JP2006165233A - Organic electronic device and organic electronic device creation method - Google Patents
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Abstract
【課題】 フォトリソプロセスを用いないIJプロセスによって正確な有機体材料液滴の着弾性を実現し、低温プロセスによる有機電子デバイスを提供する。
【解決手段】 電子デバイスを構成する一部もしくは全ての有機材料を、液滴に電荷付与することが可能なインクジェット法で吐出し、着弾させる電子デバイスに光反応電荷誘起層を設け、光によって発生した液滴とは逆の電荷部分に液滴を誘引着滴させる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electronic device by a low-temperature process by realizing accurate attachment elasticity of an organic material droplet by an IJ process not using a photolithography process.
SOLUTION: A part or all of organic materials constituting an electronic device is ejected by an ink jet method capable of imparting charges to droplets, and a photoreactive charge inducing layer is provided on the landing electronic device to generate by light The droplet is attracted and attracted to the opposite charge portion to the droplet.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は有機材料を用いた電子デバイスに関するものであり、特にIJプロセスを用いた有機薄膜電子デバイスに関するものである。 The present invention relates to an electronic device using an organic material, and more particularly to an organic thin film electronic device using an IJ process.
近年有機材料を使った電子デバイス研究が盛んである。有機材料を薄膜化しデバイスに応用することによって、プロセスの低温化や携帯性に優れた電子デバイスの実現が期待されている。 In recent years, research on electronic devices using organic materials has been active. By making organic materials into thin films and applying them to devices, it is expected to realize electronic devices with excellent process portability and low temperature.
例えば、有機EL、有機IDタグ、有機FET等の電子デバイス研究が盛んであるが、なかでも有機FETは、有機材料自身が分子集合体で部分的に共有結合している比較的弱い結合体であるため、プロセスの低温化が期待でき、かつ、フレキシブル性に富み軽量化が可能な為携帯性に優れている。このため、ペーパーライクディスプレイはもとより、液晶ディスプレイにも応用の可能性があり、近年急速に研究が活発になっている。このような電子デバイス分野においては将来における更なるプロセス低温化・優れた携帯性への要望が高まってきている。実現の為の一つの方法としてIJプロセスを利用した有機電子デバイス作成方法があげられ、次世代低温プロセス・高携帯性電子デバイスへの応用が期待されている。 For example, research on electronic devices such as organic EL, organic ID tags, and organic FETs is active, but organic FETs are relatively weak bonds in which organic materials themselves are partially covalently bonded by molecular assemblies. Therefore, it can be expected to lower the temperature of the process and is excellent in portability because it is flexible and can be reduced in weight. For this reason, there is a possibility of application to liquid crystal displays as well as paper-like displays, and in recent years, research has become active rapidly. In such an electronic device field, there is an increasing demand for further lower process temperatures and superior portability in the future. One method for realizing this is an organic electronic device creation method using an IJ process, and application to next-generation low-temperature processes and highly portable electronic devices is expected.
例えば、特許文献1にはインクジェット式印刷技術による電子デバイスの製造方法が開示されている。
また、圧電性を有する膜の作製にあたっては様々な方法が挙げられるが、例えばScience 280、2123(2000)やTech Digest of IEDM、p.623(2000)などにセイコーエプソンによるピエゾIJプロセスと表面自由エネルギー制御による表面マッピングを用いた有機TFTの作製方法が記載されている。
There are various methods for producing piezoelectric films. For example, Science 280, 2123 (2000), Tech Digest of IEDM, p.623 (2000), etc. A method for producing an organic TFT using surface mapping by energy control is described.
