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JP2010030064A - Method for manufacturing functional flexible film and electronic device manufactured by using the same - Google Patents

Method for manufacturing functional flexible film and electronic device manufactured by using the same Download PDF

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JP2010030064A
JP2010030064A JP2008192038A JP2008192038A JP2010030064A JP 2010030064 A JP2010030064 A JP 2010030064A JP 2008192038 A JP2008192038 A JP 2008192038A JP 2008192038 A JP2008192038 A JP 2008192038A JP 2010030064 A JP2010030064 A JP 2010030064A
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JP
Japan
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group
layer
precursor
functional
heat
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Pending
Application number
JP2008192038A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Honda
本田  誠
Katsura Hirai
桂 平井
Takeshi Ono
剛 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Abstract

【課題】高性能・高機能性でありながら、低コストで大面積化が可能な機能性フレキシブルフィルムの製造方法を提供する。また、当該方法を用いて製造された電子デバイスを提供する。
【解決手段】機能性フレキシブルフィルムの製造方法において、製造プロセス中、最も高温となる領域と、基板となる樹脂領域の間に、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上であり、かつ熱伝導率が0.25W/m・K以下である耐熱性低熱伝導層を設けることを特徴とする機能性フレキシブルフィルムの製造方法。
【選択図】図7
The present invention provides a method for producing a functional flexible film that has a high performance and a high functionality while being capable of increasing the area at a low cost. Moreover, the electronic device manufactured using the said method is provided.
In a method for producing a functional flexible film, a glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or higher between a region where the temperature is highest during a production process and a resin region which is a substrate, and a thermal conductivity. A method for producing a functional flexible film, comprising providing a heat-resistant low thermal conductive layer having a thickness of 0.25 W / m · K or less.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、機能性フレキシブルフィルムの製造方法及びそれを用いて製造された電子デバイスに関する。より詳しくは、基板上に金属酸化物半導体の前駆体を含む前駆体層を設け、当該前駆体層を酸化することにより得られる酸化物半導体を含む機能性フレキシブルフィルムの製造方法に関し、また当該機能性フィルムを用いた薄膜トランジスタ素子等の電子デバイスに関する。   The present invention relates to a method for producing a functional flexible film and an electronic device produced using the method. More specifically, the present invention relates to a method for producing a functional flexible film including an oxide semiconductor obtained by providing a precursor layer including a precursor of a metal oxide semiconductor on a substrate and oxidizing the precursor layer. The present invention relates to an electronic device such as a thin film transistor element using a conductive film.

近年の電子機器や電子デバイス等の小型化、微細化、薄型化、高機能化等の進展に伴い、ガラスエポキシ樹脂やセラミックスなどのリジッドな基材または基板を用いないで、フレキシブルフィルムを基材または基板として用いた機能性フィルムの開発が望まれている。   With the recent progress of miniaturization, miniaturization, thinning, high functionality, etc. of electronic devices and electronic devices, flexible films are used as base materials without using rigid base materials or substrates such as glass epoxy resins and ceramics. Alternatively, development of a functional film used as a substrate is desired.

一方、トランジスタ、発光素子、太陽電池等の半導体デバイスとして、金属酸化物半導体膜が用いられているが、当該金属酸化物半導体膜を作製する方法として、基板上に形成した金属膜を酸化し金属酸化物半導体膜に変換する技術が知られている。例えば、基板上に形成したCu、Zn、Al等の金属膜を、熱酸化やプラズマ酸化等により酸化し金属酸化物半導体膜に変換する試みがされている(例えば特許文献1参照)。また、有機金属を分解酸化(加熱、分解反応)することで、非晶質酸化物を形成する方法も知られている(例えば特許文献2及び3参照)。これらの方法では、前駆体の酸化に、熱酸化またはプラズマ酸化を用いている。   On the other hand, a metal oxide semiconductor film is used as a semiconductor device such as a transistor, a light emitting element, or a solar cell. As a method for manufacturing the metal oxide semiconductor film, a metal film formed on a substrate is oxidized to form a metal. A technique for converting to an oxide semiconductor film is known. For example, an attempt is made to oxidize a metal film such as Cu, Zn, or Al formed on a substrate by thermal oxidation or plasma oxidation to convert it into a metal oxide semiconductor film (see, for example, Patent Document 1). Also known is a method of forming an amorphous oxide by decomposing and oxidizing (heating, decomposition reaction) an organic metal (see, for example, Patent Documents 2 and 3). In these methods, thermal oxidation or plasma oxidation is used for oxidation of the precursor.

