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JP2010212587A - Organic thin film transistor, method for producing organic thin film transistor, organic thin film transistor array and display - Google Patents

Organic thin film transistor, method for producing organic thin film transistor, organic thin film transistor array and display Download PDF

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JP2010212587A
JP2010212587A JP2009059343A JP2009059343A JP2010212587A JP 2010212587 A JP2010212587 A JP 2010212587A JP 2009059343 A JP2009059343 A JP 2009059343A JP 2009059343 A JP2009059343 A JP 2009059343A JP 2010212587 A JP2010212587 A JP 2010212587A
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JP
Japan
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organic semiconductor
organic
solvent
film transistor
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009059343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichiro Yutani
圭一郎 油谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an organic thin film transistor, achieving the formation of patterns of an organic semiconductor layer with a high yield by an inkjet method. <P>SOLUTION: The method for producing an organic thin film transistor having a substrate, a gate electrode, a gate insulation film, a source electrode having higher surface free energy than that of the gate insulation film, a drain electrode having higher surface free energy than that of the gate insulation film, and an organic semiconductor layer, includes steps of: forming an island organic semiconductor layer contacting with the source electrode, the drain electrode and the gate insulation film, or the source electrode and the drain electrode by dissolving an organic semiconductor in a first solvent and dripping the solution by an inkjet method; and forming an island organic semiconductor layer contacting with the source electrode, the drain electrode and the gate insulation film by dripping a second solvent which can dissolve the organic semiconductor on the island organic semiconductor layer by the inkjet method. The second solvent has a lower surface tension than that of the first solvent, and a lower boiling point than that of the first solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機薄膜トランジスタアレイ及び表示装置に関する。   The present invention relates to an organic thin film transistor, a method for manufacturing the organic thin film transistor, an organic thin film transistor array, and a display device.

有機半導体材料を用いた有機薄膜トランジスタ(TFT:thin film transistor)は、
1.材料構成の多様性、製造方法、製品形態等でフレキシビリティーが高いこと、
2.大面積化が容易であること、
3.単純な層構成が可能であり、製造プロセスが単純化できること、
4.安価な製造装置を用いて、製造できること、
等の利点があることから、精力的に研究されている。
An organic thin film transistor (TFT) using an organic semiconductor material is
1. High flexibility in material composition, manufacturing method, product form, etc.
2. Easy to increase the area,
3. A simple layer structure is possible and the manufacturing process can be simplified.
4). Can be manufactured using inexpensive manufacturing equipment,
It has been studied energetically because of its advantages.

有機薄膜トランジスタを製造する際、有機半導体層の成膜方法としては、印刷法、スピンコート法、浸漬法等のウェットプロセスによる簡便な方法で容易に薄膜形成が可能であり、有機TFTは、従来のSi半導体材料を用いたTFTより桁違いに安く製造することができる。また、有機TFTは、製造プロセス温度を低温化できるという利点がある。これにより、一般に耐熱性の低いプラスチック基板上への形成が可能となり、ディスプレイ等のエレクトロニクスデバイスの軽量化や低コスト化できるとともに、プラスチック基板のフレキシビリティーを活かした用途等、多様な展開が期待できる。   When an organic thin film transistor is manufactured, a thin film can be easily formed by a simple method using a wet process such as a printing method, a spin coating method, or a dipping method as a method for forming an organic semiconductor layer. It can be manufactured by orders of magnitude cheaper than TFTs using Si semiconductor materials. The organic TFT has an advantage that the manufacturing process temperature can be lowered. This enables formation on plastic substrates with generally low heat resistance, which can reduce the weight and cost of electronic devices such as displays, and is expected to be used in a variety of ways, including applications that take advantage of the flexibility of plastic substrates. it can.

有機TFTを集積する場合、電極をパターン形成することが必須になる。有機半導体層をパターン形成しないで、有機TFTを集積化すると、チャネル領域以外に成膜された有機半導体層の影響で、トランジスタの動作時にオフ電流が発生し、消費電力が上昇する。また、画素を表示する場合には、クロストークの原因にもなる。なお、Si半導体材料を用いたTFTを作製する際に、Si半導体材料は、フォトリソグラフィー・エッチングにより、パターン形成されている。   When integrating organic TFTs, it is essential to form electrodes. When organic TFTs are integrated without patterning the organic semiconductor layer, an off-current is generated during the operation of the transistor due to the influence of the organic semiconductor layer formed outside the channel region, resulting in an increase in power consumption. In addition, when displaying pixels, it also causes crosstalk. Note that when a TFT using a Si semiconductor material is manufactured, the Si semiconductor material is patterned by photolithography and etching.

有機半導体層のパターン形成のみに着目すれば、フォトレジストを塗布し、所望のパターンを露光・現像し、レジストパターンを形成し、これをエッチングマスクとしてエッチングを行い、レジストを剥離してパターン形成することは可能である。しかしながら、有機半導体材料として、高分子材料を用いる場合には、高分子材料上にフォトレジストを塗布してパターン形成すると、トランジスタ特性が劣化することがある。フォトレジストとしては、ナフトキノンジアジドを感光基としたノボラック系樹脂を、キシレン、セロソルブ系溶剤等の有機溶媒に溶解させたものが用いられており、高分子材料は、フォトレジストに含まれる有機溶媒等に溶解することが多い。また、有機半導体材料として、ペンタセン等の結晶性分子を用いる場合も、程度の差はあるものの、同様に、トランジスタ特性が劣化することがある。さらに、レジストを剥離する際に用いられるエチレングリコールモノブチルエーテル、モノエタノールアミン等の剥離液により、ダメージを受けたり、レジストを剥離した後の純水リンスにより、ダメージを受けたりすることもある。以上のことから、従来のフォトリソグラフィー・エッチングによる有機半導体層のパターン形成が困難であることがわかる。   Focusing only on pattern formation of the organic semiconductor layer, a photoresist is applied, a desired pattern is exposed and developed, a resist pattern is formed, etching is performed using this as an etching mask, and the resist is peeled to form a pattern. It is possible. However, when a polymer material is used as the organic semiconductor material, transistor characteristics may be deteriorated if a pattern is formed by applying a photoresist on the polymer material. As the photoresist, a novolac resin having naphthoquinonediazide as a photosensitive group dissolved in an organic solvent such as xylene or cellosolve solvent is used, and the polymer material is an organic solvent contained in the photoresist. Often dissolves in In addition, when a crystalline molecule such as pentacene is used as the organic semiconductor material, the transistor characteristics may be similarly deteriorated although there is a difference in degree. Furthermore, it may be damaged by a stripping solution such as ethylene glycol monobutyl ether or monoethanolamine used when stripping the resist, or may be damaged by pure water rinsing after stripping the resist. From the above, it can be seen that it is difficult to form a pattern of an organic semiconductor layer by conventional photolithography and etching.

このようなパターン形成を改善するものとして、例えば次の特許文献1〜4に記載された方法が提案されている。
即ち、特許文献1には、エネルギーの付与によって臨界表面張力が変化する材料を含む濡れ性変化層を形成する工程と、濡れ性変化層の一部分にエネルギーを付与することによってより臨界表面張力の小さい低表面エネルギー部とより臨界表面張力の大きい高表面エネルギー部とからなる臨界表面張力を異ならせたパターンを形成する工程と、導電性材料を含有する液体をパターンが形成された濡れ性変化層の表面に付与することで、高表面エネルギー部に導電層を形成する工程と、濡れ性変化層上に半導体層を形成する工程とを有する積層構造体の製造方法が開示されている。
For improving such pattern formation, for example, methods described in the following Patent Documents 1 to 4 have been proposed.
That is, in Patent Document 1, a process of forming a wettability changing layer including a material whose critical surface tension changes by application of energy and a smaller critical surface tension by applying energy to a part of the wettability changing layer. A process of forming a pattern having a different critical surface tension composed of a low surface energy part and a high surface energy part having a higher critical surface tension, and a liquid containing a conductive material is formed on the wettability changing layer on which the pattern is formed. A method for producing a laminated structure having a step of forming a conductive layer on a high surface energy part and a step of forming a semiconductor layer on a wettability changing layer by applying to the surface is disclosed.