IJプロセスとして幾つかの方式を挙げることができる。主な方式としては、圧電アクチュエーターを用いた方式(ピエゾ方式)、サーマル方式、静電誘引方式などであるが、特にピエゾ方式、サーマル方式は民生用のプリンターとして近年飛躍的な進化をとげ、微細液滴化・高速度化が進んでいる。また高精度着弾性も大きく進んでいるが、IJ法の原理上、微小液滴化すればするほど外的な要因により液滴の正確な着弾は困難になり、通常の民生用IJ法においては3σ<10μmの領域は殆ど不可能な領域と現状考えられている。しかしながらFETなどの電子デバイスではチャネル長において1μm以下の高精度が要求されており、様々な利点を備えたIJ法の適応を妨げる大きな障壁となっている。 There are several methods for the IJ process. The main methods are a method using a piezoelectric actuator (piezo method), a thermal method, an electrostatic attraction method, etc. Especially, the piezo method and the thermal method have made remarkable progress in recent years as printers for consumer use. Increasing droplet speed and speed. In addition, high precision landing elasticity is greatly advanced, but due to the principle of the IJ method, the smaller the droplet size, the more difficult it is to land the droplet due to external factors. The region where 3σ <10 μm is considered to be almost impossible. However, electronic devices such as FETs are required to have a high accuracy of 1 μm or less in channel length, which is a big barrier that prevents the application of the IJ method having various advantages.
このような問題点を解決するためには、基板表面をエネルギー的にマッピングし、微細な液滴を誘導する方法が有効である。基板表面をエネルギー的にマッピングする方法としては表面自由エネルギーによるマッピングや静電気によるものが上げられるが、表面自由エネルギーを利用する物はマッピングするためにフォトリソ工程が必須であり、コストUP、工程の複雑化が発生する。また液滴は着弾してから移動するため、コンタミ等の汚染の危険性がある。本発明は、光反応電荷誘起層を利用して非常に簡便な構成・手段で静電気によるマッピングを基板表面に施し、フォトリソプロセスを用いずに直接IJプロセスによって正確な液滴自身の着弾性を実現し、低温プロセスで携帯性に優れる様々な有機電子デバイスを実現する事を目的とする。 In order to solve such problems, it is effective to map the substrate surface energetically to induce fine droplets. As a method for mapping the substrate surface in terms of energy, mapping by surface free energy and electrostatic method can be raised. However, a thing using surface free energy requires a photolithography process to map, which increases cost and complexity of the process. Occurs. Further, since the droplets move after landing, there is a risk of contamination such as contamination. In the present invention, the surface of the substrate is subjected to electrostatic mapping with a very simple structure and means using a photoreactive charge inducing layer, and accurate landing elasticity of the droplet itself is realized by a direct IJ process without using a photolithography process. The objective is to realize various organic electronic devices with excellent portability through low-temperature processes.
前記目的を達成するための本発明の構成は以下のようになる。 The configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
本発明の第一は、有機材料を用い、かつ、自発光または電力発生用途を除く電子デバイスにおいて、その構成の一部に、光反応電荷誘起層を有することを特徴とする電子デバイス、にある。 A first aspect of the present invention resides in an electronic device using an organic material and having a photoreactive charge inducing layer as a part of its configuration in an electronic device excluding a self-luminous or power generation application. .
本発明の第二は、前記有機材料を用いた電子デバイスが、トランジスタであることを特徴とする、本発明の第一に記載の電子デバイス、にある。 A second aspect of the present invention is the electronic device according to the first aspect of the present invention, wherein the electronic device using the organic material is a transistor.
本発明の第三は、前記有機材料を用いたトランジスタが、電界効果型トランジスタ(FET)であることを特徴とする本発明第二に記載の電子デバイス、にある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electronic device according to the second aspect of the present invention, wherein the transistor using the organic material is a field effect transistor (FET).
本発明の第四は、前記光反応電荷誘起層が、有機材料で構成されることを特徴とする、本発明第一〜第三に記載の電子デバイス、にある。 A fourth aspect of the present invention is the electronic device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the photoreactive charge inducing layer is composed of an organic material.
本発明の第五は、前記光反応電荷誘起層に隣接して、電荷輸送層を有することを特徴とする、本発明第一〜第四に記載の電子デバイス、にある。 A fifth aspect of the present invention is the electronic device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the electronic device has a charge transport layer adjacent to the photoreactive charge induction layer.
本発明の第六は、前記電荷輸送層が、トランジスタのチャネルを形成することを特徴とする、本発明第五に記載の電子デバイス、にある。 A sixth aspect of the present invention is the electronic device according to the fifth aspect of the present invention, wherein the charge transport layer forms a channel of a transistor.