また、前駆体として、有機金属や金属塩化物を用い熱酸化等により非晶質酸化物半導体を形成する方法も知られている(例えば非特許文献1、2、及び3参照)。   In addition, a method of forming an amorphous oxide semiconductor by thermal oxidation using an organic metal or metal chloride as a precursor is also known (see, for example, Non-Patent Documents 1, 2, and 3).

しかしながら、通常の熱酸化法を用いる場合、300℃以上の非常に高い温度域で処理しているため、エネルギー効率が悪く、比較的長い処理時間を要してしまうことや、処理中の基板温度も処理温度と同じ温度まで上昇するため、軽く、フレキシビリティを有する樹脂基板などへの適用が困難となるという問題がある。また、プラズマ酸化の場合は、非常に反応性の高いプラズマ空間で処理を行うために、薄膜トランジスタ等の製造プロセスにおいて、電極や絶縁膜などを劣化させ、移動度やオフ電流(暗電流)が悪化するなどの問題がある。   However, when a normal thermal oxidation method is used, processing is performed at a very high temperature range of 300 ° C. or higher, so that energy efficiency is low and a relatively long processing time is required, and the substrate temperature during processing However, since it rises to the same temperature as the processing temperature, there is a problem that it is difficult to apply to a resin substrate that is light and flexible. In the case of plasma oxidation, since processing is performed in a very reactive plasma space, in the manufacturing process of thin film transistors and the like, electrodes and insulating films are deteriorated, and mobility and off current (dark current) are deteriorated. There are problems such as.

特許文献4及び5には、電磁波による局所加熱を利用して他に悪影響を与えず特性改善する技術が開示されているが、大面積化が難しく、装置コストも高くなる問題がある。
特開平8−264794号公報 特開2003−179242号公報 特開2005−223231号公報 特開2003−46068号公報 特開2003−264187号公報 化学工業2006年12月号「ゾルゲル法による酸化物半導体薄膜の合成と応用」大矢豊著 Electrochemical and Solid−State Letters,10(5)H135−H138(2007) Advanced Materials 19,183−187(2007)
Patent Documents 4 and 5 disclose techniques for improving characteristics by using local heating by electromagnetic waves without causing other adverse effects. However, there is a problem that it is difficult to increase the area and the device cost is increased.
JP-A-8-264794 JP 2003-179242 A JP 2005-223231 A JP 2003-46068 A JP 2003-264187 A December 2006 issue of chemical industry “Synthesis and application of oxide semiconductor thin films by sol-gel method” by Yutaka Oya Electrochemical and Solid-State Letters, 10 (5) H135-H138 (2007) Advanced Materials 19, 183-187 (2007)

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、高性能・高機能性でありながら、低コストで大面積化が可能な機能性フレキシブルフィルムの製造方法を提供することである。また、当該方法を用いて製造された電子デバイスを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its solution is to provide a method for producing a functional flexible film capable of increasing the area at low cost while having high performance and high functionality. It is. Moreover, it is providing the electronic device manufactured using the said method.

本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   The above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

1.機能性フレキシブルフィルムの製造方法において、製造プロセス中、最も高温となる領域と、基板となる樹脂領域の間に、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上であり、かつ熱伝導率が0.25W/m・K以下である耐熱性低熱伝導層を設けることを特徴とする機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   1. In the method for producing a functional flexible film, the glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or more and the thermal conductivity is 0.25 W between the region that becomes the highest temperature during the production process and the resin region that becomes the substrate. The manufacturing method of a functional flexible film characterized by providing the heat resistant low heat conductive layer which is below / m * K.

2.前記耐熱性低熱伝導層の層厚が、1〜100μmの範囲であることを特徴とする前記1に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   2. 2. The method for producing a functional flexible film as described in 1 above, wherein the heat-resistant low thermal conductive layer has a thickness of 1 to 100 μm.

3.前記製造プロセス中、最も高温となる領域を局所加熱方式により加熱することを特徴とする前記1又は2に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   3. 3. The method for producing a functional flexible film as described in 1 or 2 above, wherein a region having the highest temperature is heated by a local heating method during the production process.