特許文献2には、塗布対象面の所定位置に電荷を付与するとともに、その電荷と反対極性の電荷を塗布材料に付与してクーロン力により電荷を付与した材料を所定位置に導かせて特定のパターンを形成する方法、塗布対象面の所定位置に凹部を形成して塗布材料(電極、半導体層、絶縁層のうちの少なくとも1つの材料)を塗布して凹部に堆積する方法、または、材料塗布後に溶媒を蒸発させてパターンを形成したものに当該パターンにレーザを照射して成形する方法を適宜組み合わせて有機トランジスタを作製する方法が開示されている。   In Patent Document 2, a charge is imparted to a predetermined position on the surface to be coated, a charge having a polarity opposite to the charge is imparted to the coating material, and the material to which the charge is imparted by Coulomb force is guided to a predetermined position. A method of forming a pattern, a method of forming a recess at a predetermined position on the surface to be applied, applying a coating material (at least one of an electrode, a semiconductor layer, and an insulating layer) and depositing it on the recess, or applying a material A method for producing an organic transistor by appropriately combining a method of forming a pattern by irradiating the pattern with a laser after evaporation of the solvent is disclosed.

特許文献3には、基板上に導電層を設けること、導電層上に少なくとも1つの窓を有するマスクを設けること、窓を通して導電層をエッチングして、導電層に開口を形成し、導電層の一部を画定してトランジスタのソース及びドレインを形成すること、窓を通して導電材料を堆積させて、開口内に金属のトランジスタのゲートを形成すること、ゲート上に金属酸化物の誘電層を形成すること、及びソースとドレインとの間、ゲート上、及び、ソース又はドレインとゲートとの間の空間に半導体材料を導入して、トランジスタの半導体ボディを形成することを含むトランジスタの製造方法が開示されている。なお、エッチングは、開口が基板の表面に平行な方向において窓より大きな広がりを有するように、窓の周縁部でアンダーカットを引き起こすように行われ、導電材料の堆積は、ゲートの周縁部がソース及びドレインから離隔するように、トランジスタのゲートの周縁部が開口の周縁部にぴったりと合うように、金属蒸着により行われる。   In Patent Document 3, a conductive layer is provided over a substrate, a mask having at least one window is provided over the conductive layer, the conductive layer is etched through the window, and an opening is formed in the conductive layer. Partially defining the source and drain of the transistor, depositing a conductive material through the window to form the gate of the metal transistor in the opening, and forming a metal oxide dielectric layer over the gate And a method of manufacturing a transistor comprising introducing a semiconductor material between the source and drain, on the gate, and in a space between the source or drain and the gate to form a semiconductor body of the transistor. ing. Etching is performed so as to cause an undercut at the peripheral edge of the window so that the opening has a larger extent than the window in a direction parallel to the surface of the substrate, and the conductive material is deposited at the peripheral edge of the gate. Further, the metal gate deposition is performed so that the peripheral edge of the gate of the transistor is closely aligned with the peripheral edge of the opening so as to be separated from the drain.

特許文献4には、ゲート電極を形成する段階と、前記ゲート電極と離隔したソース電極、及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を形成する段階と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と接触する島状有機半導体層を形成する段階とを含み、前記島状有機半導体層を形成する段階は有機半導体の溶液を噴射する段階と、前記有機半導体の溶液を1次乾燥する段階と、前記乾燥された有機半導体の溶液を再溶解する段階と、前記再溶解された有機半導体の溶液を2次乾燥する段階とを有する薄膜トランジスタ表示板の製造方法が開示されている。   In Patent Document 4, a step of forming a gate electrode, a step of forming a source electrode separated from the gate electrode, a drain electrode facing the source electrode, and an island shape in contact with the source electrode and the drain electrode are disclosed. Forming the organic semiconductor layer, the step of forming the island-shaped organic semiconductor layer includes spraying an organic semiconductor solution, primary drying the organic semiconductor solution, and the dried organic A method of manufacturing a thin film transistor array panel is disclosed which includes a step of redissolving a semiconductor solution and a step of secondarily drying the redissolved organic semiconductor solution.

しかしながら、これらの方法は、プロセスステップが増加することによるスループットの低下、製造コストの増加等の問題がある。   However, these methods have problems such as a decrease in throughput due to an increase in process steps and an increase in manufacturing cost.

一方、パターン形成方法としては、インクジェット法及びディスペンサ法が知られている。インクジェット法及びディスペンサ法は、パターンを直接描画できるため、材料使用率を格段に向上させることができる。このようなインクジェット法又はディスペンサ法により有機半導体層をパターン形成すると、製造プロセスの簡略化、コストの低下を実現できる可能性がある。このとき、有機半導体材料として、有機溶媒に可溶な高分子材料を用いると、有機半導体材料の溶液(有機半導体インク)を調製することができるため、インクジェット法により有機半導体層をパターン形成することができる。   On the other hand, as a pattern forming method, an ink jet method and a dispenser method are known. Since the ink jet method and the dispenser method can directly draw a pattern, the material usage rate can be significantly improved. When the organic semiconductor layer is patterned by such an ink jet method or a dispenser method, there is a possibility that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. At this time, when a polymer material soluble in an organic solvent is used as the organic semiconductor material, a solution of the organic semiconductor material (organic semiconductor ink) can be prepared. Can do.

しかしながら、これらの印刷方式により、トランジスタのゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極からなるチャネル部に安定して有機半導体層を形成するためには、インクの濡れ性の制御が重要となる。一般的に金属で構成されるソースおよびドレイン電極表面は表面自由エネルギーが高いため、インクが濡れやすい。それに比べると、有機高分子などで構成されるゲート絶縁膜表面は表面自由エネルギーが相対的に電極より低い。そのため、チャネル部に滴下した有機半導体インクが、着弾後により濡れやすい電極上に移動し、電極上にのみ形成されてしまい、チャネルを形成できないことがある。この傾向は絶縁膜の表面自由エネルギーがインクの表面張力より小さい場合にはより顕著となる。チャネル部に有機半導体層が形成されないと、有機トランジスタが動作しない。有機トランジスタを複数個配置した有機トランジスタアレイと表示素子を組み合わせた表示装置において、上記の問題で動作しない有機トランジスタが存在すると、その画素は欠陥となってしまう。表示装置においてはひとつでも画素欠陥があると表示品質が大きく低下するため、これは大きな問題である。
この問題を解決するための方法としては、インクの物性を調整することがある。第一に溶媒の表面張力をなるべく小さいものにしてやることで、表面自由エネルギーの低いゲート絶縁膜表面にも濡れやすくしてやることが可能であるが、一方で、表面張力を下げることは、液滴の着弾後の拡がりが大きくなるため、チャネル部以外にも有機半導体層が形成されてしまい、オフリークの上昇やクロストークといった問題が発生しうる。
あるいは第二に溶媒の沸点を下げ、インクが着弾後になるべく早く乾燥するようにしてやることで、インクが着弾後に電極上に移動することを抑制することが可能であるが、一方で、インクジェットの吐出安定性という面では、インクの沸点が低下し、乾燥しやすくなることで、ノズル面でインクが乾燥して詰まりによる吐出不安定や不吐出を招く。
以上のことから、表面エネルギーのより高い電極と表面エネルギーのより低いゲート絶縁膜から構成されるチャネル部に対して、インクジェット法やディスペンサ法で有機半導体層を形成する際に、安定した成膜性と安定した吐出特性の両方を満たすのは困難であった。
However, in order to stably form an organic semiconductor layer in a channel portion including a gate insulating film, a source electrode, and a drain electrode of a transistor by these printing methods, it is important to control ink wettability. In general, the surface of the source and drain electrodes made of metal has high surface free energy, so that the ink is easily wetted. In comparison, the surface of the gate insulating film composed of an organic polymer has a surface free energy relatively lower than that of the electrode. For this reason, the organic semiconductor ink dropped on the channel portion moves onto the electrode that is more likely to get wet after landing, and is formed only on the electrode, so that the channel may not be formed. This tendency becomes more remarkable when the surface free energy of the insulating film is smaller than the surface tension of the ink. If the organic semiconductor layer is not formed in the channel portion, the organic transistor does not operate. In a display device in which an organic transistor array in which a plurality of organic transistors are arranged and a display element are combined, if there is an organic transistor that does not operate due to the above problem, the pixel becomes defective. In a display device, if there is even one pixel defect, the display quality is greatly deteriorated, which is a serious problem.
One way to solve this problem is to adjust the physical properties of the ink. First, by making the surface tension of the solvent as small as possible, it is possible to make the surface of the gate insulating film with low surface free energy easy to get wet. Since the spread after landing becomes large, an organic semiconductor layer is formed in addition to the channel portion, and problems such as an increase in off-leakage and crosstalk may occur.
Or, secondly, by lowering the boiling point of the solvent and drying the ink as soon as possible after landing, it is possible to prevent the ink from moving onto the electrode after landing. In terms of stability, the boiling point of the ink decreases and it becomes easy to dry, so that the ink is dried on the nozzle surface, leading to unstable ejection and non-ejection due to clogging.
From the above, when forming an organic semiconductor layer by an ink jet method or a dispenser method for a channel portion composed of an electrode having a higher surface energy and a gate insulating film having a lower surface energy, stable film forming properties It was difficult to satisfy both the stable discharge characteristics.

