JP2010021402A - 有機ｔｆｔ - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴを提供する。
【解決手段】第１の下地層の上に分離して不連続に形成されたソース電極・ドレイン電極およびソースバスと、ソース電極・ドレイン電極の上に有機半導体溶液を滴下し形成された有機半導体膜と、第２の下地層の上に形成された導電パターンと、を有し、ソース電極とソースバスは、導電パターンを介して電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＴＦＴに関する。

近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとも記す）を形成する技術が大幅に進歩し、特にアクティブマトリクス型の大画面表示装置の駆動素子への応用開発が進められている。現在実用化されているＴＦＴは、ａ−Ｓｉやｐｏｌｙ−ＳｉといったＳｉ系の無機材料で製造されているが、このような無機材料を用いたＴＦＴの製造においては、真空プロセスや高温プロセスを必要とし、製造コストに大きく影響を及ぼしている。

そこで、このような問題に対応する為、近年、有機材料を用いたＴＦＴ（以下、有機ＴＦＴとも記す）が種々検討されている。有機材料は無機材料に比べ、材料の選択肢が広く、また、有機ＴＦＴの製造工程においては、前述の真空プロセス、高温プロセスに代わり、印刷、塗布といった生産性に優れたプロセスが用いられる為、製造コストを抑えることができる。さらに耐熱性の乏しい、例えばプラスティックフィルム基板等にも形成することができる可能性があり、多方面への応用が期待されている。

有機半導体材料の塗布方法としては、有機半導体材料を溶解した溶液を直接塗布するインクジェット法、ディスペンサ法等の液滴塗布技術が知られている。有機半導体溶液は、このような印刷法に適するように調製できる為、有機半導体膜をパターンニングすることが可能である。これらの技術は、１．真空プロセスが不要、２．材料の浪費がない、３．直接パターニングできる為フォトリソグラフィ法と比べてエッチング工程が不要、といった利点がある。これにより、製造コストを抑えることができ、多方面で鋭意研究が行われている。

ところで、このような有機ＴＦＴにおいて、優れた電気特性と高い信頼性を得る為には、有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成する必要がある。しかしながら、有機ＴＦＴの有機半導体膜をインクジェット法やディスペンサ法等の印刷法を用いて形成する際には、有機半導体溶液の安定性、ノズル面の乾燥によるノズル詰り、ノズル面の乾燥によるノズル面の濃度上昇により滴下された有機半導体溶液の液滴の滴下速度のばらつき、滴下された液滴の着弾に至るまでの曲がり、等滴下に関して種々の不安定要素がある。また、滴下された液滴の着弾位置の表面状態や液滴の接触角によっては液滴が着弾位置から移動する場合がある。この為、５０μｍの精度が限界であり、フォトリソグラフィ法に優る高精細化は困難である。さらに、滴下された液滴が乾燥に至る前に濡れ広がり、隣接する画素にまで到達することにより、クロストークやリーク電流の増加等に繋がるパターニング不良、また、充分な膜厚が得られないこと、等によりトランジスタの良好な特性が得られないといった問題がある。

高精細化の１つの方法として、液滴の小径化が提案されているが、ノズル詰りや滴下された液滴の着弾に至るまでの曲がりに関しては、小径化する程不利になる為、得策とはいえない。

そこで、このような問題に対応する為に種々の技術が検討されている。例えば、撥液性を有する薄膜の上で液滴を滴下したい所定の位置にプラズマを照射し親液性にし、撥液性を有する周縁部に囲まれた親液性を有する領域を設ける。これにより、滴下された液滴の塗布領域外への流出を防止し、印刷精度を高める技術が知られている（特許文献１参照）。

また、下地層の上に形成されたソース電極・ドレイン電極の上に感光物質を含む疎水性（撥液性）を有するアクリル系合成樹脂からなる有機膜パターンを形成し、ソース電極・ドレイン電極の対向する所定の領域に開口部を設ける。そして、該開口部により露出した下地層に酸素プラズマを照射し親水性（親液性）にする。すなわち、有機膜パターンの表面は疎水性を有し、開口部の下地層は親水性を有する為、有機薄膜パターンがバンク（障壁）となる。これにより、滴下された液滴の塗布領域外への流出を防止し、印刷精度を高める技術が知られている（特許文献２参照）。
ＷＯ２００４／０９６４５１ 特開２００７−２８８１３０号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示されている方法では、下地層を親液化する為に、プラズマ照射といった工程を要し、さらに、特許文献２の場合は、有機膜パターンに開口部を設けバンクを形成する為に、フォトリソグラフィ法といった工程が必要となる。この為、製造工程の複雑化と製造コストの高価格化を招くといった問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる有機ＴＦＴを提供することを目的とする。