本発明の第七は、有機材料を用いた電子デバイス形成方法であって、基板に光反応電荷誘起層を設ける工程と、前記光反応電荷誘起層の一部分に光によって電荷を付与する工程と、有機材料に電荷を付与し液滴として前記光反応電荷誘起層に吐出する工程とを少なくとも有することを特徴とする電子デバイス形成方法、にある。 A seventh aspect of the present invention is an electronic device forming method using an organic material, the step of providing a photoreactive charge inducing layer on a substrate, the step of applying a charge to a part of the photoreactive charge inducing layer by light, And a method of forming an electronic device, comprising at least a step of applying an electric charge to the organic material and discharging the organic material as droplets onto the photoreactive charge induction layer.
本発明の第八は、前記該光反応電荷誘起層に付与された電荷が液滴の電荷と逆極性であることを特徴とする請求項7に記載の電子デバイス形成方法、にある。 The eighth of the present invention is the electronic device forming method according to claim 7, wherein the charge applied to the photoreactive charge inducing layer has a polarity opposite to that of the droplet.
本発明の第九は、前記該光反応電荷誘起層に付与された電荷が液滴の電荷と同極性であることを特徴とする請求項7に記載の電子デバイス形成方法、にある。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the electronic device forming method according to claim 7, wherein the charge applied to the photoreactive charge induction layer has the same polarity as the charge of the droplet.
以上説明したように、本発明によれば、有機FETの構成において、基板上に光反応電荷有機層を形成し、その上に半導体層、更にその上にソース・ドレイン、その上に絶縁膜を形成し、その上にゲート電極を設けた構造にすることにより、ソース・ドレインを形成する際に光反応電荷誘起層に書き込んだ潜像に静電誘引IJ法で画像を形成することが可能になり、非常に微細なチャネル長を直接形成することが可能になる。またこの構成及び作成方法によって、表面エネルギーを用いずに直接所望の場所へ液滴を誘引することが可能になり、一度基板に付着した場合にコンタミが心配される材料をコンタミの心配なしに直接描画でき、優れた有機FETを実現することができる。また、有機FET以外にも様々な有機デバイスにおいて液滴を所望の個所に正確に誘引することが可能になり、有機機能性薄膜を利用した様々なデバイス、有機FET、有機IDタグ、有機EL等様々なデバイスへの応用が期待できる。 As described above, according to the present invention, in the configuration of the organic FET, the photoreactive charge organic layer is formed on the substrate, the semiconductor layer is further formed thereon, the source / drain is further formed thereon, and the insulating film is formed thereon. By forming the gate electrode on top of it, it is possible to form an image by electrostatic attraction IJ method on the latent image written in the photoreactive charge induction layer when forming the source / drain Therefore, it becomes possible to directly form a very fine channel length. In addition, this configuration and production method makes it possible to attract droplets directly to a desired location without using surface energy, so that once a material adheres to a substrate, the material that may be contaminated can be directly removed without worrying about contamination. Drawing is possible, and an excellent organic FET can be realized. In addition to organic FETs, it is possible to accurately attract droplets to desired locations in various organic devices. Various devices using organic functional thin films, organic FETs, organic ID tags, organic EL, etc. Application to various devices can be expected.