4.前記局所加熱方式が、マイクロ波を利用した加熱方式であることを特徴とする前記3に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   4). 4. The method for producing a functional flexible film as described in 3 above, wherein the local heating method is a heating method using microwaves.

5.前記耐熱性低熱伝導層と隣接したマイクロ波吸収体含有層を設け、マイクロ波を照射することにより当該マイクロ波吸収体含有層を発熱させて局所加熱を行うことを特徴とする前記4に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   5. 5. The microwave absorber-containing layer adjacent to the heat-resistant low thermal conductive layer is provided, and the microwave absorber-containing layer is heated by irradiating with microwaves to perform local heating. A method for producing a functional flexible film.

6.前記マイクロ波吸収体含有層が、インジウム(In)、錫(Sn)、及び亜鉛(Zn)のうちの少なくとも一種の金属の酸化物を含有することを特徴とする前記5に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   6). 6. The functional flexible according to 5 above, wherein the microwave absorber-containing layer contains an oxide of at least one metal of indium (In), tin (Sn), and zinc (Zn). A method for producing a film.

7.少なくとも基板、耐熱性低熱伝導層、及び熱変換材料含有層(以下「機能層前駆体」という。)若しくは機能層前駆体パターン層を設け、当該機能層前駆体若しくは機能層前駆体パターンを加熱された所望のパターン形状を有するパターン物を基板と反対側の機能層前駆体がある面から当該機能層前駆体のパターンに接触又は近接させて局所加熱することを特徴とする前記1〜3のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   7). At least a substrate, a heat resistant low thermal conductive layer, and a heat conversion material-containing layer (hereinafter referred to as “functional layer precursor”) or a functional layer precursor pattern layer are provided, and the functional layer precursor or the functional layer precursor pattern is heated. Any one of the above 1 to 3, wherein a pattern having a desired pattern shape is locally heated by contacting or approaching the pattern of the functional layer precursor from the surface having the functional layer precursor on the side opposite to the substrate A method for producing the functional flexible film according to claim 1.

8.前耐熱性低熱伝導層が、ポリイミド樹脂を含有することを特徴とする前記1〜7のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   8). The method for producing a functional flexible film according to any one of 1 to 7, wherein the pre-heat-resistant low thermal conductive layer contains a polyimide resin.

9.前記基板が、光透過性樹脂フィルムであり、かつガラス転移温度(Tg)が200℃以下であることを特徴とする前記1〜8のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。   9. The method for producing a functional flexible film according to any one of 1 to 8, wherein the substrate is a light-transmitting resin film and has a glass transition temperature (Tg) of 200 ° C or lower.

10.前記1〜8のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法で製造されたことを特徴とする電子デバイス。   10. An electronic device manufactured by the method for manufacturing a functional flexible film according to any one of 1 to 8 above.

11.前記電子デバイスが、トランジスタ素子であることを特徴とする前記10に記載の電子デバイス。   11. 11. The electronic device as described in 10 above, wherein the electronic device is a transistor element.

本発明の上記手段により、高性能・高機能性でありながら、低コストで大面積化が可能な機能性フレキシブルフィルムの製造方法を提供することができる。また、当該方法を用いて製造された電子デバイスを提供することができる。   By the above-mentioned means of the present invention, it is possible to provide a method for producing a functional flexible film capable of increasing the area at low cost while having high performance and high functionality. Moreover, the electronic device manufactured using the said method can be provided.

本発明においては、局所加熱源と樹脂基板の間に耐熱性低熱伝導層を挿入することで、樹脂基板自身が局所加熱部の高温に晒されることなく前駆体層を熱変換することができる。   In the present invention, by inserting a heat-resistant low thermal conductive layer between the local heating source and the resin substrate, the precursor layer can be thermally converted without being exposed to the high temperature of the local heating unit.

また、耐熱性低熱伝導層の断熱効果により、非耐熱性基板でも長時間の電磁波(マイクロ波)照射が可能となる。局所加熱方式と本発明の構成を組み合わせることで、基板として安価である低耐熱性の汎用樹脂フィルムを用いることが可能となり、高性能、低コストで大面積化が可能な機能性フレキシブルフィルムの製造が可能となる。   In addition, due to the heat insulating effect of the heat-resistant low thermal conductive layer, it is possible to irradiate electromagnetic waves (microwaves) for a long time even on a non-heat-resistant substrate. By combining the local heating method and the structure of the present invention, it is possible to use a low-heat-resistant general-purpose resin film that is inexpensive as a substrate, and to produce a functional flexible film capable of high performance, low cost and large area Is possible.