上記目的は、下記の１乃至９いずれか１項に記載の発明によって達成される。

１．第１の下地層の上に分離して不連続に形成されたソース電極・ドレイン電極およびソースバスと、
前記ソース電極・ドレイン電極の上に有機半導体溶液を滴下し形成された有機半導体膜と、
第２の下地層の上に形成された導電パターンと、を有し、
前記ソース電極と前記ソースバスは、前記導電パターンを介して電気的に接続されていることを特徴とする有機ＴＦＴ。

２．前記第１の下地層はゲート絶縁膜、前記第２の下地層はベース基板であることを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴ。

３．前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよびゲート電極が同じ材料で同時に形成されていることを特徴とする前記２に記載の有機ＴＦＴ。

４．前記第１の下地層はゲート絶縁膜、前記第２の下地層は半導体保護膜であることを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴ。

５．前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよび画素電極が同じ材料で同時に形成されていることを特徴とする前記４に記載の有機ＴＦＴ。

６．前記第１の下地層はベース基板、前記第２の下地層はゲート絶縁膜であることを特徴とする前記１に記載の有機ＴＦＴ。

７．前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよびゲート電極が同じ材料で同時に形成されていることを特徴とする前記６に記載の有機ＴＦＴ。

８．前記ソース電極と前記ソースバスは、前記第１の下地層または前記第２の下地層に設けられた開口部を通して前記導電パターンと電気的に接続されていることを特徴とする前記１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ。

９．前記有機半導体溶液は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて滴下されることを特徴とする前記１乃至８のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ。

本発明によれば、ソース電極とソースバスを、第１の下地層の上に分離して不連続に形成し、第２の下地層の上に形成された導電パターンを介して接続する構成とした。これにより、ソース電極・ドレイン電極の上に有機半導体溶液を滴下し有機半導体膜を形成する際、滴下された有機半導体溶液の液滴がソースバスへ濡れ広がることがない。その結果、有機半導体膜を適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができ、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる。

以下図面に基づいて、本発明に係る有機ＴＦＴの実施の形態を説明する。尚、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

〔実施形態１〕
最初に実施形態１による有機ＴＦＴの構成を図１を用いて説明する。図１において、紙面左図は実施形態１による有機ＴＦＴ１の平面模式図、右図は断面模式図である。

有機ＴＦＴ１は、図１に示すように、ベース基板Ｐ、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰ、ゲート絶縁膜ＩＦ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢ、有機半導体膜ＳＦ、及び図示しない半導体保護膜等から構成される、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴである。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢは、ゲート絶縁膜ＩＦ（第１の下地層）の上に分離して不連続に形成され、ソース電極ＳとソースバスＳＢは、ベース基板Ｐ（第２の下地層）の上に形成された導電パターンＣＰを介して接続されている。

ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄは、金属薄膜で形成されている為、周辺のゲート絶縁膜ＩＦの表面よりも表面エネルギーが高く有機半導体溶液が濡れ広がりやすい。この為、有機半導体溶液を滴下する際、ソース電極ＳとソースバスＳＢとがゲート絶縁膜ＩＦの上で連続して形成されていると、滴下された有機半導体溶液は、ソースバスＳＢの方向へ濡れ広がりチャネル部に残留する溶液量が減少する。その結果、有機半導体膜ＳＦをチャネル部に適正な膜厚で安定して形成することが困難である。

そこで、本願発明者らは、これらの問題に対応する為、鋭意検討した結果、ソース電極ＳとソースバスＳＢを、ゲート絶縁膜ＩＦの上に分離して不連続に形成し、ベース基板Ｐの上に形成された導電パターンＣＰを介して接続する構成を見出した。これにより、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に有機半導体溶液を滴下し有機半導体膜ＳＦを形成する際、滴下された有機半導体溶液の液滴がソースバスＳＢへ濡れ広がるのを防止することができ、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができる。

