JP2004064059A

JP2004064059A - Organic thin-film transistor, organic thin-film transistor sheet, and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2004064059A
Application number: JP2003160610A
Authority: JP
Inventors: Katsura Hirai; 平井　桂
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP4860101B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to mass-produce an organic thin film transistor with stable performance at low costs, and a low-price organic thin film transistor product. <P>SOLUTION: This organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode formed by a coating method and a photolithographic method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機薄膜トランジスタ、有機薄膜トランジスタシート及びこれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の活性半導体層を有機半導体で構成した有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）は、低コスト、且つ、大面積でありフレキシブルなデバイス、特に、ディスプレイやセンサ等のアクティブ駆動素子として検討されている。
【０００３】
有機薄膜トランジスは、ディスプレイやセンサの価格を革命的に引き下げる可能性を有することからその製造方法が有機薄膜トランジスタ関連技術における鍵の一つになる。特許文献１及び特許文献２には、ソース電極及びドレイン電極を金の蒸着膜で形成した有機薄膜トランジスタが記載されている。また、特許文献３には、従来のフォトリソグラフ、インクジェット印刷等により電極を形成することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９０００１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−３０７１７２号公報
【０００６】
【特許文献３】
世界公開第００／７９６１７号パンフレット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スパッタリングや蒸着により電極を形成する方法は、真空系の中での膜形成が必須であるので、生産効率が低く、大規模な製造設備が必要であることから設備コストが高いという問題がある。
【０００８】
大量生産に適した方法として有力なものは、ロールから原材料を供給し、必要な処理を行った後にロールに巻き取ることにより、製品或いは、半製品を得るロールツーロール（ＲＯＬＬ　ｔｏ　ＲＯＬＬ）製造工程であるが、従来のフォトリソグラフ法では、フォトレジストパターンの形成工程とエッチング工程とが分離された工程であるために、塗布を主体とするロールツーロール製造工程に適合せず、大量生産に適さないという問題がある。
【０００９】
更に、インクジェット法やスクリーン印刷法によりソース電極及びドレイン電極を形成する方法は大量生産に適さないという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ロールツーロールでディスプレイやセンサを低コストで大量に製造することを可能にする有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記した本発明の目的は
１）　支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
を有する有機薄膜トランジスタの製造方法、
２）　前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、金属微粒子が分散された層からなる１）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
３）　前記ソース電極及び前記ドレイン電極は導電性ポリマーからなる１）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
４）　ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程の後に実行される加熱処理工程を有する１）〜３）の何れかに記載の有機薄膜トランジスタの製造方法、
５）　前記光感応性樹脂層はレーザ感光性である１）〜４）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
６）　前記光感応性樹脂層は赤外レーザ感光性である５）の有機薄膜トランジスタの製造方法、
７）　前記光感応性樹脂層は露光部が現像液に溶解するポジ型である１）〜６）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
８）　前記ゲート絶縁層が無機酸化物からなり、大気圧プラズマ法により形成される１）〜７）のいずれかの有機薄膜トランジスタの製造方法、
９）　１）〜８）のいずれかの製造方法により製造された有機薄膜トランジスタ、
１０）支持体上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程、
該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に光感応性樹脂の現像液により除去可能な原電極層を形成する工程、
該原電極層上に光感応性樹脂層を形成する工程、
該光感応性樹脂層を露光する工程及び、
露光された前記光感応性樹脂層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
を有し、
前記ゲート電極を形成する工程において、前記ゲート電極を有する走査線を形成し、
ソース電極及びドレイン電極を形成する前記工程において、前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む信号線及び前記ソース電極又は前記ドレイン電極を含む入出力電極を形成することにより、
前記走査線及び前記信号線により接続されマトリクス配置された複数の有機薄膜トランジスタを有する有機薄膜トランジスタシートを製造する有機薄膜トランジスタシートの製造方法、
１１）　１０）の製造方法により製造された有機薄膜トランジスタシート、
により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明により製造された有機薄膜トランジスタの例を図１に示すが、本発明はこれに限られない。
【００１３】
１は支持体、２はゲート電極、３はゲート電極を被覆するゲート絶縁層、４は有機半導体層、５はソース電極、６はドレイン電極である。図１の有機薄膜トランジスタは有機半導体層４を活性層とするボトムゲート型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。
【００１４】
支持体１は、ガラスやフレキシブルなポリマーシートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（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）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、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。このように、プラスチ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、可撓性を有し、衝撃に対する耐性を向上できる。
【００１５】
ゲート電極２、ソース電極５及びドレイン電極６の電極材料としては、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。ソース電極、ドレイン電極は、上に挙げた中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００１６】
ゲート電極２の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によりパターニングしたレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００１７】
前記導電性微粒子として、粒子径が１〜５０ｎｍ好ましくは１〜１０ｎｍの白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンなどの金属微粒子が挙げられる。このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈方などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３などに開示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５８１４、同２００１−３５２５５、同２００１−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などのガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を塗布し、電極パターン状に形成した後に、溶媒を乾燥させ、更に、１００℃〜３００℃、好ましくは、１５０℃〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を熱融着させることで電極を形成する。
【００１８】
ゲート絶縁層３には、無機酸化物被膜又は有機化合物被膜など種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物被膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【００１９】
上記被膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００２０】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【００２１】
これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号、同１１−１３３２０５号、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２等に記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称する）。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。
【００２２】
また有機化合物被膜としては、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、あるいは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、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。
【００２３】
有機化合物被膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
無機酸化物被膜と有機化合物被膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。
【００２４】
４は有機半導体層であり、有機半導体層４の有機半導体材料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０号に記載された多環縮合体などを用いることができる。また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１号に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ′−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００２５】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数が４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数が２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００２６】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００２７】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００２８】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセクター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして有機半導体層に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された該層は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する層である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００２９】
このアクセプターとしてＣｌ_２、Ｂｒ_２、Ｉ_２、ＩＣｌ、ＩＣｌ_３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ_５、ＡｓＦ_５、ＳｂＦ_５、ＢＦ_３、ＢＣ１_３、ＢＢｒ_３、ＳＯ_３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_４、ＨＣｌＯ_４、ＦＳＯ_３Ｈ、ＣｌＳＯ_３Ｈ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ_３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ_４、ＺｒＣｌ_４、ＨｆＣｌ_４、ＮｂＦ_５、ＮｂＣｌ_５、ＴａＣｌ_５、ＭｏＣｌ_５、ＷＦ_５、ＷＣｌ_６、ＵＦ_６、ＬｎＣｌ_３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻、Ｉ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_５ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻、ＢＦ_４ ⁻、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００３０】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ_４Ｐ^＋、Ｒ_４Ａｓ^＋、Ｒ_３Ｓ^＋、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００３１】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物とともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを導入させることができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物｛工業材料、３４巻、第４号、５５頁、１９８６年｝に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００３２】
これら有機半導体層の作製法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液をもちいて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好ましい。これら有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、使用される有機半導体により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００３３】
５はソース電極、６はドレイン電極であり、これらの電極は、粒子径が１〜５０ｎｍの、好ましくは１〜１０ｎｍの金属微粒子を含有する分散物を用いて形成される。金属材料は白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができるが、特に仕事関数が４．５ｅＶ以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが好ましい。
【００３４】
これらの金属からなる微粒子を、主に有機材料からなる分散安定剤を用いて、水系分散媒中に分散させた液を塗設し、後に説明するようにパターニングする。
【００３５】
このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４などに記載されたガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を、塗設して電極パターンを形成することができる。
【００３６】
ソース電極及びドレイン電極を形成する導電性材料には、また、導電性ポリマーを用いることができる。導電性ポリマーとしては、ドーピングが施された導電性π共役系ポリマーが好ましい。
【００３７】
たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチエニレンビニレンなどのポリチエニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０号に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００３８】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００３９】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして導電性ポリマー層に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された導電性ポリマー層は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する導電性ポリマー層である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００４０】
このアクセプターとしてＣｌ_２、Ｂｒ_２、Ｉ_２、ＩＣｌ、ＩＣｌ_３、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ_５、ＡｓＦ_５、ＳｂＦ_５、ＢＦ_３、ＢＣ１_３、ＢＢｒ_３、ＳＯ_３などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_４、ＨＣｌＯ_４、ＦＳＯ_３Ｈ、ＣｌＳＯ_３Ｈ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ_３、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ_４、ＺｒＣｌ_４、ＨｆＣｌ_４、ＮｂＦ_５、ＮｂＣｌ_５、ＴａＣｌ_５、ＭｏＣｌ_５、ＷＦ_５、ＷＣｌ_６、ＵＦ_６、ＬｎＣｌ_３（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ⁻、Ｂｒ⁻、Ｉ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_５ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻、ＢＦ_４ ⁻、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００４１】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ_４Ｐ^＋、Ｒ_４Ａｓ^＋、Ｒ_３Ｓ^＋、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００４２】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め導電性ポリマー層を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、導電性ポリマー層作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該層に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該層に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、導電性ポリマーとドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、導電性ポリマーとともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で該層を作製する場合、導電性ポリマーとドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして導電性ポリマー層中にドーパントを導入することができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００４３】
以上の導電性ポリマーのうち、水溶性又は水分散性の材料を用いて、導電性ポリマーの水系溶液又は水系分散液から導電性ポリマー層を形成するのが好ましい。これにより、光感応性樹脂の現像液として好ましいアルカリ水溶液によって導電性ポリマー層毎除去することが可能となる。またアニオンがドーピングされた導電性ポリマーを用いると、アルカリ水溶液への親和性をより高めることができる。このアニオン種としては、スルホン酸アニオンが最も好ましく、導電性ポリマー層の機械的強度を高める観点からポリスチレンスルホン酸などのポリマーを用いるのが好ましい。導電性ポリマーの最も好ましい態様は、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ錯体）である。
【００４４】
本発明に係る有機薄膜トランジスタの製造方法は、基本的に次の工程Ｓ１〜Ｓ７を有する。
Ｓ１・・・・・支持体上にゲート電極を形成する工程
Ｓ２・・・・・該ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程
Ｓ３・・・・・該ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程
Ｓ４・・・・・該有機半導体層上にフォトレジストの現像液により除去可能な原電極層を形成する工程
Ｓ５・・・・・該原電極層上にフォトレジスト層を形成する工程
Ｓ６・・・・・該フォトレジスト層を露光する工程
Ｓ７・・・・・露光された前記フォトレジスト層を現像することにより、前記原電極層の一部を除去してソース電極及びドレイン電極を形成する工程
これらの工程を図２〜８を参照して以下に説明する。なお、図２〜８において（ａ）は断面模式図、（ｂ）は平面模式図である。
Ｓ１・・・・・支持体上にゲート電極を形成する工程（図２に示す）
図示のように、支持体１上にゲート電極２を前述したものから選ばれる方法で形成する。
Ｓ２・・・・・ゲート電極を覆うゲート絶縁層を形成する工程（図３に示す）
図示のようにゲート電極２が形成された支持体１の全面にゲート絶縁層３を同様に前述したものから選ばれる方法で形成する。
Ｓ３・・・・・ゲート絶縁層上に有機半導体層を形成する工程（図４に示す）
図３示のようにゲート絶縁層３の全面を覆う有機半導体層４を形成する。
Ｓ４・・・・・有機半導体層上にフォトレジストの現像液により除去可能な原電極層を形成する工程（図５に示す）
前記金属微粒子の水系分散液又は前記の導電性ポリマーの導電性ポリマーの水系溶液若しくは水系分散液を塗布して原電極層１０を有機半導体層４上に形成する。
【００４５】
原電極層１０を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法が用いられる。
Ｓ５・・・・・原電極層上にフォトレジスト層を形成する工程（図６に示す）
原電極層１０上の全面に光感応性樹脂（一般にフォトレジストと呼ばれており、以下の説明ではフォトレジストとも言う）の溶液を塗布し、フォトレジスト層１１を形成する。
【００４６】
フォトレジスト層としては、ポジ型、ネガ型の公知の材料を用いることができるが、レーザ感光性の材料を用いることが好ましい。このようなフォトレジスト材料として、（１）特開平１１−２７１９６９号、特開２００１−１１７２１９、特開平１１−３１１８５９号、同１１−３５２６９１号のような色素増感型の光重合感光材料、（２）特開平９−１７９２９２号、米国特許第５，３４０，６９９号、特開平１０−９０８８５号、特開２０００−３２１７８０、同２００１−１５４３７４のような赤外線レーザに感光性を有するネガ型感光材料、（３）特開平９−１７１２５４号、同５−１１５１４４号、同１０−８７７３３号、同９−４３８４７号、同１０−２６８５１２号、同１１−１９４５０４号、同１１−２２３９３６号、同１１−８４６５７号、同１１−１７４６８１号、同７−２８５２７５号、特開２０００−５６４５２、ＷＯ９７／３９８９４、同９８／４２５０７のような赤外線レーザに感光性を有するポジ型感光材料が挙げられる。工程が暗所に限定されない点で、好ましいのは（２）と（３）であり、フォトレジスト層を除去する場合には、露光部が現像液に溶解するポジ型である（３）が最も好ましい。
【００４７】
上記のレジスト像の除去には、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系などフォトレジストの塗布溶媒に利用される広範囲の有機溶媒から、適宜選択し用いる。
【００４８】
本発明においては、金属微粒子分散物を用いてパターニングし、熱融着することにより、ソース電極又はドレイン電極を容易に高精度に作製することが可能となり、種々の形態でパターニングすることが容易となり、有機薄膜トランジスタを容易に製造することが可能となった。
【００４９】
導電性ポリマー層のパターニング後に光感応性樹脂層を除去する場合、フォトレジスト材料はポジ型が好ましい。また光感応性樹脂層を形成する組成物には、ノボラック樹脂やポリビニルフェノールの様なフェノール樹脂を混合するのが好ましい。ノボラック樹脂としては、例えばフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂、特開昭５５−５７８４１号公報に記載されるようなフェノール・クレゾール・ホルムアルデヒド共重縮合体樹脂、特開昭５５−１２７５５３号公報に記載されているような、ｐ−置換フェノールとフェノールもしくは、クレゾールとホルムアルデヒドとの共重縮合体樹脂等が挙げられる。
【００５０】
光感応性樹脂の塗布溶液を形成する溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これら溶媒は、単独であるいは２種以上混合して使用する。
【００５１】
フォトレジスト層を形成する方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法が用いられる。原電極層を形成する工程Ｓ４及びフォトレジスト層を形成する工程Ｓ５は、順次行ってもよいし、２層同時塗布により同時に形成してもよい。
Ｓ６・・・・・フォトレジスト層を露光する工程（図６に示す）
フォトレジスト層１１をパターニング露光（図におけるＥＸ）する。
【００５２】
パターニング露光を行う光源としては、Ａｒレーザー、半導体レーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等が挙げられ、好ましくは赤外に発振波長があるもので、半導体レーザーである。出力は５０ｍＷ以上が適当であり、好ましくは１００ｍＷ以上である。
Ｓ７・・・・・現像によりソース電極及びドレイン電極を形成する工程（図７に示す）
フォトレジストの現像に用いられる現像液としては、水系アルカリ現像液が好適である。水系アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、第二リン酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム等のアルカリ金属塩の水溶液や、アンモニア、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ−［５，４，０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４，３，０］−５−ノナン等のアルカリ性化合物を溶解した水溶液を挙げることが出来る。本発明におけるアルカリ性化合物のアルカリ現像液中における濃度は、通常１〜１０質量％、好ましくは２〜５質量％である。
【００５３】
現像液には、必要に応じアニオン性界面活性剤、両性界面活性剤やアルコール等の有機溶剤を加えることができる。有機溶剤としては、プロピレングリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ベンジルアルコール、ｎ−プロピルアルコール等が有用である。
【００５４】
上記の如く、露光されたフォトレジスト層は、現像により電極パターン状のフォトレジストを形成する。現像によって除去されるフォトレジスト層の下にある原電極層としての金属微粒子分散層は、水によって除去されることが、好ましい。また、該金属微粒子分散層は、現像と同時に除去されてもよい。
【００５５】
原電極層を金属微粒子で構成する場合には、フォトレジスト層１１の露光及び現像後に乾燥し、更に、１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を融着させることで堅牢な電極膜が形成される。
【００５６】
必要により、図８に示すフォトレジスト層の除去工程Ｓ８を加えることができる。
【００５７】
導電性ポリマー層のパターニング後にフォトレジスト層を除去する場合、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系などの前記フォトレジスト層の有機溶媒から適宜選択して除去に用いる。導電性ポリマー層への影響をより少なくするため、つまり導電性の低下を防止させたり、導電性ポリマー層の残存率を向上させるため、エーテル系又はケトン系の溶媒を用いることが好ましい。最も好ましいのはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒である。
【００５８】
フォトレジスト層１１を除去する工程を実施する場合には、金属微粒子を加熱により融着させる工程は除去工程Ｓ８の後に実施される。
【００５９】
図９は走査線、信号線及び入出力電極を形成した有機薄膜トランジスタの例の平面模式図である。
【００６０】
図９（ａ）は走査線２０の一部でゲート電極２を、信号線２１の一部でソース電極５又はドレイン電極６を、入出力電極２２に形成した突出部でソース電極５又はドレイン電極６を、それぞれ形成した例を示す。
【００６１】
多数本の走査線２０、多数本の信号線２１及び前記に説明した多数の有機薄膜トランジスタによりアクティブマトリクスが形成される。入出力電極２２には、液晶素子、電気泳動素子、光起電力素子、光導電性素子等が接続される。液晶素子や電気泳動素子が接続されるディスプレイにおいては、信号線２１はソース電極５を形成し、入出力電極２２は表示電極としての出力電極でありドレイン電極６を形成する。
【００６２】
光起電力素子や光導電性素子が接続されるセンサにおいては、信号線２１はドレイン電極６を形成し、入出力電極２２は出力電極であり、ソース電極５を形成する。
【００６３】
図９（ｂ）は、信号線２１に設けた突出部によりソース電極５又はドレイン電極６を形成した例であり、図９（ｃ）は、走査線２０に突出部を形成してゲート電極２を形成した例である。
【００６４】
図１０は本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタシートの回路図である。
【００６５】
マトリクス配置されたセルの各々は、有機ＴＦＴ素子２３、入出力電極としての表示電極を介して表示素子２２及び蓄積コンデンサ２４を有する。信号線２１は有機ＴＦＴ素子２３のソース電極に接続され、走査線２０は有機ＴＦＴ素子２３のゲート電極に接続され、表示電極は有機ＴＦＴ素子２３のドレイン電極に接続される。２６は垂直駆動回路、２７は水平駆動回路、２２は液晶、電気泳動素子等の表示素子で、等価回路で示されている。
【００６６】
水平駆動回路２７により走査線２０を順次オン状態にし、垂直駆動回路２６からデータ信号を供給することにより、有機ＴＦＴ素子２３を介して蓄積コンデンサ２４に電荷を注入して表示電極に駆動電圧を発生させ表示素子２２を駆動する。蓄積コンデンサ２４に蓄積された電荷は、有機ＴＦＴ素子２３のスイッチング機能により次のフレームが選択されるまで保持される。
【００６７】
次に、有機ＴＦＴ装置の製造について説明する。本発明の実施の形態に係る有機ＴＦＴ装置は、ロールツーロール（ＲＯＬＬ　ｔｏ　ＲＯＬＬ）工程により製造するのに適しており、低コストの大量生産が可能になる。
【００６８】
【実施例】
実施例１
表面に膜厚１０００Åのアルミニウム膜が形成された厚さ１５０μｍのポリイミドフィルム上に、下記組成物を塗布し、９０℃で９０秒乾燥することによりフォトレジスト層を設けた。
【００６９】
色素Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
バインダーＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
ノボラック樹脂バインダー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０部
（フェノールとｍ−、ｐ−混合クレゾールとホルムアルデヒドとの縮合化合物　Ｍｎ＝５００、Ｍｗ＝２５００、フェノール：ｍ−クレゾール：ｐ−クレゾール＝２０：４８：３２）
光酸発生剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３部
（２，６−ビストリクロロメチル−４−フェニル−１，３，５−トリアジン）
プロピレングルコールモノメチルエーテル　　　　　　　　　　１０００部
化合物Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０部
フッ素界面活性剤（旭硝子製、Ｓ−３８１）　　　　　　　　　　０．５部
乳酸メチル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７００部
メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部
（化合物Ａの合成）
１，１−ジメトキシシクロヘキサン１．０モル、トリエチレングリコール１．０モル及びｐ−トルエンスルホン酸水和物０．００３モル、トルエン５００ｍｌを攪拌しながら１００℃で１時間反応させ、その後１５０℃まで除々に温度を上げ、更に１５０℃で４時間反応させた。反応により生成するメタノールはこの間に留去した。冷却後、反応生成物を水で充分に洗浄し、１％のＮａＯＨ水溶液、１ＭのＮａＯＨ水溶液で順次洗浄した。更に食塩水で洗浄し無水炭酸カリウムで脱水した後、減圧下濃縮した。真空下で８０℃に加熱しながら１０時間乾燥させワックス状の化合物を得た。ＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは約１５００であった。
【００７０】
【化１】