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、インクジェット法による有機半導体層のパターン形成を歩留まり良く達成した有機トランジスタ、有機トランジスタの製造方法、該有機トランジスタを複数有する有機トランジスタアレイ及び該有機トランジスタアレイを有する表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an organic transistor that achieves high-yield organic semiconductor layer pattern formation by an inkjet method, an organic transistor manufacturing method, an organic transistor array including a plurality of the organic transistors, and the organic transistor An object is to provide a display device having an array.

請求項1に記載の発明は、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜よりも表面自由エネルギーの高いソース電極、ゲート絶縁膜よりも表面自由エネルギーの高いドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
有機半導体を第一の溶媒に溶解し、インクジェット法で滴下することで、ソース電極とドレイン電極とゲート絶縁膜と、あるいは、ソース電極とドレイン電極と接触する島状有機半導体層を形成する段階と、
有機半導体を可溶な第二の溶媒をインクジェット法で前記島状有機半導体層に滴下し、ソース電極とドレインン電極とゲート絶縁膜と接触する島状有機半導体層を形成する段階を含み、第二の溶媒は第一の溶媒より表面張力が低く、かつ第二の溶媒は第一の溶媒より沸点が低いことを特徴とする。
The invention described in claim 1 includes a substrate, a gate electrode, a gate insulating film, a source electrode having a higher surface free energy than the gate insulating film, a drain electrode having a higher surface free energy than the gate insulating film, and an organic semiconductor layer A method for manufacturing a thin film transistor, comprising:
A step of forming an island-shaped organic semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode and the source electrode and the drain electrode by dissolving the organic semiconductor in the first solvent and dropping by an inkjet method; ,
Dropping a second solvent soluble in the organic semiconductor onto the island-shaped organic semiconductor layer by an ink-jet method to form an island-shaped organic semiconductor layer in contact with the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film; The solvent is characterized in that the surface tension is lower than that of the first solvent, and the second solvent has a boiling point lower than that of the first solvent.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記有機半導体層を形成する段階は、有機半導体が高分子材料を含有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the first aspect, in the step of forming the organic semiconductor layer, the organic semiconductor contains a polymer material.

請求項3に記載の発明は、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において、前記ゲート絶縁膜は高分子材料を含有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the first or second aspect, the gate insulating film contains a polymer material.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、印刷法により形成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an organic thin film transistor according to any one of the first to third aspects, at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode is formed by a printing method. It is characterized by that.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、金属粒子又は金属錯体を含有するインクを用いて形成されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an organic thin film transistor according to the fourth aspect, at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode uses an ink containing metal particles or a metal complex. It is formed.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記金属粒子は、Au、Ag、Cu又はNiであることを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the method for producing an organic thin film transistor according to the fifth aspect, wherein the metal particles are Au, Ag, Cu, or Ni.

請求項7に記載の発明は、請求項4に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、導電性高分子を含有することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the method for manufacturing an organic thin film transistor according to claim 4, wherein at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode contains a conductive polymer. .

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法において、前記導電性高分子は、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the method for producing an organic thin film transistor according to claim 7, wherein the conductive polymer contains polyethylene dioxythiophene.

請求項9に記載の発明は、有機薄膜トランジスタであって請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で得られたことを特徴とする。   The invention described in claim 9 is an organic thin film transistor, which is obtained by the manufacturing method according to any one of claims 1-8.

請求項10に記載の発明は、有機トランジスタアレイであって請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で得られた有機トランジスタを複数有することを特徴とする。   A tenth aspect of the present invention is an organic transistor array having a plurality of organic transistors obtained by the manufacturing method according to any one of the first to eighth aspects.

請求項11に記載の発明は、表示装置であって請求項10に記載の有機トランジスタアレイを有することを特徴とする。   The invention according to an eleventh aspect is a display device having the organic transistor array according to the tenth aspect.

本発明によれば、インクジェット法による有機半導体層のパターン形成を歩留まり良く達成した有機トランジスタ、該有機トランジスタを複数有する有機トランジスタアレイ及び該有機トランジスタアレイを有する表示装置を提供することが可能となる。
また、本発明によれば、有機半導体を第一の溶媒に溶解し、インクジェット法で、絶縁膜とソース電極とドレイン電極からなるチャネル部に滴下することで、チャネル上あるいはチャネル近傍に島状有機半導体層を形成し、続いて有機半導体を可溶で、第一の溶媒より表面張力が低く、沸点が低い第二の溶媒をインクジェット法で前記島状有機半導体層に滴下することで、有機トランジスタの有機半導体層をインクジェット法で形成する際のチャネル形成歩留まりを向上させることが可能となる。
また、ゲート絶縁膜に高分子材料を含有させることで、可溶な溶媒の選択性が拡がり、印刷プロセスへの適応性が高まり、さらなる製造プロセスの簡略化、低コスト化が可能となる。
また、電極材料として、インクジェット法に適した金属微粒子を分散させた金属インクや導電性高分子を使用する場合は、さらなる製造プロセスの簡略化、低コストを実現することが可能になる。
さらに、本発明の有機薄膜トランジスタからなる有機トランジスタアレイと画素表示素子を組み合わせることで、安価で可撓性に優れた表示装置を作製することが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the organic transistor which achieved the pattern formation of the organic-semiconductor layer by the inkjet method with a sufficient yield, the organic transistor array which has multiple this organic transistor, and the display apparatus which has this organic transistor array.
Further, according to the present invention, an organic semiconductor is dissolved in a first solvent and dropped onto a channel portion composed of an insulating film, a source electrode, and a drain electrode by an inkjet method, whereby an island-shaped organic is formed on or near the channel. An organic transistor is formed by forming a semiconductor layer, and subsequently dropping a second solvent, which is soluble in the organic semiconductor, has a lower surface tension than the first solvent, and has a lower boiling point, onto the island-shaped organic semiconductor layer by an inkjet method. It is possible to improve the channel formation yield when the organic semiconductor layer is formed by the inkjet method.
In addition, by including a polymer material in the gate insulating film, the selectivity of a soluble solvent is expanded, the adaptability to the printing process is increased, and the manufacturing process can be further simplified and the cost can be reduced.
In addition, when a metal ink or conductive polymer in which metal fine particles suitable for the ink jet method are dispersed is used as the electrode material, it is possible to further simplify the manufacturing process and reduce the cost.
Furthermore, by combining an organic transistor array composed of the organic thin film transistors of the present invention and a pixel display element, a display device that is inexpensive and excellent in flexibility can be manufactured.

有機薄膜トランジスタの構造を示すもので、(a)はその平面図、(b)は図1(a)のIb−Ib線断面図である。The structure of an organic thin-film transistor is shown, (a) is the top view, (b) is the Ib-Ib sectional view taken on the line of Fig.1 (a). 有機薄膜トランジスタのチャンネル部を示すもので、(a)はその平面図、(b)は図2(a)のIIb−IIb線断面図である。The channel part of an organic thin-film transistor is shown, (a) is the top view, (b) is the IIb-IIb sectional view taken on the line of Fig.2 (a). 本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法における有機半導体層が形成される過程を説明するためのもので、(a)は側面から見た図、(b)は上面から見た図である。It is for demonstrating the process in which the organic-semiconductor layer in the manufacturing method of the organic thin-film transistor of this invention is formed, (a) is the figure seen from the side surface, (b) is the figure seen from the upper surface. 有機トランジスタアレイを示す断面図である。It is sectional drawing which shows an organic transistor array. 表示装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a display apparatus. 表示装置の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a display apparatus.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.