次に、このような構成の有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を図２を用いて説明する。図２（ａ）〜図２（ｅ）は、有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を示す模式図であり、紙面左図は平面模式図、右図は断面模式図である。

最初に、ベース基板Ｐの上にゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰを形成する（図２（ａ））。ベース基板Ｐの材料は、特に限定されることはなく、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス等のガラスやフレキシブルなプラスティックフィルム等の樹脂製シートを用いることができる。プラスティックフィルムとしては、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このようなプラスティックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上させることができる。また、ステンレスや真鍮などの金属板を用いることもできる。

ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰの材料としては、スパッタリング法や蒸着で薄膜を形成する場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、ＩＴＯやこれらにドーパントを加えた材料等を用いることができる。液滴塗布法の場合は、Ａｇナノ粒子、Ａｕナノ粒子、ＡｇＰｂナノ粒子等の金属ナノ粒子を溶媒に分散した金属ナノ粒子インク、ＩＴＯナノ粒子等の金属酸化物を溶媒に分散した金属酸化物ナノ粒子インク、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の有機材料を溶媒に分散した有機材料分散インク等を用いることができる。形成方法としては、スパッタリング法や蒸着法等を用いて電極材料の薄膜が表面に形成されたベース基板Ｐを、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングする方法や、種々の印刷法やインクジェット法等の液滴塗布法を用いて所望の部分のみに薄膜を形成することができる。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦを形成する（図２（ｂ））。ゲート絶縁膜ＩＦの材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン等の無機酸化物や、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物を用いることができる。あるいは、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、シアノエチルプルラン等の有機化合物等も用いることができる。形成方法としては、例えば、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等のほか、スピンコート等の塗布法によって形成された絶縁膜を、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングする方法や、種々の印刷法やインクジェット等の液滴塗布法を用いて所望の部分のみに薄膜を形成することができる。尚、この時、ゲート絶縁膜ＩＦの導電パターンＣＰの両端に位置する領域には、開口部ＩＦａ、ＩＦｂを形成する。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢを形成する（図２（ｃ））。ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢの材料としては、ゲート電極Ｇの場合と同様の材料を用いることができる。ゲート絶縁層ＩＦが形成されたベース基板Ｐを洗浄後、前述のゲート電極Ｇの形成方法と同様に、フォトリソグラフィ法や、種々の印刷法や液滴塗布法等を用いて形成することができる。尚、この時、ソース電極Ｓ、ソースバスＳＢは、それぞれゲート絶縁膜ＩＦに形成された開口部ＩＦａ、ＩＦｂを通して、ベース基板Ｐの上に形成された導電パターンＣＰと接続され導通する。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄで形成されるチャネル部の上に有機半導体溶液ＳＬを滴下した後（図２（ｄ））、乾燥させて有機半導体膜ＳＦを形成する（図２（ｅ））。

有機半導体の材料としては、多環芳香族化合物や共役系高分子等を用いることができるが、特に限定されない。高分子材料、オリゴマー、低分子材料でもよく、成膜後に分子が分子間相互作用により規則正しく配列し結晶となるものが特に好ましい。ペンタセン、ポルフィリン、フタロシアニン、オリゴチオフェン、オリゴフェニレン、ポリチオフェン、ポリフェニレン、及びこれら誘導体等を用いることができる。具体的には、ペンタセン、６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン、テトラベンゾポルフィリン、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）等を用いることができる。また、これらの前駆体を成膜した後に熱処理すること等で有機半導体材料等に変換することもできる。

有機半導体溶液ＳＬの塗布方法は、スクリーン印刷、インクジェット法、マイクロコンタクトプリント、ＳＩＪ、ディスペンサ法、凸版、転写等の印刷法を用いると、塗布と同時にパターニングもできる為、製造コストを低減することができ好適である。とりわけ、インクジェット法、ＳＩＪ、ディスペンサ法等の液滴塗布法を用いるのが特に好適である。

液滴塗布法を用いる場合には、有機半導体の材料は、前述の材料のなかでも、溶媒に溶解または分散させるものが好適で、有機低分子材料に溶解性を高める為に可溶性の側鎖を設けたものや、半導体の前駆体の溶液についても適用可能である。