本発明の機能性フレキシブルフィルムの製造方法は、製造プロセス中、最も高温となる領域と、基板となる樹脂領域の間に、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上であり、かつ熱伝導率が0.25W/m・K以下である耐熱性低熱伝導層を設けることを特徴とする。この特徴は、請求項1〜11に係る発明に共通する技術的特徴である。   In the method for producing a functional flexible film of the present invention, the glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or more between the region that is the highest temperature during the production process and the resin region that is the substrate, and the thermal conductivity is high. It is characterized by providing a heat resistant low thermal conductive layer of 0.25 W / m · K or less. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 11.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、耐熱性低熱伝導層の層厚が、1〜100μmの範囲であることが好ましい。また、前記製造プロセス中、最も高温となる領域を局所加熱方式により加熱する態様であることが好ましい。この場合、当該局所加熱方式が、マイクロ波を利用した加熱方式であることが好ましい。   As an embodiment of the present invention, the thickness of the heat-resistant low thermal conductive layer is preferably in the range of 1 to 100 μm from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention. Moreover, it is preferable that it is an aspect which heats the area | region used as the highest temperature by the local heating system during the said manufacturing process. In this case, the local heating method is preferably a heating method using microwaves.

更には、前記耐熱性低熱伝導層と隣接したマイクロ波吸収体含有層を設け、マイクロ波を照射することにより当該マイクロ波吸収体含有層を発熱させて局所加熱を行う態様であることが好ましい。この場合、当該マイクロ波吸収体含有層が、インジウム(In)、錫(Sn)、及び亜鉛(Zn)のうちの少なくとも一種の金属の酸化物を含有することが好ましい。なお、本願においていう「最も高温となる領域」とは、当該マイクロ波吸収体含有層のように電磁波(例えばマイクロ波)等の吸収により発熱する領域をいう。   Furthermore, it is preferable that a microwave absorber-containing layer adjacent to the heat-resistant low thermal conductive layer is provided, and the microwave absorber-containing layer is heated to emit heat to perform local heating. In this case, it is preferable that the microwave absorber-containing layer contains an oxide of at least one metal selected from indium (In), tin (Sn), and zinc (Zn). As used herein, the “highest temperature region” refers to a region that generates heat due to absorption of electromagnetic waves (for example, microwaves) as in the microwave absorber-containing layer.

また、本発明の実施態様としては、少なくとも基板、耐熱性低熱伝導層、及び熱変換材料含有層(以下「機能層前駆体」という。)若しくは機能層前駆体パターン層を設け、当該機能層前駆体若しくは機能層前駆体パターンを加熱された所望のパターン形状を有するパターン物を基板と反対側の機能層前駆体がある面から当該機能層前駆体のパターンに接触又は近接させて局所加熱するという態様であることも好ましい。   As an embodiment of the present invention, at least a substrate, a heat-resistant low thermal conductive layer, and a heat conversion material-containing layer (hereinafter referred to as “functional layer precursor”) or a functional layer precursor pattern layer are provided, and the functional layer precursor is provided. The body or the functional layer precursor pattern is heated locally by bringing the pattern having a desired pattern shape into contact with or in proximity to the pattern of the functional layer precursor from the surface on the side opposite to the substrate. It is also preferable that it is an aspect.