本発明者は基板表面のエネルギー的マッピングとして、光反応電荷有機層による静電エネルギーマッピングに着目した。光反応電荷誘起層としては、InNなどの化合物半導体、SiやSeなどの金属、Alq3(アルミニウムキノリノール錯体)やアゾ顔料などの有機物が上げられるが、光反応電荷誘起層は光によって電荷を発生しnmオーダーで静電的な潜像を形成することが可能である。また一方で、IJプロセスとして静電誘引方式が知られている。静電誘引方式は液滴に静電圧を印加し、静電気によってメニスカスを誘引・着滴させる物である。さらにこの方式は容易に他のIJプロセス、例えばピエゾ方式やサーマル方式などと組み合わせることが可能で、他方式で吐出する液滴に補助的に電荷を印加することも可能である。本発明者は、これらの現象に着目し、構成上の工夫を加えることにより、静電気によるマッピングによって正確に液滴を誘導し、高精度な着弾精度が要求される有機電子デバイスの実現を可能にした。すなわち基板上に光反応電荷誘起層を設けることによって、nmレベルで潜像を形成することが可能になり、電荷を帯びた微小液滴を逆電荷で潜像に誘引、あるいは同電荷で潜像を避けることによって微細なパターンを描画することが可能になり、高性能な有機電子デバイスを実現することが可能になる。またフォトリソプロセスが不要になることによって、コストを大きく下げ、単純工程化によってスループットを大きく向上させる事が可能となる。 The inventor paid attention to electrostatic energy mapping by the photoreactive charge organic layer as energy mapping of the substrate surface. Photoreactive charge inducing layers include compound semiconductors such as InN, metals such as Si and Se, organic substances such as Alq3 (aluminum quinolinol complex) and azo pigments, but photoreactive charge inducing layers generate charges by light. It is possible to form an electrostatic latent image on the order of nm. On the other hand, an electrostatic attraction method is known as an IJ process. The electrostatic attraction method applies a static voltage to a droplet and attracts and deposits a meniscus by static electricity. Furthermore, this method can be easily combined with other IJ processes, for example, a piezo method and a thermal method, and it is also possible to apply a charge to the droplets discharged by other methods. The present inventor pays attention to these phenomena and adds structural ingenuity to accurately induce droplets by mapping by static electricity, enabling the realization of organic electronic devices that require high precision of landing accuracy. did. In other words, by providing a photoreactive charge inducing layer on the substrate, it becomes possible to form a latent image at the nm level, attracting charged fine droplets to the latent image with reverse charge, or latent image with the same charge. By avoiding this, it becomes possible to draw a fine pattern and to realize a high-performance organic electronic device. Further, since the photolithography process is not required, the cost can be greatly reduced, and the throughput can be greatly improved by simplifying the process.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明においてはIJプロセスを用いて導電膜、半導体膜、絶縁膜などの様々な機能性を有する有機膜を描画でき、様々な機能を持った電子デバイスを作製することができるが、実施例、比較例においては有機電子デバイスとして有機FETの作製を行った例を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, an organic film having various functions such as a conductive film, a semiconductor film, and an insulating film can be drawn using an IJ process, and an electronic device having various functions can be manufactured. In the comparative example, an example in which an organic FET is manufactured as an organic electronic device is shown.
本発明における光反応電荷誘起層には、特定の光波長帯を吸収するエネルギーバンドを持ち光電反応を示すP−N接合を形成する、InN、CdSなどの化合物半導体やSi、Seなどの金属、ZnOなどの酸化物など公知のあらゆる材料を用いることが出来るが、特にアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、キナクリドン系顔料、多環キノン系顔料などの有機顔料材料やAlq3などの有機材料を用いることが望ましい。また、光反応電荷誘起層の塗布方法には様々な方法があり、スピンコート法やIJ法、オフセット印刷、スクリーン印刷などで容易に作製可能である。また無機材料の場合は蒸着法やスパッタリング法などの物理蒸着手段を使用することも可能である。いずれの成膜方法も本発明の光反応電荷誘起材層として十分に機能する薄膜を作成する事が可能である。 In the photoreactive charge induction layer in the present invention, a compound semiconductor such as InN, CdS, or a metal such as Si or Se, which forms a PN junction having an energy band that absorbs a specific light wavelength band and showing a photoelectric reaction, All known materials such as oxides such as ZnO can be used, but organic pigment materials such as azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene pigments, quinacridone pigments, polycyclic quinone pigments, and organic materials such as Alq3 It is desirable to use There are various methods for applying the photoreactive charge inducing layer, which can be easily produced by spin coating, IJ, offset printing, screen printing, or the like. In the case of an inorganic material, it is possible to use physical vapor deposition means such as vapor deposition or sputtering. Any film forming method can form a thin film that sufficiently functions as the photoreactive charge inducing material layer of the present invention.
本発明における光反応電荷誘起層はどのような厚みでも問題はないが、十分なキャリア密度を確保するために0.1μm以上である事が望ましい。また、発生した電荷の効果を最大限に生かすために電荷輸送層を光反応電荷誘起材料層に積層することが望ましい。 The photoreactive charge inducing layer in the present invention has no problem with any thickness, but is preferably 0.1 μm or more in order to ensure a sufficient carrier density. In order to maximize the effect of the generated charges, it is desirable to stack a charge transport layer on the photoreactive charge inducing material layer.