図1に本発明による有機薄膜トランジスタ10の構造の一例を示す。なお図1(a)では、ゲート絶縁膜3は省略されている。有機薄膜トランジスタ10は、基板1上にゲート電極2及びゲート絶縁膜3が順次形成され、ゲート絶縁膜3上には、空隙を隔てて、ソース電極4及びドレイン電極5が形成されている。このとき、ソース電極4及びドレイン電極5を隔てる空隙は、ゲート電極2上に形成されている。また、ソース電極4及びドレイン電極5を隔てる空隙を覆うように有機半導体層6が形成されている。さらに、電極および有機半導体層は、インクジェット法などの印刷法で形成されている。   FIG. 1 shows an example of the structure of an organic thin film transistor 10 according to the present invention. In FIG. 1A, the gate insulating film 3 is omitted. In the organic thin film transistor 10, a gate electrode 2 and a gate insulating film 3 are sequentially formed on a substrate 1, and a source electrode 4 and a drain electrode 5 are formed on the gate insulating film 3 with a gap therebetween. At this time, a gap separating the source electrode 4 and the drain electrode 5 is formed on the gate electrode 2. An organic semiconductor layer 6 is formed so as to cover a gap separating the source electrode 4 and the drain electrode 5. Furthermore, the electrode and the organic semiconductor layer are formed by a printing method such as an inkjet method.

有機薄膜トランジスタ10においては、ソース・ドレイン電極間(ソース電極4・ドレイン電極5間)を流れる電流をゲート電極2によって制御するため、有機半導体層6は、チャネル部Cに形成されなくてはならない。チャネル部Cとは、図2において点線で囲って示されるように、ソース電極4とドレイン電極5が対向し、ゲート絶縁膜3を介して電気的に絶縁されたゲート電極2上の領域のことである。なお図2(a)では、ゲート絶縁膜3は省略されている。   In the organic thin film transistor 10, the organic semiconductor layer 6 must be formed in the channel portion C in order to control the current flowing between the source and drain electrodes (between the source electrode 4 and the drain electrode 5) by the gate electrode 2. The channel portion C is a region on the gate electrode 2 in which the source electrode 4 and the drain electrode 5 face each other and are electrically insulated through the gate insulating film 3 as shown by being surrounded by a dotted line in FIG. It is. In FIG. 2A, the gate insulating film 3 is omitted.

インクジェット法で有機半導体層6をチャネル部Cに形成する際の模式図を図3に示した。有機半導体層6は、ソース電極4、ドレイン電極5、ゲート絶縁膜3と接している必要があるが、一般的に金属などの電極表面は表面自由エネルギーが高いため、ソース電極4及びドレイン電極5の表面は有機半導体インク61がぬれ拡がりやすい。それに対して、有機高分子などを用いたゲート絶縁膜3の表面は一般的に表面自由エネルギーが相対的にソース電極4及びドレイン電極5の表面より低いことが多く、有機半導体インク61がゲート絶縁膜3の表面にぬれ拡がりにくい。その結果、図3に示すように、インクジェット法でチャネル部Cに滴下した有機半導体インク61が、一部着弾後によりぬれ拡がりやすい電極表面に移動してしまい、チャネル部Cに有機半導体層が歩留まり良く形成できないという問題がある(図3の(1)〜(4)参照)。これはゲート絶縁膜3の表面自由エネルギーが有機半導体インク61の表面張力よりも小さい場合にはより顕著となる。   A schematic diagram when the organic semiconductor layer 6 is formed in the channel portion C by the inkjet method is shown in FIG. The organic semiconductor layer 6 needs to be in contact with the source electrode 4, the drain electrode 5, and the gate insulating film 3. However, since the surface of an electrode such as a metal generally has high surface free energy, the source electrode 4 and the drain electrode 5. The surface of the organic semiconductor ink 61 tends to wet and spread. On the other hand, the surface of the gate insulating film 3 using an organic polymer or the like generally has a surface free energy that is relatively lower than the surfaces of the source electrode 4 and the drain electrode 5, and the organic semiconductor ink 61 has a gate insulation. It is difficult to spread on the surface of the film 3. As a result, as shown in FIG. 3, the organic semiconductor ink 61 dripped onto the channel portion C by the ink jet method moves to the surface of the electrode that is more likely to wet and spread after landing, and the organic semiconductor layer yields on the channel portion C. There is a problem that it cannot be formed well (see (1) to (4) in FIG. 3). This becomes more remarkable when the surface free energy of the gate insulating film 3 is smaller than the surface tension of the organic semiconductor ink 61.

このために本発明では、まず有機半導体層6を構成する有機半導体を第一の溶媒に溶解し、有機半導体インク61を作製する。これをインクジェット法でチャネル部Cに滴下することで、チャネル部Cを構成するソース電極4とドレイン電極5とゲート絶縁膜3の全て、或いは、ソース電極4とドレイン電極5にのみ接するように有機半導体層6を形成した。この時点では、チャネル部Cへの有機半導体層6の形成は歩留まり良く形成されてはおらず、チャネル部に形成されている場合と、図3(a)及び(b)の(4)に示したようにチャネル部Cを構成する電極4、5上にのみ有機半導体層6が形成されている場合とが混在している。   For this purpose, in the present invention, the organic semiconductor constituting the organic semiconductor layer 6 is first dissolved in the first solvent to produce the organic semiconductor ink 61. By dropping this onto the channel portion C by an ink jet method, the organic material is in contact with all of the source electrode 4, the drain electrode 5, and the gate insulating film 3 constituting the channel portion C or only with the source electrode 4 and the drain electrode 5. A semiconductor layer 6 was formed. At this time, the formation of the organic semiconductor layer 6 in the channel portion C is not formed with a high yield, and the case where it is formed in the channel portion and (4) in FIGS. 3A and 3B are shown. Thus, the case where the organic semiconductor layer 6 is formed only on the electrodes 4 and 5 constituting the channel portion C is mixed.

次に、インクジェット法で第二の溶媒7をチャネル部C上に滴下する(図3(a)の(5)参照)。ここで滴下する第二の溶媒には有機半導体は含まない。ただし第二の溶媒は有機半導体を溶解でき、第一の溶媒より表面張力が小さく、沸点が小さい特徴をもつ。そのため、この第二溶媒の液滴の吐出時には乾燥によるノズル詰まりや吐出不安定、不吐出は発生しない。そして第二の溶媒7による液滴は、着弾後にチャネル部C上あるいは電極4、5上の有機半導体層6を溶解し、かつ表面張力が第一の溶媒より小さいために、表面自由エネルギーの低いゲート絶縁膜3上でも塗れ広がることが可能となる。また、沸点が第一の溶媒より低いために乾燥しやすく、一旦ゲート絶縁膜3上にまで塗れ広がったインクが再び電極4、5上に移動してしまう前に乾燥させることができる。また乾燥が速いために、インクが拡がり過ぎるのを抑制し、チャネル部C以外に有機半導体層6が形成されることが防げる。
これらのことから、有機半導体層6のチャネル形成の歩留まりを向上させることが可能となる。
Next, the 2nd solvent 7 is dripped on the channel part C with the inkjet method (refer (5) of Fig.3 (a)). The second solvent dropped here does not contain an organic semiconductor. However, the second solvent can dissolve the organic semiconductor, has a feature that it has a lower surface tension and a lower boiling point than the first solvent. Therefore, nozzle clogging, unstable ejection, and non-ejection due to drying do not occur during ejection of the second solvent droplet. And the droplet by the 2nd solvent 7 melt | dissolves the organic-semiconductor layer 6 on the channel part C or the electrodes 4 and 5 after landing, and since surface tension is smaller than a 1st solvent, surface free energy is low. It is possible to spread and spread even on the gate insulating film 3. Further, since the boiling point is lower than that of the first solvent, the ink can be easily dried, and can be dried before the ink once spread to the gate insulating film 3 moves again to the electrodes 4 and 5. Further, since the drying is fast, it is possible to suppress the ink from spreading too much and prevent the organic semiconductor layer 6 from being formed other than the channel portion C.
For these reasons, it is possible to improve the channel formation yield of the organic semiconductor layer 6.

第一の溶媒としては、インクジェットの吐出安定性や着弾後の拡がりを抑制するという点から、表面張力が30mN/mより大きいことが好ましい。また沸点が180℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましい。第一の溶媒の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキサン、安息香酸エチル、安息香酸メチル、アセトフェノンなどの芳香族材料およびこれらの誘導体、ケトン類、エステル類、などの少なくとも1つあるいはこれらを複数混合したものが好ましい。   As the first solvent, the surface tension is preferably larger than 30 mN / m from the viewpoint of suppressing the ejection stability of the ink jet and the spread after landing. Moreover, it is preferable that a boiling point is 180 degreeC or more, and it is more preferable that it is 200 degreeC or more. Examples of the first solvent include aromatic materials such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, cyclohexane, ethyl benzoate, methyl benzoate, acetophenone, and derivatives thereof, ketones, esters, etc. What mixed these two or more is preferable.