なお、ここで、熱変換材料含有層(以下「機能層前駆体」ともいう。)とは、熱変換により機能材料となる「熱変換材料」を含有する層であって、当該熱変換により機能層となる前駆体をいう。「機能層前駆体パターン層」とは、機能層前駆体を含有する溶液などをインクジェットやグラビア印刷等の既知の印刷方式を用いてパターン化した層をいう。また、「パターン物」とは、金属等高温まで加熱が可能な材料に所望のパターン形状が凸になるように加工し、その加熱された凸に加工されたパターン部のみが平面に接するようにした物(熱スタンプの様な物)や平面に加工されている物も含む。更にはレーザー光等を走査して結果的にパターン形状のエネルギーを前駆体膜に付与する物も含んでおり、前駆体膜にパターン化された酸化変換エネルギーを付与するもの全てをいう。尚、「パターン」とは回路パターン、電極パターンに代表される幾何学パターンを意味する。   Here, the heat conversion material-containing layer (hereinafter also referred to as “functional layer precursor”) is a layer containing a “heat conversion material” that becomes a functional material by heat conversion, and functions by the heat conversion. The precursor used as a layer is said. The “functional layer precursor pattern layer” refers to a layer obtained by patterning a solution containing a functional layer precursor using a known printing method such as ink jet or gravure printing. In addition, the “patterned object” is a material that can be heated to a high temperature such as a metal so that a desired pattern shape is convex, and only the pattern part that has been processed into the heated convex is in contact with a plane. This includes those that have been processed into a flat surface (such as a thermal stamp). Further, it includes a material that scans a laser beam or the like and consequently imparts energy of a pattern shape to the precursor film, and refers to all that impart patterned oxidation conversion energy to the precursor film. The “pattern” means a geometric pattern represented by a circuit pattern and an electrode pattern.

本発明においては、前記耐熱性低熱伝導層が、ポリイミド樹脂を含有することが好ましい。また、前記基板が、光透過性樹脂フィルムであり、かつガラス転移温度(Tg)が200℃以下である態様であることが好ましい。   In this invention, it is preferable that the said heat resistant low heat conductive layer contains a polyimide resin. Moreover, it is preferable that the said board | substrate is an optically transparent resin film, and it is an aspect whose glass transition temperature (Tg) is 200 degrees C or less.

本発明の機能性フレキシブルフィルムの製造方法は、種々の電子デバイスの製造に適応できる。特に、薄膜トランジスタ素子の製造に好適に用いることができる。   The method for producing a functional flexible film of the present invention can be applied to the production of various electronic devices. In particular, it can be suitably used for manufacturing a thin film transistor element.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための最良の形態・態様等について詳細な説明をする。   Hereinafter, the present invention, its components, and the best mode and mode for carrying out the present invention will be described in detail.

(耐熱性低熱伝導層)
本発明に係る耐熱性低熱伝導層とは、機能性フレキシブルフィルムの製造プロセス中、最も高温となる領域と、基板となる樹脂領域の間に設けられ、耐熱断熱層として機能する層をいう。
(Heat resistant low thermal conductive layer)
The heat-resistant low thermal conductive layer according to the present invention refers to a layer that functions as a heat-resistant and heat-insulating layer that is provided between the region that becomes the highest temperature and the resin region that becomes the substrate during the manufacturing process of the functional flexible film.

当該耐熱性低熱伝導層は、本発明の効果発現の観点から、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上であり、かつ熱伝導率が0.25W/m・K以下であることを特徴とする。   The heat-resistant low thermal conductive layer is characterized in that the glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or higher and the thermal conductivity is 0.25 W / m · K or lower from the viewpoint of the effects of the present invention. .

なお、本願においては、耐熱性低熱伝導層のガラス転移温度とは、DSC法で昇温速度20℃/分の条件で測定したものをいう。   In addition, in this application, the glass transition temperature of a heat-resistant low heat conductive layer means what was measured on temperature increase rate 20 degree-C / min conditions by DSC method.

また、上記と同様の観点から、当該耐熱性低熱伝導層の層厚は、1〜100μmの範囲であることが好ましい。   Further, from the same viewpoint as described above, the layer thickness of the heat resistant low thermal conductive layer is preferably in the range of 1 to 100 μm.

当該耐熱性低熱伝導層に用いられる耐熱性低熱伝導物としては、上記要件を満たす限り、種々の公知の材料、特に樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂などを単独あるいは2種以上用いることができる。耐熱性、絶縁信頼性、接着性の点から、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。   As the heat resistant low thermal conductive material used for the heat resistant low thermal conductive layer, various known materials, in particular, resins can be used as long as the above requirements are satisfied. For example, an acrylic resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, a polyethersulfone resin, a polysulfone resin, or the like can be used alone or in combination. From the viewpoint of heat resistance, insulation reliability, and adhesiveness, a polyimide resin is preferably used.