【００７１】
フォトレジスト層（厚さ２μｍ）を形成した後、発振波長８３０ｎｍ、出力１００ｍＷの半導体レーザを用いて２００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー密度でゲート電極のパターン露光を行った。アルカリ現像液を用いて、露光部のフォトレジスト層を除去した後、エッチング液を用いて露出したアルミニウム被膜を除去した。さらに、メチルエチルケトンにより残存したフォトレジスト層を除去してよく洗浄した。
【００７２】
次に、前記のようにアルミニウム被膜がパターンニングされたフィルム表面に対して、大気圧プラズマ法により厚さ３００ｎｍの酸化珪素被膜からなるゲート絶縁層を成膜した。
【００７３】
さらにその上に、よく精製したポリ（３−ｎ−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）のｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ体（アルドリッチ社製）をクロロホルムに溶解し、塗布して窒素ガス中で自然乾燥することで厚さ５０ｎｍの有機半導体層を形成した。
【００７４】
特開平１１−８０６４７号公報に記載された金属微粒子分散物の製造法により、平均粒径約１０ｎｍの金微粒子の水分散液を作製し、上記有機半導体層上に塗布し、１００℃で５分乾燥することで厚さ０．５μｍの原電極層を形成した。
【００７５】
次いで、その上に上述のフォトレジスト層を塗設した後、ソース電極及びドレイン電極のパターン状に露光し現像した。この処理により、露光部分のフォトレジスト層をメチルエチルケトンを用いて除去し、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金属微粒子を熱融着することで、ソース電極及びドレイン電極が形成された。
【００７６】
以上の方法で作製された有機薄膜トランジスタはｐチャネル型の良好な動作特性を示した。また飽和領域におけるキャリア移動度は、０．０５ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００７７】
実施例２
ゲート電極をゲートバスライン（走査線）の一部として形成した他は実施例１と同様な工程によりゲート電極、ゲート絶縁層及び有機半導体層を形成した後に、特開平１１−８０６４７号公報に記載された金属微粒子分散物の製造法により、平均粒径約１０ｎｍの金微粒子の水分散液を作製し、有機半導体層上に塗布し、１００℃で５分乾燥することで厚さ０．５μｍの原電極層を形成した。
【００７８】
次に、実施例１と同様のフォトレジスト層を塗設した後、ソース電極を含むソースバスライン（信号線）及びドレイン電極を含む表示電極のパターン状に露光し現像した。この処理により、露光部分のフォトレジスト層及び金属微粒子を含む層が除去された。残存するフォトレジスト層をメチルエチルケトンを用いて除去し、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金微粒子を熱融着することで、ソース電極を含むソースライン及びドレイン電極を含む入出力電極が形成された。
【００７９】
このようにして作製したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）シートは、マトリクス状に画素が配置され、ディスプレイや光センサとして用いることができる。
【００８０】
実施例３
金微粒子分散液に代えて、特開平１１−８０６４７号公報に記載される製法を用いて調製した平均粒径約１０ｎｍの銀微粒子の水分散液を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．０４ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８１】
実施例４
有機半導体層を厚さ５０ｎｍのペンタセン蒸着膜に変更した以外は、実施例１と同様にして、有機薄膜トランジスタを作製した。ｐチャネル型のＥＦＴ（電界効果トランジスタ）として良好に動作し、飽和領域におけるキャリア移動度は０．５ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８２】
実施例５
実施例４において、原電極を形成するのに用いたフォトレジスト層を除去せずに、窒素ガス中で２００℃に加熱し、金微粒子を融着し、ソース電極、ドレイン電極を形成した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．５ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８３】
実施例６
実施例５において、金微粒子分散液から形成した原電極層に代えて、導電性ポリマー分散液（バイエル社製　ＢＡＹＴＲＯＮ　Ｐ）を塗布し、１００℃で５分間乾燥して形成した厚さ０．２μｍの原電極層を用い、同様に有機薄膜トランジスタを作製した。飽和領域におけるキャリア移動度は０．６ｃｍ^２／Ｖ・ｓｅｃであった。
【００８４】
実施例７
実施例２において、有機半導体層を厚さ５０ｎｍのペンタセン蒸着膜に変更し、該蒸着膜をマスクを介してパターニングした以外は同様にして、ＴＦＴシートを作製した。
【００８５】
また原電極層を以下に変更し、そのパターニングに用いたフォトレジスト層は除去せずに熱融着を行い、後は同様にしてＴＦＴシートを作製した。
【００８６】
〈原電極層の形成〉
導電性ポリマー分散液（バイエル社製　ＢＡＹＴＲＯＮ　Ｐ）を塗布し、１００℃で５分間乾燥し、厚さ０．２μｍの層を形成した。更にその上に、実施例１で用いた金微粒子分散液を塗布し、１００℃で５分乾燥し、厚さ０．５μｍの層を形成した。
【００８７】
これらのＴＦＴシートも、マトリクス状に画素が配置され、ディスプレイや光センサとして用いることができる。
【００８８】
【発明の効果】
請求項に記載の発明により、性能の安定した有機薄膜トランジスタをロールツーロールにより生産することが可能になるので、安価で高性能のディスプレイ、センサ等のデバイスを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図９】走査線、信号線及び入出力電極を形成した有機薄膜トランジスタの例の模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタシートの回路図である。
【符号の説明】
１　支持体
２　ゲート電極
３　ゲート絶縁層
４　有機半導体層
５　ソース電極
６　ドレイン電極
１０　原電極層
１１　フォトレジスト層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic thin-film transistor, an organic thin-film transistor sheet, and a method for manufacturing these.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An organic thin film transistor (organic TFT) in which an active semiconductor layer of a thin film transistor (TFT) is formed of an organic semiconductor is being studied as a low-cost, large-area, flexible device, particularly an active driving element such as a display or a sensor. .
[0003]
Organic thin film transistors have the potential to revolutionize the cost of displays and sensors, so their manufacturing method is one of the keys in organic thin film transistor related technology. Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe an organic thin film transistor in which a source electrode and a drain electrode are formed of a gold deposition film. Patent Literature 3 describes that an electrode is formed by conventional photolithography, inkjet printing, or the like.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-190001
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2000-307172 A
[0006]
[Patent Document 3]
World publication No. 00/79617 pamphlet
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The method of forming an electrode by sputtering or vapor deposition has a problem that production efficiency is low because a film is formed in a vacuum system, and large-scale manufacturing equipment is required, so that equipment cost is high.
[0008]
A promising method suitable for mass production is a roll-to-roll (ROLL to roll) manufacturing process in which raw materials are supplied from a roll, the necessary processing is performed, and then the product is wound around the roll to obtain a product or a semi-finished product. However, in the conventional photolithographic method, the process of forming a photoresist pattern and the process of etching are separate processes, so they are not suitable for a roll-to-roll manufacturing process mainly for coating, and are not suitable for mass production. There is no problem.
[0009]
Further, there is a problem that a method of forming a source electrode and a drain electrode by an inkjet method or a screen printing method is not suitable for mass production.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an organic thin film transistor which enables a large number of displays and sensors to be manufactured at low cost in a roll-to-roll manner.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention described above is
1) a step of forming a gate electrode on a support;
Forming a gate insulating layer covering the gate electrode;
Forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer,
Forming a source electrode layer removable on the organic semiconductor layer by a developer of a photosensitive resin,
Forming a photosensitive resin layer on the original electrode layer,
Exposing the photosensitive resin layer, and
Developing the exposed photosensitive resin layer to form a source electrode and a drain electrode by removing a part of the original electrode layer,
A method for producing an organic thin film transistor having
2) The method for manufacturing an organic thin film transistor according to 1), wherein the source electrode and the drain electrode are each formed of a layer in which metal fine particles are dispersed.
3) The method of 1), wherein the source electrode and the drain electrode are made of a conductive polymer.
4) The method of manufacturing an organic thin film transistor according to any one of 1) to 3), further comprising a heat treatment step performed after the step of forming a source electrode and a drain electrode.
5) The method for producing an organic thin film transistor according to any one of 1) to 4), wherein the photosensitive resin layer is laser-sensitive.
6) The method according to 5), wherein the photosensitive resin layer is infrared laser-sensitive.
7) The method for producing an organic thin film transistor according to any one of 1) to 6), wherein the photosensitive resin layer is a positive type in which an exposed portion is dissolved in a developer.
8) The method for manufacturing an organic thin film transistor according to any one of 1) to 7), wherein the gate insulating layer is made of an inorganic oxide and formed by an atmospheric pressure plasma method;
9) # 1) an organic thin-film transistor manufactured by any one of the manufacturing methods of 1) to 8);
10) forming a gate electrode on the support;
Forming a gate insulating layer covering the gate electrode;
Forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer,
Forming a source electrode layer removable on the organic semiconductor layer by a developer of a photosensitive resin,
Forming a photosensitive resin layer on the original electrode layer,
Exposing the photosensitive resin layer, and
Developing the exposed photosensitive resin layer to form a source electrode and a drain electrode by removing a part of the original electrode layer,
Has,
In the step of forming the gate electrode, forming a scanning line having the gate electrode,
In the step of forming a source electrode and a drain electrode, by forming a signal line including the source electrode or the drain electrode and an input / output electrode including the source electrode or the drain electrode,
A method of manufacturing an organic thin film transistor sheet having a plurality of organic thin film transistors connected by the scanning lines and the signal lines and arranged in a matrix,
11) an organic thin film transistor sheet manufactured by the method according to # 10),