また、有機半導体溶液ＳＬに用いる溶媒は、有機半導体材料の溶解度とインクジェット法で吐出を行う為に必要な粘弾性、及び沸点を有するものであれば特に限定されるものではなく、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、ハロゲン化炭化水素類、フェノール類等から有機半導体材料に適した溶媒を選択することができる。

尚、図示しない半導体保護膜は、有機半導体膜ＳＦを外部雰囲気から遮断、保護する為に適宜形成する。

〔実施形態２〕
最初に実施形態２による有機ＴＦＴの構成を図３を用いて説明する。図３において、紙面左図は実施形態２による有機ＴＦＴ１の平面模式図、右図は断面模式図である。

有機ＴＦＴ１は、図３に示すように、ベース基板Ｐ、ゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜ＩＦ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢ、有機半導体膜ＳＦ、半導体保護膜ＰＦ、及び画素電極Ｅ、導電パターンＣＰ等から構成され、実施形態１の場合と同様のボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴである。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢは、ゲート絶縁膜ＩＦ（第１の下地層）の上に分離して不連続に形成され、ソース電極ＳとソースバスＳＢは、半導体保護膜ＰＦ（第２の下地層）の上に形成された導電パターンＣＰを介して接続されている。

このような構成においても、ソース電極ＳとソースバスＳＢとは、ゲート絶縁膜ＩＦの上で分離して不連続に形成されている。これにより、実施形態１の場合と同様に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に有機半導体溶液を滴下し有機半導体膜ＳＦを形成する際、滴下された有機半導体溶液の液滴がソースバスＳＢへ濡れ広がるのを防止することができ、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができる。

次に、このような構成の有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を図４を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｈ）は、有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を示す模式図であり、紙面左図は平面模式図、右図は断面模式図である。

図４（ａ）〜図４（ｅ）に示す、ゲート電極Ｇの形成から有機半導体保護膜ＳＦの形成に至る工程は、実施形態１の場合の導電性パターンＣＰの形成工程、及びソース電極ＳとソースバスＳＢの導電性パターンＣＰとの接続工程を除いて概ね同様なのでその説明は省略する。

図４（ｆ）において、半導体保護膜ＰＦを形成する。半導体保護膜ＰＦの材料としては、パレリンＣ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ等を用いることができるが、有機半導体膜ＳＦを保護する性能が充分であれば特に限定されない。また、形成方法も、通常用いられている方法で実施されればよく、特に限定されるものではない。

次に、半導体保護膜ＰＦのソース電極Ｓ、ソースバスＳＢ、及びドレイン電極Ｄの端部に位置する領域に、開口部ＰＦａ、ＰＦｂ、及びＰＦｃを形成する（図４（ｇ））。形成方法としては、例えばレーザーを用いることができる。

次に、画素電極Ｅ、導電パターンＣＰを形成する（図４（ｈ））。画素電極Ｅ、導電パターンＣＰの材料としては、ゲート電極Ｇの場合と同様の材料を用いることができる。また、形成方法もゲート電極Ｇの場合と同様に、フォトリソグラフィ法や、種々の印刷法や液滴塗布法等を用いて形成することができる。尚、この時、導電パターンＣＰの両端は、それぞれ半導体保護膜ＰＦに形成された開口部ＰＦａ、ＰＦｂを通して、ゲート絶縁膜ＩＦの上に形成されたソース電極Ｓ、ソースバスＳＢと接続され導通する。また、画素電極Ｅは、半導体保護膜ＰＦに形成された開口部ＰＦｃを通して、ゲート絶縁膜ＩＦの上に形成されたドレイン電極Ｄと接続され導通する。

〔実施形態３〕
最初に実施形態３による有機ＴＦＴの構成を図５を用いて説明する。図５において、紙面左図は実施形態３による有機ＴＦＴ１の平面模式図、右図は断面模式図である。

有機ＴＦＴ１は、図５に示すように、ベース基板Ｐ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢ、有機半導体膜ＳＦ、ゲート絶縁膜ＩＦ、及びゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰ等から構成される、トップゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴである。

このような構成の有機ＴＦＴ１において、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢは、ベース基板Ｐ（第１の下地層）の上に分離して不連続に形成され、ソース電極ＳとソースバスＳＢは、ゲート絶縁膜ＩＦ（第２の下地層）の上に形成された導電パターンＣＰを介して接続されている。