本発明における光反応電荷誘起材料層を設けた有機FETにおいて、光反応電荷誘起層上に隣接する電荷輸送層の厚みは、発生した電荷による静電像の端部における電位の変化が急峻であるためには、ある程度薄い方が好ましく、50μm程度以下が望ましい。また電荷輸送層は電荷移動度を有する半導体である為、チャネルを形成する半導体層は電荷輸送層と同一もしくは積層体どちらでも構わない。電荷輸送層としては低分子系、高分子系様々な材料が挙げられ、公知のあらゆる材料を用いることができるが、特にトリフェニルアミン骨格、ベンジジン骨格を有する低分子化合物やポリカーボネート、ポリエステル、ポリシランなどの高分子材料が移動度が高くて好ましい。電荷輸送層とチャネル形成層を兼ねる材料としては例えばフタロシアニンなどがその代表例として挙げられる。 In the organic FET provided with the photoreactive charge inducing material layer in the present invention, the thickness of the charge transport layer adjacent to the photoreactive charge inducing layer has a sharp change in potential at the edge of the electrostatic image due to the generated charge. For this purpose, it is preferable that the film is thin to some extent, and it is desirable that the thickness be about 50 μm or less. Since the charge transport layer is a semiconductor having charge mobility, the semiconductor layer forming the channel may be the same as the charge transport layer or a stacked body. Examples of the charge transport layer include various materials of low molecular weight and high molecular weight, and any known material can be used. Particularly, a low molecular weight compound having a triphenylamine skeleton or a benzidine skeleton, polycarbonate, polyester, polysilane, etc. These polymer materials are preferable because of their high mobility. A typical example of the material serving as the charge transport layer and the channel formation layer is phthalocyanine.
電荷輸送層上にチャネル形成用の半導体層を形成する場合、チャネル形成用の半導体層の厚みは光をより透過する為、0.1μm以下が望ましい。チャネルを形成する半導体層には、様々な膜を用いることができるが、特に高移動度を示す有機材料が望ましい。例えば電荷輸送層と積層して用いる材料としてはF8T2(フルオレン-バイチオフェン)やP3HT(ポリ3-ヘキシルチオフェン)などがその代表として上げられる。またペンタセンのような低分子材料も材料として好ましい。 In the case where a semiconductor layer for forming a channel is formed on the charge transport layer, the thickness of the semiconductor layer for forming a channel is preferably 0.1 μm or less in order to transmit light more. Although various films can be used for the semiconductor layer forming the channel, an organic material exhibiting high mobility is particularly desirable. For example, F8T2 (fluorene-bithiophene), P3HT (poly-3-hexylthiophene), and the like are typical examples of materials used by laminating with a charge transport layer. A low molecular material such as pentacene is also preferable as the material.
図1、図2に沿って本発明における光反応電荷誘起層を設けた有機FETについて簡単に説明する。図1は本発明を最も良く表わす一実施例である。図1に示されるように、十分に厚い基板11上に導電膜12が形成され、さらに顔料系の光反応電荷有機層13が形成され、その上に電荷輸送層として14が形成され、その上にチャネル形成用の半導体層15が形成される。電荷輸送層14と半導体層15は同一でも構わない。半導体層15の上にソース・ドレイン16がIJ法で形成され、ソース・ドレイン16上に絶縁膜17が積層され、さらにゲート電極18を形成する。図2は比較例に用いられる有機FETの一般的な構造である。図2に示されるように、十分に厚い基板上に半導体層15が直接設けられ、光反応電荷有機層及び電荷輸送層は設けられていない。半導体層15の上にソース・ドレイン16がIJ法で形成され、ソース・ドレイン16上に絶縁膜17が積層され、さらにゲート電極18を形成する。以下、具体例を示す。
The organic FET provided with the photoreactive charge induction layer in the present invention will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 1 is an embodiment that best represents the present invention. As shown in FIG. 1, a conductive film 12 is formed on a sufficiently thick substrate 11, a pigment-based photoreactive charge organic layer 13 is further formed thereon, and a charge transport layer 14 is formed thereon. Then, a semiconductor layer 15 for forming a channel is formed. The charge transport layer 14 and the semiconductor layer 15 may be the same. A source / drain 16 is formed on the semiconductor layer 15 by the IJ method, an insulating film 17 is stacked on the source / drain 16, and a
(実施例)