Is achieved by
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an organic thin film transistor manufactured according to the present invention, but the present invention is not limited to this.
[0013]
1 is a support, 2 is a gate electrode, 3 is a gate insulating layer covering the gate electrode, 4 is an organic semiconductor layer, 5 is a source electrode, and 6 is a drain electrode. The organic thin film transistor of FIG. 1 is a bottom gate type field effect transistor (FET) using the organic semiconductor layer 4 as an active layer.
[0014]
The support 1 is made of glass or a flexible polymer sheet. For example, a plastic film can be used as the sheet. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples include a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. As described above, by using a plastic film, the weight can be reduced, the portability can be improved, the flexibility can be improved, and the resistance to impact can be improved as compared with the case where a glass substrate is used.
[0015]
The electrode material of the gate electrode 2, the source electrode 5, and the drain electrode 6 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium , Palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin / antimony oxide, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon Paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium / Mixtures, magnesium / silver mixtures, magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide mixtures, lithium / aluminum mixtures, etc., are used, especially platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, ITO and carbon. Is preferred. Alternatively, a known conductive polymer whose conductivity has been improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid, or the like is also preferably used. As the source electrode and the drain electrode, those having low electric resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable among the above.
[0016]
As a method for forming the gate electrode 2, a method of forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method on a conductive thin film formed by using a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, such as aluminum or copper, There is a method of etching using a resist patterned on a metal foil by thermal transfer, ink jet, or the like. A solution or dispersion of a conductive polymer or a dispersion of conductive fine particles may be directly patterned by ink jet, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Further, a method of patterning an ink, a conductive paste, or the like containing a conductive polymer or conductive fine particles by a printing method such as letterpress, intaglio, lithographic, or screen printing can also be used.
[0017]
Examples of the conductive fine particles include metal fine particles having a particle diameter of 1 to 50 nm, preferably 1 to 10 nm, such as platinum, gold, silver, copper, cobalt, chromium, iridium, nickel, palladium, molybdenum, and tungsten. As a method for producing such a metal fine particle dispersion, a metal ion is reduced in a liquid phase, such as a physical generation method such as a gas evaporation method, a sputtering method, and a metal vapor synthesis method, a colloid method, and a coprecipitation method. A chemical production method for producing metal fine particles may be mentioned, and preferably, a colloid method disclosed in JP-A-11-76800, JP-A-11-80647, JP-A-11-319538, JP-A-2000-239853, etc. These are dispersions produced by a gas evaporation method such as Open 2001-254185, 2001-53028, 2001-35814, 2001-35255, 2001-124157, and 2000-123634. After applying these dispersions and forming them in an electrode pattern, the solvent is dried, and further heat-treated at 100 to 300 ° C, preferably 150 to 200 ° C, to melt the metal fine particles. An electrode is formed by attaching.
[0018]
Various insulating films such as an inorganic oxide film and an organic compound film can be used for the gate insulating layer 3, but an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable. As the inorganic oxide, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate bismuth, and yttrium trioxide. Among them, preferred are silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide and titanium oxide. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.
[0019]
Examples of the method for forming the coating include a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, a dry process such as an atmospheric pressure plasma method, and a spray method. Wet processes such as a coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a coating method such as a roll coating method, a bar coating method, a die coating method, and a patterning method such as printing or inkjet, Can be used depending on the material.
[0020]
The wet process is a method in which fine particles of an inorganic oxide are dispersed in an optional organic solvent or water using a dispersing aid such as a surfactant, if necessary, and a method of drying, or a method of drying an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method of applying and drying a solution of the alkoxide compound is used.
[0021]
Of these, the atmospheric pressure plasma method and the sol-gel method are preferred.
The method of forming an insulating film by plasma film formation under atmospheric pressure is a process of forming a thin film on a substrate by discharging under an atmospheric pressure or a pressure close to the atmospheric pressure, exciting a reactive gas by plasma, and forming a thin film on the substrate. The method is described in JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, and JP-A-2000-185362 (hereinafter also referred to as atmospheric pressure plasma method). Thereby, a highly functional thin film can be formed with high productivity.
[0022]
Further, as the organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo-radical polymerization type, photo-cationic polymerization type photo-curable resin, or copolymer containing acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolak resin, And cyanoethyl pullulan can also be used.
[0023]
As the method of forming the organic compound film, the above-mentioned wet process is preferable.
The inorganic oxide film and the organic compound film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.
[0024]
Reference numeral 4 denotes an organic semiconductor layer, and a π-conjugated material is used as an organic semiconductor material of the organic semiconductor layer 4. For example, polypyrroles such as polypyrrole, poly (N-substituted pyrrole), poly (3-substituted pyrrole), poly (3,4-disubstituted pyrrole), polythiophene, poly (3-substituted thiophene), poly (3,4- Poly (diphenylthiophene), polythiophenes such as polybenzothiophene, polyisothianaphthenes such as polyisothianaphthene, polyphenylenevinylenes such as polyphenylenevinylene, poly (p-phenylenevinylene) such as poly (p-phenylenevinylene) (Phenylenevinylenes), polyaniline, poly (N-substituted aniline), poly (3-substituted aniline), polyaniline such as poly (2,3-substituted aniline), polyacetylene such as polyacetylene, polydiacetylene such as polydiacetylene , Polyazulene such as polyazulene, polypyrene etc. Polypyrenes, polycarbazoles, polycarbazoles such as poly (N-substituted carbazole), polyselenophenes such as polyselenophene, polyfurans such as polyfuran and polybenzofuran, and poly (p-) such as poly (p-phenylene) Phenylenes), polyindoles such as polyindole, polypyridazines such as polypyridazine, naphthacene, pentacene, hexacene, heptacene, dibenzopentacene, tetrabenzopentacene, pyrene, dibenzopyrene, chrysene, perylene, coronene, terylene, ovalene, Polyacenes such as quaterylene and circum anthracene, and derivatives in which some of the carbons of the polyacenes are substituted with a functional group such as an atom such as N, S or O, or a carbonyl group (triphenodioxazine, triphenodithiazine Hexacene-6,15-quinone, etc.), polyvinylcarbazole, polyphenylene sulfide, or the like can be used polycyclic condensate described in polymers and JP 11-195790, such as poly vinyl sulfide. Further, for example, thiophene hexamer α-sexithiophene α, ω-dihexyl-α-sexithiophene, α, ω-dihexyl-α-quinquethiophene, α, ω-bis ( Oligomers such as 3-butoxypropyl) -α-sexithiophene and styrylbenzene derivatives can also be suitably used. Further, metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and fluorine-substituted copper phthalocyanine described in JP-A-11-251601,