このような構成においても、ソース電極ＳとソースバスＳＢとは、ベース基板Ｐの上で分離して不連続に形成されている。これにより、実施形態１の場合と同様に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に有機半導体溶液を滴下し有機半導体膜ＳＦを形成する際、滴下された有機半導体溶液の液滴がソースバスＳＢへ濡れ広がるのを防止することができ、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができる。

次に、このような構成の有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を図６を用いて説明する。図６（ａ）〜図６（ｅ）は、有機ＴＦＴ１の製造工程の一例を示す模式図であり、紙面左図は平面模式図、右図は断面模式図である。

最初に、ベース基板Ｐの上にソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢを形成する（図６（ａ））。ベース基板Ｐ、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢの材料、及び形成方法は、実施形態１の場合と概ね同様でありその説明は省略する。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄで形成されるチャネル部の上に有機半導体溶液ＳＬを滴下した後（図６（ｂ））、乾燥させて有機半導体膜ＳＦを形成する（図６（ｃ））。有機半導体の材料、及び有機半導体溶液ＳＬの塗布方法は、実施形態１の場合と概ね同様でありその説明は省略する。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦを形成する（図６（ｄ））。ゲート絶縁膜ＩＦの材料、及び形成方法は、実施形態１の場合と概ね同様でありその説明は省略する。尚、この時、ゲート絶縁膜ＩＦのソース電極Ｓ、ソースバスＳＢの端部に位置する領域に、開口部ＩＦａ、ＩＦｂを形成する。

次に、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰを形成する（図６（ｅ））。ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰの材料、形成方法は、実施形態１の場合と概ね同様でありその説明は省略する。尚、この時、導電パターンＣＰの両端は、それぞれゲート絶縁膜ＩＦに形成された開口部ＩＦａ、ＩＦｂを通して、ベース基板Ｐの上に形成されたソース電極Ｓ、ソースバスＳＢと接続され導通する。

尚、前述の実施形態１、実施形態２において、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの形状は、矩形に形成されているが、図７に示すように、半円状に形成しても良い。ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄのチャネル部に滴下された有機半導体溶液ＳＬの液滴は、表面張力により丸くなろうとする力が作用する。この為、電極形状を液滴の形状に合わせて丸型にすると、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上での着弾安定性が高く、形成される有機半導体膜ＳＦの位置精度を高めることができる。

次に、本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴ１の実施例を説明する。

（実施例１）
実施例１は、実施形態１による有機ＴＦＴの実施例である。

最初に、Ｃｒ膜が膜厚１２５ｎｍで表面にスパッタされた板厚０．７ｍｍのガラス基板（図２（ａ）：ベース基板Ｐ）に、感光性レジストを塗布した後、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰの形状を有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰを形成した（図２（ａ））。

次に、スピンコート法を用いて、感光性材料を塗布し厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図２（ｂ））。尚、この時、フォトリソグラフィ法を用いてゲート絶縁膜ＩＦの導電パターンＣＰの両端に位置する領域には、開口部ＩＦａ、ＩＦｂを形成した。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦの上に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングした後、スパッタリング法を用いて、Ｃｒを厚み５ｎｍ、Ａｕを厚み５０ｎｍでこの順に成膜した。その後、常温のジメチルホルムアミドで超音波洗浄を行い不要部分のリフトオフレジストを除去し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢを形成した（図２（ｃ））。チャネル長であるソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間の距離は１０μｍ、チャネル幅は１００μｍとした。尚、この時、ソース電極Ｓ、ソースバスＳＢは、それぞれゲート絶縁膜ＩＦに形成された開口部ＩＦａ、ＩＦｂを通して、ベース基板Ｐの上に形成された導電パターンＣＰと接続され導通した。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄで形成されるチャネル部の上に、有機半導体溶液ＳＬとして沸点２０７．４℃のテトラリンに６，１３−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセンを５質量％溶解した溶液を、インクジェット法を用いて滴下した後（図２（ｄ））、乾燥させて有機半導体膜ＳＦを形成し、（図２（ｅ））、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を完成させた。尚、インクジェット法としては、コニカミノルタ社製のインクジェットヘッドを用いた。また、滴下パターンは横１００×縦８０ｄｏｔ、ピッチ３５２．５μｍであり、１回スキャンで所定のチャネル領域に、有機半導体溶液ＳＬを滴下した。