第二の溶媒としては、表面張力が30mN/mよりも小さいことが好ましい。また沸点が180℃以下であることが好ましく、160℃以下であることがより好ましい。第二の溶媒の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキサン、安息香酸エチル、安息香酸メチル、アセトフェノンなどの芳香族材料およびこれらの誘導体、あるいはケトン類、エステル類、などの少なくとも1つあるいはこれらを複数混合したものが好ましいが、その組成は第一の溶媒とは異なる。   As the second solvent, the surface tension is preferably smaller than 30 mN / m. Moreover, it is preferable that a boiling point is 180 degrees C or less, and it is more preferable that it is 160 degrees C or less. Examples of the second solvent include at least one of aromatic materials such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, cyclohexane, ethyl benzoate, methyl benzoate, and acetophenone, and derivatives thereof, or ketones and esters. Or although what mixed these two or more is preferable, the composition differs from a 1st solvent.

上記のように、本発明におけるパターン形成には、有機半導体材料を有機溶剤に溶解させることにより得られる有機半導体インクが用いられる。
有機溶剤に可溶な有機半導体材料としては、特に限定されず、高分子材料、オリゴマー材料、低分子材料等を用いることができ、ペンタセン、アントラセン、テトラセン、フタロシアニン等の有機低分子;ポリアセチレン系導電性高分子;ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体等のポリフェニレン系導電性高分子;ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリフラン及びその誘導体等の複素環系導電性高分子;ポリアニリン及びその誘導体等のイオン性導電性高分子等が挙げられる。中でも、トリアリールアミン骨格を有する高分子材料が好ましい。このような高分子材料としては特に限定されないが、下記化学式(1)で表される材料を用いることが好ましい。
As described above, an organic semiconductor ink obtained by dissolving an organic semiconductor material in an organic solvent is used for pattern formation in the present invention.
The organic semiconductor material soluble in the organic solvent is not particularly limited, and high molecular materials, oligomer materials, low molecular materials, and the like can be used. Organic low molecules such as pentacene, anthracene, tetracene, and phthalocyanine; Polyphenylene conductive polymers such as polyparaphenylene and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof; heterocyclic conductive polymers such as polypyrrole and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polyfuran and derivatives thereof; polyaniline And ionic conductive polymers such as derivatives thereof. Among these, a polymer material having a triarylamine skeleton is preferable. Although it does not specifically limit as such a polymeric material, It is preferable to use the material represented by following Chemical formula (1).

この材料は、無配向性高分子材料であり、成膜形状や方法に関わらず、特性のバラツキが非常に小さい。   This material is a non-orientated polymer material, and its characteristic variation is very small regardless of the film formation shape and method.

また、ゲート絶縁膜3を構成する材料としては、ポリイミド;ポリビニルフェノール;ポリエステル;ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂;エポキシ樹脂;熱硬化型樹脂等の高分子材料が挙げられる。ゲート絶縁膜3は、例えば前記高分子材料のNMP(N−メチルピロリドン)混合溶液をスピンコート塗布し、180℃にて焼成して、厚さ400nmに形成することができる。   Moreover, as a material which comprises the gate insulating film 3, polymeric materials, such as polyimide; polyvinylphenol; polyester; acrylic resins, such as polyacrylonitrile and polymethyl methacrylate; epoxy resin; thermosetting resin, are mentioned. The gate insulating film 3 can be formed to a thickness of 400 nm, for example, by spin-coating an NMP (N-methylpyrrolidone) mixed solution of the above polymer material and baking at 180 ° C.

また、ソース電極4及びドレイン電極5並びにゲート電極2の少なくとも一方は、インクジェット法、ディスペンサ法等の印刷法によりパターン形成することができる。このとき、金属粒子又は金属錯体を含有する金属インクを用いることが好ましい。金属粒子としては、特に限定されないが、Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Ni、Ir、Rh、Co、Fe、Mn、Cr、Zn、Mo、W、Ru、In、Sn等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、Au、Ag、Cu、Niは、電気抵抗、熱伝導率及び腐食の面で、好ましい。このとき、金属粒子は、平均粒径が数nm〜数10nm程度で、溶剤中に均一に分散されていると、格段に低い温度で焼結することが知られている。これは、金属粒子の粒径が小さくなるにつれ、活性の高い表面原子の影響が大きくなることに起因している。金属錯体としては、特に限定されないが、中心金属として、Au、Pt、Ag、Cu、Pd、In、Cr、Ni等を有する錯体等が挙げられる。このような金属インクを用いて、パターン形成した後、焼結することで、ゲート電極2、ソース電極4及びドレイン電極5を形成することができる。   In addition, at least one of the source electrode 4, the drain electrode 5, and the gate electrode 2 can be patterned by a printing method such as an inkjet method or a dispenser method. At this time, it is preferable to use a metal ink containing metal particles or a metal complex. Examples of the metal particles include, but are not limited to, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Ir, Rh, Co, Fe, Mn, Cr, Zn, Mo, W, Ru, In, and Sn. Two or more kinds may be used in combination. Of these, Au, Ag, Cu, and Ni are preferable in terms of electrical resistance, thermal conductivity, and corrosion. At this time, it is known that the metal particles have an average particle diameter of about several nm to several tens of nm and are sintered at a significantly lower temperature when uniformly dispersed in the solvent. This is because the influence of highly active surface atoms increases as the particle size of the metal particles decreases. Although it does not specifically limit as a metal complex, The complex etc. which have Au, Pt, Ag, Cu, Pd, In, Cr, Ni etc. as a center metal are mentioned. The gate electrode 2, the source electrode 4, and the drain electrode 5 can be formed by forming a pattern using such a metal ink and then sintering.

なお、金属インクは、表面張力や粘度が適していない場合は、吐出不能や吐出不良を起こし、丸い液滴になりにくく、さらに、リガメントが長くなることがある。このため、金属インクは、表面張力が約30mN/mであると共に、粘度が2〜13mPa・秒であることが好ましく、7〜10mPa・秒がさらに好ましい。さらに、金属インクを吐出する際に、溶剤が揮発して、金属粒子又は金属錯体が固化しない程度の乾燥性も必要である。   In addition, when the surface tension and viscosity of the metal ink are not suitable, ejection becomes impossible or ejection failure occurs, it is difficult to form round droplets, and ligaments may be lengthened. For this reason, the metal ink has a surface tension of about 30 mN / m and a viscosity of preferably 2 to 13 mPa · sec, more preferably 7 to 10 mPa · sec. Furthermore, when discharging the metal ink, it is necessary to have a drying property so that the solvent is volatilized and the metal particles or the metal complex is not solidified.

また、このような電極2、4、5を形成する際には、導電性高分子の分散液等を用いることができる。導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、あるいはこれらポリマーにドーピングを施したもの等が挙げられる。中でも、電気伝導度、安定性、耐熱性等の面で、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)の錯体(PEDOT/PSS)が好ましい。導電性高分子は、金属と比較して、電気特性や安定性で劣るが、重合度、構造により電極の電気特性を改善できること、焼結を必要としないため、低温で電極を形成できること等の点で優れる。   Moreover, when forming such electrodes 2, 4, and 5, a conductive polymer dispersion or the like can be used. Examples of the conductive polymer include polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polyparaphenylene, polyacetylene, or those obtained by doping these polymers. Among these, in terms of electrical conductivity, stability, heat resistance, and the like, a complex of polyethylene dioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) (PEDOT / PSS) is preferable. Conductive polymers are inferior in electrical properties and stability compared to metals, but can improve the electrical properties of the electrode depending on the degree of polymerization and structure, and can be formed at low temperatures because sintering is not required. Excellent in terms.

次に、有機薄膜トランジスタアレイ(有機トランジスタ基板)および表示装置について説明する。   Next, an organic thin film transistor array (organic transistor substrate) and a display device will be described.