ソース・ドレイン及びゲートの形成方法として静電誘引IJ法を用いて、光反応電荷有機層を設けた有機FETを作製した例を挙げる。PET基板上に導電膜としてAl膜を設けたAl/PET基板に、光反応電荷有機層としてアゾ顔料を厚さ1μm、および電荷輸送層としてヒドラゾン化合物を厚さ20μm、スピンコートにて形成し乾燥を行った。その上に半導体層としてF8T2をスピンコートにて0.1μm形成し、乾燥を行った。次にソース・ドレイン層を静電誘引IJ法を用いて、形成を行った。半導体層全体を帯電させた後、アルゴンイオンレーザーを用いて514nmの波長の光をソース・ドレインを設けたい部分以外にソース・ドレイン間を0.5μm間隔が空くように照射し、ソース・ドレインを設けたい部分以外の電荷を消失させた。ノズル径18μmの金属ノズルを基板上400μm上に位置させ、ソース・ドレインとなるPEDOT・PSS溶液を充填し、帯電とは逆の矩形波を印加して液滴を基板上に滴下したところ、レーザーが照射され帯電した個所へ約1μm径の液滴が誘引された。チャネル長は0.5μmであった。さらにその上に絶縁膜となるPVP層をスピンコートにて形成し乾燥を行った。その上にゲート電極層をピエゾタイプのIJ法で形成した。電極材料にはPEDOT・PSS溶液を用い、液滴径は10μmで行った。
(Example)
An example of producing an organic FET provided with a photoreactive charge organic layer by using the electrostatic attraction IJ method as a method of forming the source / drain and gate will be described. A 1 / m thick azo pigment as a photoreactive charge organic layer and a 20 μm thick hydrazone compound as a charge transport layer are formed by spin coating on an Al / PET substrate provided with an Al film as a conductive film on a PET substrate and dried. Went. On top of that, F8T2 was formed as a semiconductor layer by spin coating to a thickness of 0.1 μm and dried. Next, a source / drain layer was formed using the electrostatic attraction IJ method. After charging the entire semiconductor layer, use an argon ion laser to irradiate light with a wavelength of 514 nm so that the source and drain are spaced apart by 0.5 μm apart from the part where the source and drain are to be provided. The charge other than the desired part disappeared. When a metal nozzle with a nozzle diameter of 18 μm is positioned 400 μm above the substrate, filled with a PEDOT / PSS solution that becomes the source and drain, a rectangular wave opposite to charging is applied to drop the droplet onto the substrate, the laser A droplet with a diameter of about 1 μm was attracted to the charged part. The channel length was 0.5 μm. Further, a PVP layer serving as an insulating film was formed thereon by spin coating and dried. A gate electrode layer was formed thereon by a piezoelectric type IJ method. A PEDOT / PSS solution was used as the electrode material, and the droplet diameter was 10 μm.
ソース・ドレイン形成の際、レーザー照射によって残留した電荷と同符号の電界を印足して静電誘引IJ法で液滴を吐出して形成することも可能である。この場合は、ソース・ドレインを設けたい部分にレーザーで電荷を発生させて帯電した電荷を消失させ、周囲の帯電電荷と同符号に帯電した液滴を吐出することにより、周囲を避けてソース・ドレインとなる部分に液滴が着弾し、レーザーで形成した潜像がソースドレインとなる。 When forming the source / drain, it is also possible to apply an electric field having the same sign as the electric charge remaining by laser irradiation and discharge the droplet by electrostatic attraction IJ method. In this case, the charged charge is eliminated by generating a charge with a laser at the part where the source / drain is to be provided, and the droplet charged with the same sign as the surrounding charged charge is discharged to avoid the source / drain. The droplets land on the portion to be the drain, and the latent image formed by the laser becomes the source / drain.
またソース・ドレイン形成の際、レーザー照射によってチャネル長部分のみに電荷を残留させ、残留した電荷と同符号の電界を印足して静電誘引IJ法で液滴を吐出して形成することも可能である。この場合は、チャネル長部分を避けて液滴が着弾し、潜像部分がそのままチャネル長となる。 In addition, when forming the source / drain, it is also possible to leave the charge only in the channel length by laser irradiation, apply an electric field having the same sign as the remaining charge, and discharge the droplet by electrostatic attraction IJ method. It is. In this case, the liquid droplets land while avoiding the channel length portion, and the latent image portion becomes the channel length as it is.