（実施例２）
実施例２は、実施形態２による有機ＴＦＴの実施例である。

最初に、Ｃｒ膜が膜厚１２５ｎｍで表面にスパッタされた板厚０．７ｍｍのガラス基板（図４（ａ）：ベース基板Ｐ）に、感光性レジストを塗布した後、ゲート電極Ｇの形状を有するフォトマスクを介して露光、現像して、ゲート電極Ｇの形状のレジスト層を形成した。Ｃｒのエッチング後、レジスト層を除去し、ゲート電極Ｇを形成した（図４（ａ））。

次に、スピンコート法を用いて、感光性材料を塗布し厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図４（ｂ））。尚、ゲート電極Ｇの端子部等の保護にはリフトオフレジスト（ゼオン社製）を予めスピンコート法にて塗布した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングしておき保護膜とした。ゲート絶縁膜ＩＦを形成した後、常温のジメチルホルムアミドで超音波洗浄を行い不要部分のリフトオフレジストを除去し、端子出しを行った。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦの上に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングした後、スパッタリング法を用いて、Ｃｒを厚み５ｎｍ、Ａｕを厚み５０ｎｍでこの順に成膜した。その後、常温のジメチルホルムアミドで超音波洗浄を行い不要部分のリフトオフレジストを除去し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢを形成した（図４（ｃ））。チャネル長であるソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとの間の距離は１０μｍ、チャネル幅は１００μｍとした。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄで形成されるチャネル部の上に、有機半導体溶液ＳＬとして沸点２０７．４℃のテトラリンに６，１３−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセンを５質量％溶解した溶液を、インクジェット法を用いて滴下した後（図４（ｄ））、乾燥させて有機半導体膜ＳＦを形成した（図４（ｅ））。尚、インクジェット法としては、コニカミノルタ社製のインクジェットヘッドを用いた。また、滴下パターンは横１００×縦８０ｄｏｔ、ピッチ３５２．５μｍであり、１回スキャンで所定のチャネル領域に、有機半導体溶液ＳＬを滴下した。

次に、有機半導体膜ＳＦが形成されたベース基板Ｐの上全面にパレリンＣを成膜し半導体保護膜ＰＦを形成した（図４（ｆ））。

次に、半導体保護膜ＰＦのソース電極Ｓ、ソースバスＳＢ、及びドレイン電極Ｄの端部に位置する領域に、レーザーを用いて開口部ＰＦａ、ＰＦｂ、及びＰＦｃを形成した（図４（ｇ））。

次に、半導体保護膜ＰＦの上に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングした後、スパッタリング法を用いてＩＴＯ薄膜を形成した。その後、不要部分のリフトオフレジストを除去し、画素電極Ｅ、導電パターンＣＰを形成した（図４（ｈ））。この時、導電パターンＣＰの両端は、それぞれ半導体保護膜ＰＦに形成された開口部ＰＦａ、ＰＦｂを通して、ゲート絶縁膜ＩＦの上に形成されたソース電極Ｓ、ソースバスＳＢと接続され導通した。また、画素電極Ｅは、半導体保護膜ＰＦに形成された開口部ＰＦｃを通して、ゲート絶縁膜ＩＦの上に形成されたドレイン電極Ｄと接続され導通した。このようにして、ボトムゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を完成させた。

（実施例３）
実施例３は、実施形態３による有機ＴＦＴの実施例である。

最初に、板厚０．７ｍｍのガラス基板（図６（ａ）：ベース基板Ｐ）に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングした後、スパッタリング法を用いてＡｕを厚み５０ｎｍで成膜した。その後、不要な部分のリフトオフレジストを除去し、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄ、ソースバスＳＢを形成した（図６（ａ））。

次に、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄで形成されるチャネル部の上に、有機半導体溶液ＳＬとして沸点２０７．４℃のテトラリンに６，１３−ビストリイソプロピルシリルエチニルペンタセンを５質量％溶解した溶液を、インクジェット法を用いて滴下した後（図６（ｂ））、乾燥させて有機半導体膜ＳＦを形成した（図６（ｃ））。尚、インクジェット法としては、コニカミノルタ社製のインクジェットヘッドを用いた。また、滴下パターンは横１００×縦８０ｄｏｔ、ピッチ３５２．５μｍであり、１回スキャンで所定のチャネル領域に、有機半導体溶液ＳＬを滴下した。