図4に示したように、有機薄膜トランジスタアレイ20は、基板上に複数の有機薄膜トランジスタ素子が形成されてなる。この有機薄膜トランジスタアレイ20は、例えば以下の手順で作製できる。まず、ガラス基板、フィルム基板等の基板1に、例えばAg微粒子が分散したAgインクを用いてインクジェット法で走査配線(ゲート電極)2を形成する。その上に、ゲート絶縁膜3および走査配線/信号配線の層間絶縁膜としてのポリイミド絶縁膜をスピンコート塗布して形成する。
次に、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により、ゲート絶縁膜3上に、膜厚50nmのAuからなるソース電極4及びドレイン電極5をパターン成膜する。次に、ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒に溶解したインクを用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成する。続いて、第二の溶媒をインクジェット法により有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部に形成し。さらに、最上層に厚さ2000nmのパラキシリレン膜をCVD法により成膜し、保護層を形成する(図示省略)。以上のプロセスにより、有機薄膜トランジスタアレイが完成する。
As shown in FIG. 4, the organic thin film transistor array 20 includes a plurality of organic thin film transistor elements formed on a substrate. The organic thin film transistor array 20 can be manufactured, for example, by the following procedure. First, a scanning wiring (gate electrode) 2 is formed on a substrate 1 such as a glass substrate or a film substrate by an inkjet method using, for example, Ag ink in which Ag fine particles are dispersed. On top of this, a polyimide insulating film as an interlayer insulating film of the gate insulating film 3 and the scanning wiring / signal wiring is formed by spin coating.
Next, a source electrode 4 and a drain electrode 5 made of Au with a film thickness of 50 nm are pattern-formed on the gate insulating film 3 by vacuum evaporation using a shadow mask. Next, on the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, printing is performed by an inkjet method using an ink in which a material represented by the chemical formula (1) is dissolved in a first solvent, An organic semiconductor layer is formed. Then, the 2nd solvent is dripped on an organic-semiconductor layer with the inkjet method, and the organic-semiconductor layer 6 is formed in a channel part. Further, a paraxylylene film having a thickness of 2000 nm is formed on the uppermost layer by a CVD method to form a protective layer (not shown). The organic thin film transistor array is completed by the above process.

上記のように製造した有機薄膜トランジスタアレイは、各種の表示素子と組み合わせることにより、種々の表示装置に利用できる。例えば、対向基板に厚さ100nm程度のITO(Indium Tin Oxide)をスパッタ成膜し、その上にスピンコート法でポリイミド樹脂を塗布し、ラビングすることによって配向膜を200nm程度の厚みで形成する。配向処理後、先述の有機薄膜トランジスタアレイとシリカスペーサーを配置、接合し、ギャップ間に液晶性材料を封入することで、液晶パネルが作製出来る。代表的な表示装置30の構成例を図5に示した。図5において、符号31は層間膜、32は画素電極、33は表示層である。   The organic thin film transistor array manufactured as described above can be used for various display devices by combining with various display elements. For example, ITO (Indium Tin Oxide) having a thickness of about 100 nm is formed on the counter substrate by sputtering, polyimide resin is applied thereon by spin coating, and rubbing to form an alignment film with a thickness of about 200 nm. After the alignment treatment, the above-described organic thin film transistor array and a silica spacer are arranged and bonded, and a liquid crystal material is sealed between the gaps, whereby a liquid crystal panel can be manufactured. A configuration example of a typical display device 30 is shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 31 is an interlayer film, 32 is a pixel electrode, and 33 is a display layer.

その他の表示パネルとして、ITOを成膜した対向基板にシリカスペーサーを配置、接合し、キャップ間にマイクロカプセル型電気泳動素子を封入することで、電気泳動表示パネルが出来る。代表的な電気泳動表示装置40の構成例を図6に示した。図6において、符号41はフィルム基板、42はITO膜、43はカーボンブラック、44は酸化チタン、45はウレタン樹脂である。   As another display panel, an electrophoretic display panel can be formed by arranging and bonding a silica spacer on an opposing substrate on which ITO is formed, and enclosing a microcapsule type electrophoretic element between caps. A configuration example of a typical electrophoretic display device 40 is shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 41 is a film substrate, 42 is an ITO film, 43 is carbon black, 44 is titanium oxide, and 45 is a urethane resin.

なお、表示画素として有機EL素子を形成し、大気遮蔽シールドを配置させることで、有機ELパネルを作製することも可能である。   Note that an organic EL panel can also be manufactured by forming an organic EL element as a display pixel and disposing an air shielding shield.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例により限定されて解釈されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not construed as being limited to these examples.

〔比較例1〕
シャドウマスクを用いた真空蒸着法により、ガラス基板1上に、膜厚3nmのCrからなる密着層(不図示)、膜厚100nmのAlからなるゲート電極2を成膜した。次にポリイミド溶液のリカコートSN−20(登録商標、新日本理化社製、イミド化が完結したポリイミド樹脂をN−メチルピロリドンに溶解したもの)をスピンコート法により塗布し、プリベークした後、200℃で焼成することにより、膜厚500nmのゲート絶縁膜3を形成した。さらに、シャドウマスクを用いた真空蒸着法により、ゲート絶縁膜3上に、膜厚50nmのAuからなるソース電極4及びドレイン電極5をパターン成膜した。次に、ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を沸点160℃以下、表面張力30mN/m以下のトルエン溶媒に1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷することを試みたが、インクの乾燥の影響で安定した吐出が得られず、安定した有機半導体層形成は出来なかった。
[Comparative Example 1]
An adhesion layer (not shown) made of Cr with a thickness of 3 nm and a gate electrode 2 made of Al with a thickness of 100 nm were formed on the glass substrate 1 by a vacuum deposition method using a shadow mask. Next, Rika Coat SN-20 of polyimide solution (registered trademark, manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., a polyimide resin in which imidization was completed was dissolved in N-methylpyrrolidone) was applied by a spin coating method, prebaked, and then 200 ° C. The gate insulating film 3 having a film thickness of 500 nm was formed by baking. Further, a source electrode 4 and a drain electrode 5 made of Au with a film thickness of 50 nm were pattern-formed on the gate insulating film 3 by a vacuum evaporation method using a shadow mask. Next, the material represented by the chemical formula (1) on the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, has a boiling point of 160 ° C. or less and a surface tension of 30 mN / m or less. Although an attempt was made to print by an ink jet method using an organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% in a toluene solvent, stable ejection could not be obtained due to the drying of the ink, and a stable organic semiconductor layer could not be formed.

〔比較例2〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。次に、ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルに1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷することを試みた。安定した吐出が得られたが、金属顕微鏡での有機半導体層6の観察の結果、有機半導体層6がチャネル部C上に形成されているものと、ゲート絶縁膜3上で弾かれ、電極4、5上にしか形成されていないものとが混在していた。
[Comparative Example 2]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. Next, the material represented by the chemical formula (1) is formed on the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C with a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 30 mN / m or more. An attempt was made to print by an inkjet method using an organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% in ethyl benzoate. Stable ejection was obtained, but as a result of observation of the organic semiconductor layer 6 with a metal microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel portion C, and was repelled on the gate insulating film 3 to form the electrode 4 5 formed only on top of each other.

〔比較例3〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。次に、ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を沸点180℃以上、表面張力30mN/m以下となるよう調整した安息香酸エチルとp−シメンの混合溶媒(混合重量比:安息香酸エチル1部に対し、p−シメン0.6部)に1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷することを試みた。形成金属顕微鏡での有機半導体層6の観察の結果、有機半導体層6はゲート絶縁膜3上で弾かれずに歩留まり良くチャネル部C上に形成されていたが、拡がりが大きく、チャネル部Cではないソース・ドレイン電極間にも成膜されてしまった。
酸素<1ppm、水分<1ppmの雰囲気下で、ソース・ドレイン電圧:−20V、ゲート電圧:+20Vでのオフ電流を評価したところ、Tr(トランジスタ)のオフ電流が上昇してしまった。
[Comparative Example 3]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. Next, the material represented by the chemical formula (1) on the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, has a boiling point of 180 ° C. or more and a surface tension of 30 mN / m or less. Using an organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% of a mixed solvent of ethyl benzoate and p-cymene (mixed weight ratio: 0.6 part of p-cymene with respect to 1 part of ethyl benzoate) prepared by an inkjet method Tried to print. As a result of observing the organic semiconductor layer 6 with the forming metal microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel portion C with good yield without being repelled on the gate insulating film 3, but the spread was large and not the channel portion C. A film was also formed between the source and drain electrodes.
When the off-current at the source / drain voltage of −20 V and the gate voltage of +20 V was evaluated in an atmosphere of oxygen <1 ppm and moisture <1 ppm, the off-current of Tr (transistor) increased.

比較例1〜3の結果をまとめたものを表1に示した。これらの比較例においては、インクジェット法での吐出安定のためには有機半導体インクで用いられる溶媒の沸点を高く設定する必要があり、また、チャネル形成の歩留まりを高めるためには溶媒の表面張力を低くすることが必要とされるが、沸点が高く且つ表面張力の小さい有機半導体インクは拡がりが大きいためにパターニングが困難である。   The results of Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1. In these comparative examples, it is necessary to set the boiling point of the solvent used in the organic semiconductor ink to be high for stable ejection in the ink jet method, and the surface tension of the solvent is set to increase the yield of channel formation. Although it is necessary to make it low, the organic semiconductor ink having a high boiling point and a low surface tension is difficult to be patterned because of its large spread.

