイパネル５８が配設され、その間隙に、例えば、光機能材料（光を透過及び遮断し、又は発光及発光停止する材料）が封入されている。そして、平面視において、行電極５３と列電極５４とでマトリクス状に区画された領域が画素を構成している。行電極５３と列電極５４との交差点５５の近傍には微細な薄膜トランジスタ（図示せず）からなるスイッチング素子が配置されており、この薄膜トランジスタが実施の形態３の薄膜トランジスタで構成されている。行電極５３及び列電極５４はそれぞれ駆動回路５６ａ、５６ｂに接続され、駆動回路５６ａ、５６ｂは制御回路（コントローラ）５７によって制御されている。
【０１１０】
この画像表示装置５１では、制御回路５７に制御されて駆動回路５６ａ、５６ｂが行電極５３及び列電極５４に画像信号に応じて電圧を印加し、この電圧に応じて各画素の光機能材料が動作して、ディスプレイパネル５８の画面に画像信号に応じた画像が表示される。その際、各画素に対応するスイッチング素子が順次ＯＮ／ＯＦＦされることにより、全画素を順次走査するようにして画像が表示される。
【０１１１】
ここで、本実施の形態では、スイッチング素子が本発明の薄膜トランジスタで構成されているので、画像信号を良好な特性でＯＮ／ＯＦＦすることができる。また、しなやかな基板を使用した高精細な画像表示装置である、リライタブル可能なペーパーライク電子ディスプレイやシートディスプレイを実現することができる。また、電子機能材料薄膜や薄膜トランジスタを含む半導体回路装置として、ディスプレイパネル５８の周辺の駆動回路５６ａ、５６ｂや制御回路５７を構成することにより、ディスプレイパネル５８とこれらの回路５６ａ、５６ｂ，５７を一体で製作することができるので、しなやかなリライタブル可能なペーパーライク電子ディスプレイやシートディスプレイなどの画像表示装置を得ることができる。
【０１１２】
画像表示装置５１は、具体的には、液晶表示方式、有機ＥＬ方式、エレクトロクロミック表示方式（ＥＣＤ）、電解析出方式、電子粉流体方式や干渉型変調（ＭＥＭＳ）方式などによる画像表示装置で構成される。
【０１１３】
なお、本発明の電機機能材料薄膜や薄膜トランジスタを含んだ半導体回路装置は、携帯機器や、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）などの使い捨て機器、あるいはその他の電子機器、ロボット、超小型医療器具、その他の産業分野に用いることができる。
【０１１４】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明の電子機能材料の配向処理方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜などを簡便に得ることが可能な電子機能材料の配向処理方法として有用である。
【０１１６】
本発明の電子機能材料薄膜の製造方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜の製造方法として有用である。
【０１１７】
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、電子機能材料の特性をほとんど損なうことなく良好なキャリア移動度を有する電子機能材料薄膜を半導体層として用いた薄膜トランジスタの製造方法として有用である。
【０１１８】
本発明の電子機能材料薄膜は、電子機器等に用いられ、柔軟でかつ良好なキャリア移動度を有する薄膜として有用である。
【０１１９】
本発明の薄膜トランジスタは、ペーパーライクあるいはシート状の画像表示装置等に用いられ、良好なキャリア移動度を有する薄膜トランジスタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】図１は、本発明に係る電子機能材料の配向処理方法の過程を示すフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜を用いた半導体デバイスの構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る電子機能材料薄膜の製造方法を工程別に概念的に示す断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る薄膜トランジスタの製造方法を概念的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４に係る画像表示装置の構成を概念的に示す平面図である。
【図７】図７は、カーボンナノチューブを半導体層として使用した従来の薄膜トランジスタの構成を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１，１１    電子機能材料薄膜
２，６１    基板
３，１３    混合材料層
４    マトリクス材料
５    有機半導体化合物
６，７    電極
９    ロールコーター
１５    カーボンナノチューブ材料
２０，６０    薄膜トランジスタ
２１    有機半導体層
２３，６２    ゲート絶縁膜
２５    ゲート電極
２６，６４    ソース電極
２７，６５    ドレイン電極
５１    画像表示装置
５２    プラスチック基板
５３    行電極
５４    列電極
５５    交差点
５６ａ，５６ｂ    駆動回路
５７    制御回路
５８    ディスプレイパネル
６３    半導体性のカーボンナノチューブ
２０１  半導体デバイス
【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】
2005045946.tif 000015
【図２】
2005045946.tif 000016
【図３】
2005045946.tif 000017
【図４】
2005045946.tif 000018
【図５】
2005045946.tif 000019
【図６】
2005045946.tif 000020
【図７】
2005045946.tif 000021
【国際調査報告】
2005045946.tif 000022
2005045946.tif 000023