次に、スピンコート法を用いて、感光性材料を成膜し厚み５００ｎｍのゲート絶縁膜ＩＦを形成した（図６（ｄ））。尚、この時、フォトリソグラフィ法を用いてゲート絶縁膜ＩＦの導電パターンＣＰの両端に位置する領域には、開口部ＩＦａ、ＩＦｂを形成した。

次に、ゲート絶縁膜ＩＦの上に、リフトオフレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングした後、スパッタリング法を用いてＣｒ薄膜を成膜した。その後、不要部分のリフトオフレジストを除去し、ゲート電極Ｇ、導電パターンＣＰを形成した（図６（ｅ））。尚、この時、導電パターンＣＰの両端は、それぞれゲート絶縁膜ＩＦに形成された開口部ＩＦａ、ＩＦｂを通して、ベース基板Ｐの上に形成されたソース電極Ｓ、ソースバスＳＢと接続され導通した。このようにして、トップゲートボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１を完成させた。

このようにして実施例毎に、有機ＴＦＴ１を２０素子製作し、その有機半導体膜ＳＦの形状を光学顕微鏡及びＡＦＭ（キーエンス社製）にて観察したところ、形状、膜厚ともに殆どばらつきなく、精度よくチャネル部に形成されていることが確認できた。

このように本発明の実施形態に係る有機ＴＦＴ１は、ソース電極ＳとソースバスＳＢを、第１の下地層の上に分離して不連続に形成し、第２の下地層の上に形成された導電パターンを介して接続する構成とした。これにより、ソース電極Ｓ・ドレイン電極Ｄの上に有機半導体溶液を滴下し有機半導体膜ＳＦを形成する際、滴下された有機半導体溶液の液滴がソースバスＳＢへ濡れ広がることがない。その結果、有機半導体膜ＳＦを適正な膜厚で所定の位置に精度良く形成することができ、製造工程の複雑化と高価格化を招くことなく、優れた特性と高い信頼性を得ることができる。

本発明の実施形態１による有機ＴＦＴの構成を示す図である。 本発明の実施形態１による有機ＴＦＴの製造工程を示す模式図である。 本発明の実施形態２による有機ＴＦＴの構成を示す図である。 本発明の実施形態２による有機ＴＦＴの製造工程を示す模式図である。 本発明の実施形態３による有機ＴＦＴの構成を示す図である。 本発明の実施形態３による有機ＴＦＴの製造工程を示す模式図である。 ソース電極・ドレイン電極の別例による形状を示す図である。

符号の説明

１ 有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）
ＣＰ 導電パターン
Ｄ ドレイン電極
Ｅ 画素電極
Ｇ ゲート電極
ＩＦ ゲート絶縁膜
Ｐ ベース基板
ＰＦ 半導体保護膜
Ｓ ソース電極
ＳＢ ソースバス
ＳＦ 有機半導体膜
ＳＬ 有機半導体溶液

Claims (9)

1. 第１の下地層の上に分離して不連続に形成されたソース電極・ドレイン電極およびソースバスと、
   前記ソース電極・ドレイン電極の上に有機半導体溶液を滴下し形成された有機半導体膜と、
   第２の下地層の上に形成された導電パターンと、を有し、
   前記ソース電極と前記ソースバスは、前記導電パターンを介して電気的に接続されていることを特徴とする有機ＴＦＴ。
2. 前記第１の下地層はゲート絶縁膜、前記第２の下地層はベース基板であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴ。
3. 前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよびゲート電極が同じ材料で同時に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＴＦＴ。
4. 前記第１の下地層はゲート絶縁膜、前記第２の下地層は半導体保護膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴ。
5. 前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよび画素電極が同じ材料で同時に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ＴＦＴ。
6. 前記第１の下地層はベース基板、前記第２の下地層はゲート絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＴＦＴ。
7. 前記第２の下地層の上には、前記導電パターンおよびゲート電極が同じ材料で同時に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の有機ＴＦＴ。
8. 前記ソース電極と前記ソースバスは、前記第１の下地層または前記第２の下地層に設けられた開口部を通して前記導電パターンと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ。
9. 前記有機半導体溶液は、インクジェット法またはディスペンサ法を用いて滴下されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の有機ＴＦＴ。

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