〔実施例1〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルに1wt%溶解した有機半導体インク61を用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が160℃以下であって第一の溶媒より低く、表面張力が30mN/m以下であって第一の溶媒より低いo−キシレンをインクジェット法により有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成し、有機薄膜トランジスタアレイ20を得た。
これを金属顕微鏡で観察したところ、有機半導体層6は歩留まりよくチャネル上に形成されており、チャネル領域以外の成膜も見られなかった。
[Example 1]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink 61 dissolved in 1 wt% in the above ethyl benzoate, printing was performed by an inkjet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, o-xylene having a boiling point of 160 ° C. or lower, lower than the first solvent, and having a surface tension of 30 mN / m or lower and lower than the first solvent as the second solvent is formed on the organic semiconductor layer by an inkjet method. The organic semiconductor layer 6 was formed in the channel part C, and the organic thin-film transistor array 20 was obtained.
When this was observed with a metal microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel with a high yield, and no film formation other than the channel region was observed.

〔実施例2〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルに1wt%溶解した有機半導体インク61を用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層6を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が160℃以下であって第一の溶媒より低く、表面張力が30mN/m以下であって第一の溶媒より低いトルエンをインクジェット法により有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成し、有機薄膜トランジスタアレイ20を得た。
これを金属顕微鏡で観察したところ、有機半導体層6は歩留まりよくチャネル上に形成されており、チャネル領域以外の成膜も見られなかった。
[Example 2]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink 61 dissolved in 1 wt% in the above ethyl benzoate, printing was performed by an ink jet method to form the organic semiconductor layer 6. Subsequently, toluene as a second solvent having a boiling point of 160 ° C. or lower, lower than that of the first solvent, and having a surface tension of 30 mN / m or lower and lower than that of the first solvent is dropped onto the organic semiconductor layer by an inkjet method. And the organic-semiconductor layer 6 was formed in the channel part C, and the organic thin-film transistor array 20 was obtained.
When this was observed with a metallurgical microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel with a high yield, and no film formation other than the channel region was observed.

〔実施例3〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上のアセトフェノンに30mN/m溶解した有機半導体インク61を用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が160℃以下であって第一の溶媒より低く、表面張力が30mN/m以下であって第一の溶媒より低いo−キシレンをインクジェット法により有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成し、有機薄膜トランジスタアレイ20を得た。
これを金属顕微鏡で観察したところ、有機半導体層6は歩留まりよくチャネル上に形成されており、チャネル領域以外の成膜も見られなかった。
Example 3
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink 61 dissolved in 30 mN / m in the above acetophenone, printing was performed by an inkjet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, o-xylene having a boiling point of 160 ° C. or lower, lower than the first solvent, and having a surface tension of 30 mN / m or lower and lower than the first solvent as the second solvent is formed on the organic semiconductor layer by an inkjet method. The organic semiconductor layer 6 was formed in the channel part C, and the organic thin-film transistor array 20 was obtained.
When this was observed with a metal microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel with a high yield, and no film formation other than the channel region was observed.

〔実施例4〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(A)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上のアセトフェノンに1wt%溶解した有機半導体インク61を用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が160℃以下であって第一の溶媒より低く、表面張力が30mN/m以下であって第一の溶媒より低いトルエンをインクジェット法により前記の有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成し、有機トランジスタアレイ20を得た。
これを金属顕微鏡で観察したところ、有機半導体層6は歩留まりよくチャネル上に形成されており、チャネル領域以外の成膜も見られなかった。
Example 4
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (A) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink 61 dissolved in 1 wt% in the above acetophenone, printing was performed by an inkjet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, toluene as a second solvent has a boiling point of 160 ° C. or lower, lower than that of the first solvent, and has a surface tension of 30 mN / m or lower and lower than that of the first solvent. The organic semiconductor layer 6 was formed in the channel part C, and the organic transistor array 20 was obtained.
When this was observed with a metal microscope, the organic semiconductor layer 6 was formed on the channel with a high yield, and no film formation other than the channel region was observed.

〔比較例4〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルに1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として第一の溶媒と同様に沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルをインクジェット法により前記有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成することを試みた。
これを金属顕微鏡で観察した結果、有機半導体層6がチャネル上に形成されているものと、ゲート絶縁膜3上で弾かれ、電極4、5上にしか形成されていないものとが混在しているのが認められた。
[Comparative Example 4]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% in the above ethyl benzoate, printing was performed by an inkjet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, ethyl benzoate having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 30 mN / m or higher as the second solvent is dropped on the organic semiconductor layer by an ink jet method, and the organic semiconductor layer 6 is connected to the channel portion. Attempted to form C.
As a result of observing this with a metallurgical microscope, the organic semiconductor layer 6 is formed on the channel, and the organic semiconductor layer 6 is repelled on the gate insulating film 3 and formed only on the electrodes 4 and 5. It was accepted.

〔比較例5〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上の安息香酸エチルに1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が200℃以上であって第一の溶媒より低く、表面張力が30mN/m以上であって第一の溶媒より高いアセトフェノンをインクジェット法により前記有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成することを試みた。
これを金属顕微鏡で観察した結果、有機半導体層6がチャネル上に形成されているものと、ゲート絶縁膜3上で弾かれ、電極4、5上にしか形成されていないものとが混在しているのが認められた。
[Comparative Example 5]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% in the above ethyl benzoate, printing was performed by an inkjet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, as a second solvent, acetophenone having a boiling point of 200 ° C. or higher, lower than that of the first solvent, and having a surface tension of 30 mN / m or higher and higher than that of the first solvent is applied onto the organic semiconductor layer by an inkjet method. An attempt was made to form the organic semiconductor layer 6 in the channel portion C by dripping.
As a result of observing this with a metallurgical microscope, the organic semiconductor layer 6 is formed on the channel, and the organic semiconductor layer 6 is repelled on the gate insulating film 3 and formed only on the electrodes 4 and 5. It was accepted.

〔比較例6〕
比較例1と同様の方法でソース電極4、ドレイン電極5まで形成した。ソース電極4及びドレイン電極5が形成されたゲート絶縁膜3上に、即ちチャンネル部C上に前記化学式(1)で表される材料を第一の溶媒として沸点200℃以上、表面張力30mN/m以上のアセトフェノンに1wt%溶解した有機半導体インクを用いて、インクジェット法により印刷し、有機半導体層を形成した。続いて、第二の溶媒として沸点が200℃以上であって第一の溶媒より高く、表面張力が30mN/m以上であって第一の溶媒より低い安息香酸エチルをインクジェット法により前記有機半導体層上に滴下し、有機半導体層6をチャネル部Cに形成することを試みた。
これを金属顕微鏡で観察した結果、有機半導体層6がチャネル上に形成されているものと、ゲート絶縁膜3上で弾かれ、電極4、5上にしか形成されていないものとが混在しているのが認められた。
[Comparative Example 6]
The source electrode 4 and the drain electrode 5 were formed in the same manner as in Comparative Example 1. On the gate insulating film 3 on which the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed, that is, on the channel portion C, the material represented by the chemical formula (1) is used as the first solvent, the boiling point is 200 ° C. or higher, and the surface tension is 30 mN / m. Using the above organic semiconductor ink dissolved in 1 wt% in acetophenone, printing was performed by an ink jet method to form an organic semiconductor layer. Subsequently, as the second solvent, ethyl benzoate having a boiling point of 200 ° C. or higher, higher than that of the first solvent, and having a surface tension of 30 mN / m or higher and lower than that of the first solvent is obtained by the ink jet method. An attempt was made to form the organic semiconductor layer 6 in the channel portion C by dropping it on the top.
As a result of observing this with a metallurgical microscope, the organic semiconductor layer 6 formed on the channel and the one formed on the gate insulating film 3 and formed only on the electrodes 4 and 5 are mixed. It was accepted.

実施例1〜4および比較例4〜6の結果をまとめたものを表2に示した。
上記のことから、本発明によって有機トランジスタのチャネル部に有機半導体層を歩留まり良く形成することが可能であることが実証できた。
Table 2 summarizes the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 4 to 6.
From the above, it was proved that the organic semiconductor layer can be formed in the channel portion of the organic transistor with high yield according to the present invention.