naphthalene

1,4,5,8-tetracarboxylic diimide, N, N'-bis (4-trifluoromethylbenzyl) ) N, N'-bis (1H, 1H-perfluorooctyl), N, N'-bis (1H, 1H-perfluorobutyl) and N, N 'together with

naphthalene

1,4,5,8-tetracarboxylic diimide Dioctylnaphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic diimide derivatives, naphthalene tetracarboxylic diimides such as

naphthalene

2,3,6,7 tetracarboxylic diimide and

anthracene

2,3,6,7-tetracarboxylic acid Condensed ring tetraca such as anthracenetetracarboxylic diimides such as acid diimide Bonn acid diimides, C60, C70, C76, C78, C84, such as fullerenes, carbon nanotubes, such as SWNT, merocyanine dyes, such as dyes such as hemicyanine dyes, and the like.
[0025]
Among these π-conjugated materials, thiophene, vinylene, chenylene vinylene, phenylene vinylene, p-phenylene, a substituted product thereof or two or more of these are used as a repeating unit, and the number of the repeating unit is 4 to 10. Wherein at least one selected from the group consisting of oligomers or polymers having 20 or more repeating units, condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic diimides, and metal phthalocyanines is preferable.
[0026]
Other organic semiconductor materials include tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, and TCNQ-iodine complex. , Etc. can also be used. Further, σ-conjugated polymers such as polysilane and polygermane, and organic / inorganic hybrid materials described in JP-A-2000-260999 can also be used.
[0027]
In the present invention, for example, a material having a functional group such as acrylic acid, acetamido, dimethylamino group, cyano group, carboxyl group, or nitro group in the organic semiconductor layer, a benzoquinone derivative, tetracyanoethylene, and tetracyanoquinodimethane And materials that have an electron acceptor such as derivatives thereof and materials having functional groups such as amino group, triphenyl group, alkyl group, hydroxyl group, alkoxy group and phenyl group, and substituted amines such as phenylenediamine , Anthracene, benzoanthracene, substituted benzoanthracenes, pyrene, substituted pyrene, carbazole and its derivatives, tetrathiafulvalene and its derivatives, etc. Process Good.
[0028]
The doping means that an electron donating molecule (acsector) or an electron donating molecule (donor) is introduced as a dopant into the organic semiconductor layer. Therefore, the doped layer is a layer containing the condensed polycyclic aromatic compound and the dopant. Either an acceptor or a donor can be used as the dopant used in the present invention.
[0029]
Cl as the acceptor₂, Br₂, I₂, ICl, ICl₃, IBr, IF and other halogens, PF₅, AsF₅, SbF₅, BF₃, BC1₃, BBr₃, SO₃Lewis acids such as HF, HC1, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, FSO₃H, ClSO₃H, CF₃SO₃H or other protonic acids, acetic acid, formic acid, organic acids such as amino acids, FeCl₃, FeOCl, TiCl₄, ZrCl₄, HfCl₄, NbF₅, NbCl₅, TaCl₅, MoCl₅, WF₅, WCl₆, UF₆, LnCl₃(Ln = La, Ce, Nd, Pr, etc., lanthanoids and Y) and transition metal compounds such as Cl;⁻, Br⁻, I⁻, ClO₄ ⁻, PF₆ ⁻, AsF₅ ⁻, SbF₆ ⁻, BF₄ ⁻And electrolyte anions such as sulfonic acid anions.
[0030]
Examples of the donor include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs; alkaline earth metals such as Ca, Sr, and Ba; Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, and Dy. , Ho, Er, Yb and other rare earth metals, ammonium ions, R₄P⁺, R₄As⁺, R₃S⁺, Acetylcholine and the like.
[0031]
As a method of doping these dopants, any of a method of preparing a thin film of an organic semiconductor in advance and introducing the dopant later, and a method of introducing a dopant at the time of forming the thin film of the organic semiconductor can be used. As the doping of the former method, gas-phase doping using a gas-state dopant, liquid-phase doping in which a solution or liquid dopant is brought into contact with the thin film, and diffusion doping by bringing a solid-state dopant into contact with the thin film Solid doping method. In liquid phase doping, the efficiency of doping can be adjusted by performing electrolysis. In the latter method, a mixed solution or dispersion of the organic semiconductor compound and the dopant may be simultaneously applied and dried. For example, when a vacuum evaporation method is used, the dopant can be introduced by co-evaporating the dopant together with the organic semiconductor compound. When a thin film is formed by a sputtering method, a dopant can be introduced into the thin film by sputtering using a binary target of an organic semiconductor compound and a dopant. Still other methods include chemical doping such as electrochemical doping and photo-initiated doping and physical doping such as ion implantation as described in the publication {Industrial Materials, Vol. 34, No. 4, page 55, 1986}. Any of the conventional dopings can be used.
[0032]
These organic semiconductor layers can be formed by vacuum deposition, molecular beam epitaxial growth, ion cluster beam, low energy ion beam, ion plating, CVD, sputtering, plasma polymerization, electrolytic polymerization, chemical polymerization, or the like. Examples include a polymerization method, a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll coating method, a bar coating method, a die coating method, and an LB method, which can be used depending on the material. However, in terms of productivity, spin coating, blade coating, dip coating, roll coating, bar coating, die coating, etc., which can easily and precisely form a thin film using an organic semiconductor solution, are used. preferable. The thickness of these organic semiconductor layers is not particularly limited, but the characteristics of the obtained transistor often largely depend on the thickness of an active layer made of an organic semiconductor. Although it depends on the organic semiconductor, it is generally preferably 1 μm or less, particularly preferably 10 to 300 nm.
[0033]
5 is a source electrode and 6 is a drain electrode. These electrodes are formed using a dispersion containing metal fine particles having a particle diameter of 1 to 50 nm, preferably 1 to 10 nm. Metal materials such as platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, zinc, etc. Among them, platinum, gold, silver, copper, cobalt, chromium, iridium, nickel, palladium, molybdenum, and tungsten having a work function of 4.5 eV or more are particularly preferable.
[0034]
A liquid in which fine particles composed of these metals are dispersed in an aqueous dispersion medium using a dispersion stabilizer mainly composed of an organic material is applied and patterned as described later.
[0035]
As a method for producing such a metal fine particle dispersion, a metal ion is reduced in a liquid phase, such as a physical generation method such as a gas evaporation method, a sputtering method, a metal vapor synthesis method, a colloid method, and a coprecipitation method. A chemical production method for producing metal fine particles may be mentioned, and preferably, a colloid method described in JP-A-11-76800, JP-A-11-80647, JP-A-11-319538, JP-A-2000-239853, etc. It is a dispersion manufactured by the in-gas evaporation method described in JP 2001-254185, JP 2001-53028, JP 2001-35255, JP 2000-124157, JP 2000-123634 and the like. These dispersions can be applied to form an electrode pattern.
[0036]
As a conductive material for forming the source electrode and the drain electrode, a conductive polymer can be used. As the conductive polymer, a doped π-conjugated polymer is preferably used.
[0037]
For example, polypyrroles such as polypyrrole, poly (N-substituted pyrrole), poly (3-substituted pyrrole), poly (3,4-disubstituted pyrrole), polythiophene, poly (3-substituted thiophene), poly (3,4- Poly (thiophene), polythiophenes such as polybenzothiophene, polyisothianaphthenes such as polyisothianaphthene, polythienylenevinylenes such as polythienylenevinylene, and poly (p-) such as poly (p-phenylenevinylene). Phenylene vinylenes), polyaniline, poly (N-substituted aniline), poly (3-substituted aniline), polyaniline such as poly (2,3-substituted aniline), polyacetylene such as polyacetylene, polydiacetylene such as polydiacetylene , Polyazulene such as polyazulene, polypyrene etc. Polypyrenes, polycarbazoles, polycarbazoles such as poly (N-substituted carbazole), polyselenophenes such as polyselenophene, polyfurans such as polyfuran and polybenzofuran, and poly (p-) such as poly (p-phenylene) Phenylenes), polyindoles such as polyindole, polypyridazines such as polypyridazine, naphthacene, pentacene, hexacene, heptacene, dibenzopentacene, tetrabenzopentacene, pyrene, dibenzopyrene, chrysene, perylene, coronene, terylene, ovalene, Polyacenes such as quaterylene and circum anthracene, and derivatives in which some of the carbons of the polyacenes are substituted with a functional group such as an atom such as N, S or O, or a carbonyl group (triphenodioxazine, triphenodithiazine Hexacene-6,15-quinone, etc.), polyvinylcarbazole, polyphenylene sulfide, or the like can be used polycyclic condensate described in polymers and JP 11-195790, such as poly vinyl sulfide.
[0038]
Among these π-conjugated materials, thiophene, vinylene, chenylene vinylene, phenylene vinylene, p-phenylene, a substituted product thereof, or two or more of these are used as a repeating unit, and the number n of the repeating unit is 4 to 4. At least one selected from the group consisting of an oligomer having 10 or a polymer in which the number n of the repeating unit is 20 or more, a condensed polycyclic aromatic compound such as pentacene, a fullerene, a condensed ring tetracarboxylic diimide, and a metal phthalocyanine Species are preferred.
[0039]
The doping means that an electron donating molecule (acceptor) or an electron donating molecule (donor) is introduced into the conductive polymer layer as a dopant. Therefore, the doped conductive polymer layer is a conductive polymer layer containing the condensed polycyclic aromatic compound and the dopant. Either an acceptor or a donor can be used as the dopant used in the present invention.
[0040]
Cl as the acceptor₂, Br₂, I₂, ICl, ICl₃, IBr, IF and other halogens, PF₅, AsF₅, SbF₅, BF₃, BC1₃, BBr₃, SO₃Lewis acids such as HF, HC1, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄, FSO₃H, ClSO₃H, CF₃SO₃H or other protonic acids, acetic acid, formic acid, organic acids such as amino acids, FeCl₃, FeOCl, TiCl₄, ZrCl₄, HfCl₄, NbF₅, NbCl₅, TaCl₅, MoCl₅, WF₅, WCl₆, UF₆, LnCl₃(Ln = La, Ce, Nd, Pr, etc., lanthanoids and Y) and transition metal compounds such as Cl;⁻, Br⁻, I⁻, ClO₄ ⁻, PF₆ ⁻, AsF₅ ⁻, SbF₆ ⁻, BF₄ ⁻And electrolyte anions such as sulfonic acid anions.
[0041]
Examples of the donor include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs; alkaline earth metals such as Ca, Sr, and Ba; Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, and Dy. , Ho, Er, Yb and other rare earth metals, ammonium ions, R₄P⁺, R₄As⁺, R₃S⁺, Acetylcholine and the like.
[0042]
As a method for doping these dopants, any of a method of preparing a conductive polymer layer in advance and introducing the dopant later, and a method of introducing the dopant at the time of forming the conductive polymer layer can be used. As the doping of the former method, gas-phase doping using a gaseous dopant, liquid-phase doping in which a solution or liquid dopant is brought into contact with the layer, and diffusion doping by bringing a solid-state dopant into contact with the layer Solid doping method. In liquid phase doping, the efficiency of doping can be adjusted by performing electrolysis. In the latter method, a mixed solution or dispersion of a conductive polymer and a dopant may be simultaneously applied and dried. For example, when a vacuum evaporation method is used, the dopant can be introduced by co-evaporating the dopant together with the conductive polymer. When the layer is formed by a sputtering method, a dopant can be introduced into the conductive polymer layer by sputtering using a binary target of a conductive polymer and a dopant. Still other methods include chemical doping such as electrochemical doping and photo-initiated doping, and physical doping such as ion implantation described in, for example, “Industrial Materials”, Vol. 34, No. 4, p. 55 (1986). Any of the conventional dopings can be used.
[0043]
It is preferable to use a water-soluble or water-dispersible material among the above conductive polymers to form a conductive polymer layer from an aqueous solution or dispersion of the conductive polymer. This makes it possible to remove the entire conductive polymer layer with an aqueous alkali solution that is preferable as a developer for the photosensitive resin. In addition, when a conductive polymer doped with an anion is used, the affinity for an alkaline aqueous solution can be further increased. The anion species is most preferably a sulfonate anion, and it is preferable to use a polymer such as polystyrenesulfonic acid from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the conductive polymer layer. The most preferred embodiment of the conductive polymer is a complex of polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS complex).