本実施例においては半導体層にF8T2を用いているが、その他の高分子半導体を用いることも可能である。また低分子系のペンタセンを蒸着法を用いて形成することも可能である。 In this embodiment, F8T2 is used for the semiconductor layer, but other polymer semiconductors can also be used. It is also possible to form low molecular weight pentacene by vapor deposition.
また本実施例においては電荷輸送層とチャネル形成用の半導体層を積層しているが、一つの材料の兼用しても構わない。例えばフタロシアニン系の銅フタロシアニンを20μmをスピンコートして電荷輸送層、兼、チャネル形成用半導体層として用いることが可能である。 In this embodiment, the charge transport layer and the semiconductor layer for forming the channel are stacked, but one material may be used. For example, phthalocyanine-based copper phthalocyanine can be spin-coated with 20 μm and used as a charge transport layer and a semiconductor layer for channel formation.
また本実施例においては、ソース・ドレイン、ゲートそれぞれの導電材料にPEDOT・PSSを用いているが、金属のナノ粒子を分散させたナノ分散材料を用いることも可能である。 In this embodiment, PEDOT / PSS is used for the source / drain and gate conductive materials, but it is also possible to use a nano-dispersed material in which metal nanoparticles are dispersed.
形成した有機FET上のゲート、ソース・ドレインに配線を行った。インピーダンスアナライザーを用いて形成した有機FETの特性を測定したところ、良好なFET特性を示した。 Wiring was performed on the gate, source and drain on the formed organic FET. When the characteristics of the organic FET formed using an impedance analyzer were measured, good FET characteristics were shown.
(比較例)
基板上の導電層、光反応電荷誘起層、電荷輸送層を設けない以外は、実施例1と同様に有機FET作製を行った。PET基板上に半導体層としてF8T2をスピンコートにて1μm形成し、乾燥を行った。次にソース・ドレイン層を静電誘引IJ法を用いて、形成を行った。ノズル径18μmの金属ノズルを基板上400μm上に位置させ、ソース・ドレインとなるPEDOT・PSS溶液を充填し、負の矩形波を印加して液滴を基板上に滴下したところ、チャネル長は10μmであった。さらにその上に絶縁膜となるPVP層をスピンコートにて形成し乾燥を行った。その上にゲート電極層をピエゾタイプのIJ法で形成した。電極材料にはPEDOT・PSS溶液を用い、液滴径は10μmで行った。
(Comparative example)
An organic FET was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the conductive layer, photoreactive charge induction layer, and charge transport layer on the substrate were not provided. 1 μm of F8T2 was formed as a semiconductor layer on a PET substrate by spin coating and dried. Next, a source / drain layer was formed using the electrostatic attraction IJ method. A metal nozzle with a nozzle diameter of 18μm is positioned 400μm above the substrate, filled with the PEDOT / PSS solution that becomes the source and drain, and a droplet is dropped on the substrate by applying a negative rectangular wave, the channel length is 10μm Met. Further, a PVP layer serving as an insulating film was formed thereon by spin coating and dried. A gate electrode layer was formed thereon by a piezoelectric type IJ method. A PEDOT / PSS solution was used as the electrode material, and the droplet diameter was 10 μm.
形成した有機FET上のゲート、ソース・ドレインに配線を行った。インピーダンスアナライザーを用いて形成した有機FETの特性を測定したところ、チャネル長が大きく、十分なFET特性を得られなかった。 Wiring was performed on the gate, source and drain on the formed organic FET. When the characteristics of the organic FET formed using an impedance analyzer were measured, the channel length was large and sufficient FET characteristics could not be obtained.
11 有機FETを形成する基板
12 導電膜
13 光反応電荷誘起層
14 電荷輸送層
15 半導体層
16 ソース・ドレイン
17 絶縁膜
18 ゲート電極
11 Substrate on which organic FETs are formed
12 Conductive film
13 Photoreactive charge induction layer
14 Charge transport layer
15 Semiconductor layer
16 Source / Drain
17 Insulating film
18 Gate electrode
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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