〔実施例5〕
実施例1の有機トランジスタアレイを用いて、図6に示すアクティブマトリックス表示装置(電気泳動表示装置)を作製した。具体的には、カーボンブラック43をアイソパーG(登録商標、エクソンモービル製:イソパラフィン系分散剤)に分散して内包するマイクロカプセルと、ポリビニルアルコール水溶液を混合した塗布液を、樹脂フィルム(ポリカーボネート)基板41上に設けられたITO42からなる透明電極上に塗布して、マイクロカプセルとバインダーからなる層を形成した。これと、実施例1の有機トランジスタアレイとを、ガラス基板1及びポリカーボネート基板41が最外面となるように、バインダーを介して接着させた。
得られたアクティブマトリックス表示装置のゲート電極に繋がるバスラインに走査信号用のドライバーICを、ソース電極に繋がるバスラインにデータ信号用のドライバーICを各々接続し、0.5秒毎に画像の切り替えを行ったところ、良好な静止画像を表示することができた。
Example 5
Using the organic transistor array of Example 1, an active matrix display device (electrophoretic display device) shown in FIG. 6 was produced. Specifically, a resin film (polycarbonate) substrate is obtained by mixing a microcapsule in which carbon black 43 is dispersed and encapsulated in Isopar G (registered trademark, manufactured by ExxonMobil: isoparaffin-based dispersant) and a polyvinyl alcohol aqueous solution. This was applied on a transparent electrode made of ITO 42 provided on 41 to form a layer made of microcapsules and a binder. This and the organic transistor array of Example 1 were bonded via a binder so that the glass substrate 1 and the polycarbonate substrate 41 were the outermost surfaces.
The driver IC for scanning signal is connected to the bus line connected to the gate electrode of the obtained active matrix display device, and the driver IC for data signal is connected to the bus line connected to the source electrode, and the image is switched every 0.5 seconds. As a result, it was possible to display a good still image.

1 基板
2 ゲート電極(走査線)
3 ゲート絶縁膜
4 ソース電極(信号線)
5 ドレイン電極
6 有機半導体層
7 第二の溶媒
10 有機薄膜トランジスタ
20 有機薄膜トランジスタアレイ
30 表示装置
31 層間膜
32 画素電極
33 表示層
40 電気泳動表示装置
41 樹脂フィルム基板
42 ITO
43 カーボンブラック
44 酸化チタン
45 バインダー樹脂
C チャンネル部
1 Substrate 2 Gate electrode (scanning line)
3 Gate insulating film 4 Source electrode (signal line)
5 Drain electrode 6 Organic semiconductor layer 7 Second solvent 10 Organic thin film transistor 20 Organic thin film transistor array 30 Display device 31 Interlayer film 32 Pixel electrode 33 Display layer 40 Electrophoretic display device 41 Resin film substrate 42 ITO
43 Carbon black 44 Titanium oxide 45 Binder resin C Channel part

特開2005−310962号公報JP-A-2005-310962 特開2004−297011号公報JP 2004-297011 A 特表2003−536260号公報Special table 2003-536260 gazette 特開2008−078655号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-077865

Claims (11)

基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜よりも表面自由エネルギーの高いソース電極、該ゲート絶縁膜よりも表面自由エネルギーの高いドレイン電極、有機半導体層を有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
有機半導体を第一の溶媒に溶解し、インクジェット法で滴下することで、該ソース電極と該ドレイン電極と該ゲート絶縁膜と、あるいは該ソース電極と該ドレイン電極と接触する島状有機半導体層を形成する段階と、
該有機半導体を可溶な第二の溶媒をインクジェット法で該島状有機半導体層に滴下し、該ソース電極と該ドレインン電極と該ゲート絶縁膜と接触する島状有機半導体層を形成する段階を含み、
第二の溶媒は第一の溶媒より表面張力が低く、かつ、
第二の溶媒は第一の溶媒より沸点が低い、
ことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
A method of manufacturing an organic thin film transistor having a substrate, a gate electrode, a gate insulating film, a source electrode having a higher surface free energy than the gate insulating film, a drain electrode having a higher surface free energy than the gate insulating film, and an organic semiconductor layer ,
By dissolving an organic semiconductor in a first solvent and dropping by an inkjet method, the source electrode, the drain electrode, the gate insulating film, or the island-shaped organic semiconductor layer in contact with the source electrode and the drain electrode are formed. Forming, and
A step of dropping an organic semiconductor-soluble second solvent onto the island-shaped organic semiconductor layer by an ink-jet method to form an island-shaped organic semiconductor layer in contact with the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film; Including
The second solvent has a lower surface tension than the first solvent, and
The second solvent has a lower boiling point than the first solvent,
The manufacturing method of the organic thin-film transistor characterized by the above-mentioned.
前記有機半導体層を形成する段階は、有機半導体が高分子材料を含有することを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 1, wherein in the step of forming the organic semiconductor layer, the organic semiconductor contains a polymer material. 前記ゲート絶縁膜は、高分子材料を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 1, wherein the gate insulating film contains a polymer material. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、印刷法により形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   4. The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 1, wherein at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode is formed by a printing method. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、金属粒子又は金属錯体を含有するインクを用いて形成されていることを特徴とする請求項4に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   5. The method for producing an organic thin film transistor according to claim 4, wherein at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode is formed using an ink containing metal particles or a metal complex. 前記金属粒子は、Au、Ag、Cu又はNiであることを特徴とする請求項5に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   6. The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 5, wherein the metal particles are Au, Ag, Cu, or Ni. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極並びに前記ゲート電極の少なくとも一方は、導電性高分子を含有することを特徴とする請求項4に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   5. The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 4, wherein at least one of the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode contains a conductive polymer. 前記導電性高分子は、ポリエチレンジオキシチオフェンを含有することを特徴とする請求項7に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。   The method of manufacturing an organic thin film transistor according to claim 7, wherein the conductive polymer contains polyethylene dioxythiophene. 請求項1乃至8のいずれかの製造方法により得られたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。   An organic thin film transistor obtained by the manufacturing method according to claim 1. 請求項1乃至8のいずれかに記載の製造方法で得られた有機トランジスタを複数有することを特徴とする有機トランジスタアレイ。   An organic transistor array comprising a plurality of organic transistors obtained by the manufacturing method according to claim 1. 請求項10に記載の有機トランジスタアレイを有することを特徴とする表示装置。   A display device comprising the organic transistor array according to claim 10.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012023476A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Method of manufacturing organic semiconductor thin film and monocrystalline organic semiconductor thin film
JP2012043926A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method of manufacturing organic semiconductor thin film
JP2012049291A (en) * 2010-08-26 2012-03-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method for manufacturing single-crystal organic semiconductor thin film
JP2013074041A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Toppan Printing Co Ltd Cmos semiconductor device manufacturing method and cmos semiconductor device
KR20150106414A (en) * 2013-01-17 2015-09-21 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 Method for manufacturing electronic device
JP2015173210A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 富士フイルム株式会社 Manufacturing method of organic semiconductor crystal
JP2015192117A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 富士フイルム株式会社 Composition for forming organic semiconductor film of organic transistor, and pattern forming method
JP2018090684A (en) * 2016-12-01 2018-06-14 Dic株式会社 Inkjet ink for forming organic semiconductor thin film

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012023476A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 独立行政法人産業技術総合研究所 Method of manufacturing organic semiconductor thin film and monocrystalline organic semiconductor thin film
JP2012043926A (en) * 2010-08-18 2012-03-01 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method of manufacturing organic semiconductor thin film
US9059407B2 (en) 2010-08-18 2015-06-16 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for manufacturing organic semiconductor thin film and monocryastalline organic semiconductor thin film
JP2012049291A (en) * 2010-08-26 2012-03-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method for manufacturing single-crystal organic semiconductor thin film
JP2013074041A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Toppan Printing Co Ltd Cmos semiconductor device manufacturing method and cmos semiconductor device
KR20150106414A (en) * 2013-01-17 2015-09-21 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 Method for manufacturing electronic device
KR102051699B1 (en) * 2013-01-17 2019-12-03 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 Method for manufacturing electronic device
JP2015173210A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 富士フイルム株式会社 Manufacturing method of organic semiconductor crystal
JP2015192117A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 富士フイルム株式会社 Composition for forming organic semiconductor film of organic transistor, and pattern forming method
JP2018090684A (en) * 2016-12-01 2018-06-14 Dic株式会社 Inkjet ink for forming organic semiconductor thin film

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