[0044]
The method for manufacturing an organic thin film transistor according to the present invention basically includes the following steps S1 to S7.
S1 Step of forming gate electrode on support
S2 Step of forming a gate insulating layer covering the gate electrode
S3: Step of forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer
S4: forming an original electrode layer on the organic semiconductor layer that can be removed by a photoresist developer
S5 Step of forming a photoresist layer on the original electrode layer
S6: Step of exposing the photoresist layer
S7: forming a source electrode and a drain electrode by developing the exposed photoresist layer to remove a part of the original electrode layer
These steps are described below with reference to FIGS. 2 to 8, (a) is a schematic cross-sectional view, and (b) is a schematic plan view.
S1 ... Step of forming gate electrode on support (shown in FIG. 2)
As shown, a gate electrode 2 is formed on a support 1 by a method selected from those described above.
S2: Step of forming gate insulating layer covering gate electrode (shown in FIG. 3)
As shown, a gate insulating layer 3 is similarly formed on the entire surface of the support 1 on which the gate electrode 2 is formed by a method selected from those described above.
S3: Step of forming organic semiconductor layer on gate insulating layer (shown in FIG. 4)
As shown in FIG. 3, an organic semiconductor layer 4 covering the entire surface of the gate insulating layer 3 is formed.
S4: Step of forming original electrode layer on organic semiconductor layer that can be removed with a photoresist developer (shown in FIG. 5)
The original electrode layer 10 is formed on the organic semiconductor layer 4 by applying an aqueous dispersion of the metal fine particles or an aqueous solution or dispersion of the conductive polymer of the conductive polymer.
[0045]
As a method for forming the original electrode layer 10, a coating method such as a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll coating method, a bar coating method, and a die coating method is used.
S5 Step of forming a photoresist layer on the original electrode layer (shown in FIG. 6)
A solution of a photosensitive resin (generally referred to as a photoresist, also referred to as a photoresist in the following description) is applied on the entire surface of the original electrode layer 10 to form a photoresist layer 11.
[0046]
As the photoresist layer, known positive-type and negative-type materials can be used, and it is preferable to use a laser-sensitive material. Examples of such a photoresist material include: (1) dye-sensitized photopolymerizable photosensitive materials as described in JP-A-11-271969, JP-A-2001-117219, JP-A-11-311859, and JP-A-11-352691; 2) Negative-type photosensitive materials having photosensitivity to an infrared laser as described in JP-A-9-179292, U.S. Pat. No. 5,340,699, JP-A-10-90885, JP-A-2000-321780 and JP-A-2001-154374. (3) JP-A Nos. 9-171254, 5-115144, 10-87733, 9-43847, 10-268512, 11-194504, 11-223936, 11-114 Nos. 84657, 11-174681, 7-285275, JP-A-2000-56452, WO97 / 39894, and 9 / Positive photosensitive material having photosensitivity to infrared laser, such as 42507 and the like. (2) and (3) are preferable in that the process is not limited to a dark place. When the photoresist layer is removed, the positive type in which the exposed portion is dissolved in a developing solution is most preferable (3). preferable.
[0047]
The removal of the resist image is appropriately selected from a wide range of organic solvents such as alcohol, ether, ester, ketone and glycol ether which are used as photoresist coating solvents.
[0048]
In the present invention, the source electrode or the drain electrode can be easily formed with high precision by patterning using the metal fine particle dispersion and heat-sealing, and patterning in various forms becomes easy. Thus, an organic thin film transistor can be easily manufactured.
[0049]
When the photosensitive resin layer is removed after the patterning of the conductive polymer layer, the photoresist material is preferably a positive type. Further, it is preferable to mix a phenol resin such as a novolak resin or polyvinyl phenol with the composition for forming the photosensitive resin layer. Novolak resins include, for example, phenol-formaldehyde resin, cresol-formaldehyde resin, phenol-cresol-formaldehyde copolycondensate resin as described in JP-A-55-57841, and JP-A-55-127553. As described, a copolycondensate resin of p-substituted phenol and phenol or cresol and formaldehyde may be used.
[0050]
Solvents for forming the coating solution of the photosensitive resin include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, acetone, cyclohexanone , Trichloroethylene, methyl ethyl ketone and the like. These solvents are used alone or in combination of two or more.
[0051]
As a method for forming the photoresist layer, a coating method such as a spray coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a roll coating method, a bar coating method, and a die coating method is used. Step S4 of forming the original electrode layer and step S5 of forming the photoresist layer may be performed sequentially or may be formed simultaneously by two-layer simultaneous coating.
S6 Step of exposing the photoresist layer (shown in FIG. 6)
The photoresist layer 11 is subjected to patterning exposure (EX in the figure).
[0052]
As a light source for performing the patterning exposure, an Ar laser, a semiconductor laser, a He-Ne laser, a YAG laser, a carbon dioxide laser, and the like can be given. Preferably, a semiconductor laser having an oscillation wavelength in the infrared is used. The output is suitably 50 mW or more, preferably 100 mW or more.
S7: Step of forming source and drain electrodes by development (shown in FIG. 7)
As a developer used for developing the photoresist, an aqueous alkali developer is suitable. Examples of the aqueous alkali developer include, for example, aqueous solutions of alkali metal salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, dibasic sodium phosphate, and tertiary sodium phosphate. , Ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, And aqueous solutions in which alkaline compounds such as 1,8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene and 1,5-diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonane are dissolved. The concentration of the alkaline compound in the alkaline developer according to the invention is usually 1 to 10% by mass, preferably 2 to 5% by mass.
[0053]
If necessary, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant or an organic solvent such as alcohol can be added to the developer. As the organic solvent, propylene glycol, ethylene glycol monophenyl ether, benzyl alcohol, n-propyl alcohol and the like are useful.
[0054]
As described above, the exposed photoresist layer forms a photoresist in an electrode pattern by development. It is preferable that the metal fine particle dispersed layer as an original electrode layer below the photoresist layer removed by development is removed by water. Further, the metal fine particle dispersed layer may be removed simultaneously with the development.
[0055]
When the original electrode layer is composed of metal fine particles, the photoresist layer 11 is dried after being exposed and developed, and is further subjected to a heat treatment at 100 to 300 ° C., preferably 150 to 200 ° C. to melt the metal fine particles. The attachment forms a robust electrode film.
[0056]
If necessary, a photoresist layer removing step S8 shown in FIG. 8 can be added.
[0057]
When the photoresist layer is removed after patterning the conductive polymer layer, the photoresist layer is appropriately selected from organic solvents for the photoresist layer such as alcohol, ether, ester, ketone, and glycol ether and used for removal. It is preferable to use an ether-based or ketone-based solvent to further reduce the influence on the conductive polymer layer, that is, to prevent a decrease in conductivity or to improve the remaining ratio of the conductive polymer layer. Most preferred are ether solvents such as tetrahydrofuran (THF).
[0058]
When the step of removing the photoresist layer 11 is performed, the step of fusing the metal fine particles by heating is performed after the removing step S8.
[0059]
FIG. 9 is a schematic plan view of an example of an organic thin film transistor on which scanning lines, signal lines, and input / output electrodes are formed.
[0060]
FIG. 9A shows the gate electrode 2 at a part of the scanning line 20, the source electrode 5 or the drain electrode 6 at a part of the signal line 21, and the source electrode 5 or the drain electrode 6 shows an example in which each is formed.
[0061]
An active matrix is formed by the multiple scanning lines 20, the multiple signal lines 21, and the multiple organic thin film transistors described above. A liquid crystal element, an electrophoretic element, a photovoltaic element, a photoconductive element, and the like are connected to the input / output electrode 22. In a display to which a liquid crystal element or an electrophoretic element is connected, the signal line 21 forms the source electrode 5, and the input / output electrode 22 forms an output electrode as a display electrode and forms the drain electrode 6.
[0062]
In a sensor to which a photovoltaic element or a photoconductive element is connected, the signal line 21 forms the drain electrode 6, the input / output electrode 22 is the output electrode, and forms the source electrode 5.
[0063]
FIG. 9B shows an example in which the source electrode 5 or the drain electrode 6 is formed by the protrusion provided on the signal line 21, and FIG. 9C shows the case where the protrusion is formed on the scan line 20 and the gate electrode 2 is formed. This is an example in which is formed.
[0064]
FIG. 10 is a circuit diagram of the organic thin film transistor sheet according to the embodiment of the present invention.
[0065]
Each of the cells arranged in a matrix has an organic TFT element 23, a display element 22 and a storage capacitor 24 via display electrodes as input / output electrodes. The signal line 21 is connected to the source electrode of the organic TFT element 23, the scanning line 20 is connected to the gate electrode of the organic TFT element 23, and the display electrode is connected to the drain electrode of the organic TFT element 23. 26 is a vertical drive circuit, 27 is a horizontal drive circuit, 22 is a display element such as a liquid crystal or an electrophoretic element, which is shown by an equivalent circuit.
[0066]
The scanning line 20 is sequentially turned on by the horizontal driving circuit 27 and a data signal is supplied from the vertical driving circuit 26 to inject a charge into the storage capacitor 24 via the organic TFT element 23 to generate a driving voltage on the display electrode. Then, the display element 22 is driven. The charge stored in the storage capacitor 24 is held by the switching function of the organic TFT element 23 until the next frame is selected.
[0067]
Next, the manufacture of the organic TFT device will be described. The organic TFT device according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing by a roll-to-roll (ROLL to ROLL) process, and enables low-cost mass production.
[0068]
【Example】
Example 1
The following composition was applied on a 150 μm-thick polyimide film having a 1000-μm-thick aluminum film formed on the surface, and dried at 90 ° C. for 90 seconds to form a photoresist layer.
[0069]
Dye A 1 part
Binder A 5 parts
Novolak resin binder 70 parts
(Condensed compound of phenol and m-, p-mixed cresol and formaldehyde @ Mn = 500, Mw = 2500, phenol: m-cresol: p-cresol = 20: 48: 32)
Photoacid generator 3 parts
(2,6-bistrichloromethyl-4-phenyl-1,3,5-triazine)
Propylene glycol monomethyl ether 1000 parts
Compound A 20 parts
Fluorine surfactant (S-381 manufactured by Asahi Glass) 0.5 part
Methyl lactate 700 parts
Methyl ethyl ketone 200 parts
(Synthesis of Compound A)
1.0 mol of 1,1-dimethoxycyclohexane, 1.0 mol of triethylene glycol and 0.003 mol of p-toluenesulfonic acid hydrate, and 500 ml of toluene are reacted at 100 ° C. for 1 hour with stirring, and then to 150 ° C. The temperature was gradually increased, and the reaction was further performed at 150 ° C. for 4 hours. Methanol produced by the reaction was distilled off during this time. After cooling, the reaction product was sufficiently washed with water, and sequentially washed with a 1% aqueous NaOH solution and a 1M aqueous NaOH solution. After washing with brine and dehydration with anhydrous potassium carbonate, the mixture was concentrated under reduced pressure. It was dried for 10 hours while heating at 80 ° C. under vacuum to obtain a wax-like compound. The weight average molecular weight Mw in terms of polystyrene measured by GPC was about 1500.
[0070]
Embedded image

[0071]
After forming a photoresist layer (thickness 2 μm), 200 mJ / cm using a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 830 nm and an output of 100 mW.²Pattern exposure of the gate electrode was performed at an energy density of After removing the photoresist layer in the exposed area using an alkali developing solution, the exposed aluminum film was removed using an etching solution. Further, the remaining photoresist layer was removed with methyl ethyl ketone, and the substrate was thoroughly washed.
[0072]
Next, a gate insulating layer made of a silicon oxide film having a thickness of 300 nm was formed on the film surface on which the aluminum film was patterned as described above by the atmospheric pressure plasma method.
[0073]
Further, a well-purified poly (3-n-hexylthiophene-2,5-diyl) (regulareular body) (manufactured by Aldrich) is dissolved in chloroform, coated and air-dried in nitrogen gas to form a thick layer. An organic semiconductor layer having a thickness of 50 nm was formed.
[0074]
An aqueous dispersion of gold fine particles having an average particle size of about 10 nm was prepared by the method of manufacturing a metal fine particle dispersion described in JP-A-11-80647, and applied to the organic semiconductor layer at 100 ° C. for 5 minutes. By drying, an original electrode layer having a thickness of 0.5 μm was formed.
[0075]
Next, after the above-mentioned photoresist layer was applied thereon, exposure and development were performed in a pattern of a source electrode and a drain electrode. By this treatment, the exposed portion of the photoresist layer was removed using methyl ethyl ketone, and heated to 200 ° C. in a nitrogen gas to thermally fuse metal fine particles, thereby forming a source electrode and a drain electrode.
[0076]
The organic thin-film transistor manufactured by the above-described method exhibited a favorable p-channel operation characteristic. The carrier mobility in the saturation region is 0.05 cm²/ V · sec.
[0077]
Example 2
JP-A No. 11-80647 after forming a gate electrode, a gate insulating layer and an organic semiconductor layer by the same steps as in Example 1 except that the gate electrode is formed as a part of a gate bus line (scanning line). An aqueous dispersion of gold fine particles having an average particle diameter of about 10 nm is prepared by the method for producing a metal fine particle dispersion thus obtained, applied on an organic semiconductor layer, and dried at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a 0.5 μm thick liquid. An original electrode layer was formed.
[0078]
Next, after the same photoresist layer as in Example 1 was applied, exposure and development were performed in a pattern of a source bus line (signal line) including a source electrode and a display electrode including a drain electrode. By this treatment, the exposed portion of the photoresist layer and the layer containing fine metal particles were removed. The remaining photoresist layer is removed using methyl ethyl ketone, and heated to 200 ° C. in a nitrogen gas, and the gold fine particles are thermally fused to form input / output electrodes including a source line including a source electrode and a drain electrode. Was.
[0079]
The TFT (thin film transistor) sheet manufactured in this manner has pixels arranged in a matrix and can be used as a display or an optical sensor.
[0080]
Example 3
In the same manner as in Example 1 except that instead of the gold fine particle dispersion, an aqueous dispersion of silver fine particles having an average particle diameter of about 10 nm prepared by using the production method described in JP-A-11-80647 was used. Then, an organic thin film transistor was produced. Carrier mobility in the saturation region is 0.04 cm²/ V · sec.
[0081]
Example 4
An organic thin film transistor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic semiconductor layer was changed to a pentacene vapor-deposited film having a thickness of 50 nm. It operates well as a p-channel type EFT (field effect transistor) and has a carrier mobility of 0.5 cm in a saturation region.²/ V · sec.
[0082]
Example 5
In Example 4, without removing the photoresist layer used to form the original electrode, the substrate was heated to 200 ° C. in a nitrogen gas to fuse gold fine particles to form a source electrode and a drain electrode. Carrier mobility in the saturation region is 0.5 cm²/ V · sec.
[0083]
Example 6
In Example 5, in place of the original electrode layer formed from the gold fine particle dispersion, a conductive polymer dispersion (“BAYTRON” P, manufactured by Bayer AG) was applied, and dried at 100 ° C. for 5 minutes to form a thickness of 0.2 μm. An organic thin film transistor was produced in the same manner using the original electrode layer of (1). The carrier mobility in the saturation region is 0.6 cm²/ V · sec.
[0084]
Example 7
A TFT sheet was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the organic semiconductor layer was changed to a pentacene vapor-deposited film having a thickness of 50 nm, and the vapor-deposited film was patterned through a mask.
[0085]
The original electrode layer was changed as follows, and the photoresist layer used for the patterning was heat-fused without being removed. Thereafter, a TFT sheet was manufactured in the same manner.
[0086]
<Formation of raw electrode layer>
A conductive polymer dispersion (BAYTRON @ P manufactured by Bayer AG) was applied and dried at 100 ° C. for 5 minutes to form a layer having a thickness of 0.2 μm. Furthermore, the gold fine particle dispersion used in Example 1 was applied thereon, and dried at 100 ° C. for 5 minutes to form a layer having a thickness of 0.5 μm.
[0087]
These TFT sheets also have pixels arranged in a matrix and can be used as a display or an optical sensor.
[0088]
【The invention's effect】
According to the invention described in the claims, it is possible to produce an organic thin-film transistor having stable performance by roll-to-roll, so that it is possible to provide an inexpensive and high-performance device such as a display or a sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the organic thin film transistor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram of an example of an organic thin film transistor on which scanning lines, signal lines, and input / output electrodes are formed.
FIG. 10 is a circuit diagram of an organic thin film transistor sheet according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Support
2 Gate electrode
3 Gate insulation layer
4 Organic semiconductor layer
5 source electrode
6 Drain electrode
10 Original electrode layer
11 Photoresist layer

Claims

Forming a gate electrode on the support,
Forming a gate insulating layer covering the gate electrode;
Forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer,
Forming a source electrode layer removable on the organic semiconductor layer by a developer of a photosensitive resin,
Forming a photosensitive resin layer on the original electrode layer,
Exposing the photosensitive resin layer, and
Developing the exposed photosensitive resin layer to form a source electrode and a drain electrode by removing a part of the original electrode layer,
A method for producing an organic thin film transistor, comprising:

The method according to claim 1, wherein the source electrode and the drain electrode comprise a layer in which metal fine particles are dispersed.

2. The method according to claim 1, wherein the source electrode and the drain electrode are made of a conductive polymer.

The method according to claim 1, further comprising a heat treatment step performed after the step of forming a source electrode and a drain electrode.

The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the photosensitive resin layer is laser-sensitive.

The method according to claim 5, wherein the photosensitive resin layer is infrared laser-sensitive.

The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the photosensitive resin layer is a positive type in which an exposed portion is dissolved in a developer.

The method according to claim 1, wherein the gate insulating layer is made of an inorganic oxide and is formed by an atmospheric pressure plasma method.

An organic thin-film transistor manufactured by the manufacturing method according to claim 1.

Forming a gate electrode on the support,
Forming a gate insulating layer covering the gate electrode;
Forming an organic semiconductor layer on the gate insulating layer,
Forming a source electrode layer removable on the organic semiconductor layer by a developer of a photosensitive resin,
Forming a photosensitive resin layer on the original electrode layer,
Exposing the photosensitive resin layer, and
Developing the exposed photosensitive resin layer to form a source electrode and a drain electrode by removing a part of the original electrode layer,
Has,
In the step of forming the gate electrode, forming a scanning line having the gate electrode,
In the step of forming a source electrode and a drain electrode, by forming a signal line including the source electrode or the drain electrode and an input / output electrode including the source electrode or the drain electrode,
A method for manufacturing an organic thin film transistor sheet, comprising manufacturing an organic thin film transistor sheet having a plurality of organic thin film transistors connected by the scanning lines and the signal lines and arranged in a matrix.

An organic thin film transistor sheet manufactured by the manufacturing method according to claim 10.