ここで、「ポリイミド系樹脂」とは、イミド環等の環状構造を有する樹脂、あるいは加熱あるいは適当な触媒により、イミド環やその他の環状構造を形成する樹脂前駆体をいう。ポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸二無水物、およびジアミンから重合することができる。   Here, the “polyimide resin” refers to a resin having a cyclic structure such as an imide ring, or a resin precursor that forms an imide ring or other cyclic structure by heating or an appropriate catalyst. The polyimide resin can be polymerized from tetracarboxylic dianhydride and diamine.

本発明で好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3″,4,4″−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3″,4,4″−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルトリフルオロプロパンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,5−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ビシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−C]フラン−1,3−ジオンなどが挙げられる。これらは単独でもよく、2種以上使用してもよい。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride preferably used in the present invention include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-. Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7- Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ″, 4,4 ″- Paraterphenyl tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ″, 4,4 ″ -metaterphenyl tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracene tetracarboxylic dianhydride, 1,2, 7,8-Phenanthre Tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ', 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltrifluoropropanetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic acid Anhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, , 3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2, 3,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-bicyclohexene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,3, And 3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-C] furan-1,3-dione. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明で好ましく用いられるジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノトルエン、3,5−ジアミノ安息香酸、2,6−ジアミノ安息香酸、2−メトキシ−1,4−フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノベンズアニリド、3,4′−ジアミノベンズアニリド、3,3′−ジアミノベンズアニリド、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノベンズアニリド、ベンジジン、2,2′−ジメチルベンジジン、3,3′−ジメチルベンジジン、3,3′−ジメメトキシベンジジン、2,4−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、1,5−ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノフルオレン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、3,3′−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシル、p−アミノベンジルアミン、m−アミノベンジルアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミノジフェニルエーテル、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、3,4′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレンなどが挙げられる。これらは単独でもよく、2種以上使用してもよい。   Examples of the diamine preferably used in the present invention include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminotoluene, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,6-diaminobenzoic acid, 2-methoxy-1,4-phenylenediamine, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,4'-diaminobenzanilide, 3,3'-diaminobenzanilide, 3,3'-dimethyl-4,4'- Diaminobenzanilide, benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethylmethoxybenzidine, 2,4-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 1,5-diamino Naphthalene, 2,7-diaminofluorene, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohex 4,4'-methylenebis (cyclohexylamine), 3,3'-methylenebis (cyclohexylamine), 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4'-diamino-3,3 '-Dimethyldicyclohexyl, p-aminobenzylamine, m-aminobenzylamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminoben Phenone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2 , 2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 9,9-bis (4-aminopheny And fluorene and 9,9-bis (3-aminophenyl) fluorene. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、上記ジアミンと併用して、以下に例示するようなシロキサン系ジアミンを用いることが好ましい。シロキサン系ジアミンを併用することにより、耐熱性低熱伝導層と、基板および/または前駆体層との接着性をより向上することができる。シロキサン系ジアミンの含有量は、全ジアミン成分に対して好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは1モル%以上であり、好ましくは80モル%以下、より好ましくは60モル%以下、さらに好ましくは50モル%以下である。シロキサン系ジアミンを前記範囲で含有することにより、高い接着力が得られ、ポリイミド樹脂のガラス転移温度が好ましい範囲となる。   In the present invention, it is preferable to use a siloxane diamine as exemplified below in combination with the diamine. By using a siloxane diamine in combination, the adhesion between the heat-resistant low thermal conductive layer and the substrate and / or precursor layer can be further improved. The content of the siloxane-based diamine is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, still more preferably 1 mol% or more, preferably 80 mol% or less, based on the total diamine component. More preferably, it is 60 mol% or less, More preferably, it is 50 mol% or less. By containing the siloxane-based diamine in the above range, high adhesive strength can be obtained, and the glass transition temperature of the polyimide resin becomes a preferable range.

シロキサン系ジアミンの具体例としては、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノフェニル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェノキシ−1,3−ビス(4−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(4−アミノフェニル)トリシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラフェニル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(2−アミノエチル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(3−アミノプロピル)ジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジメトキシ−1,3−ビス(4−アミノブチル)ジシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(2−アミノエチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(4−アミノブチル)トリシロキサン、1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジメトキシ−1,5−ビス(5−アミノペンチル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサプロピル−1,5−ビス(3−アミノプロピル)トリシロキサンなどが挙げられる。上記シロキサン系ジアミンは単独でもよく、2種以上使用してもよい。   Specific examples of the siloxane diamine include 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (4-aminophenyl) disiloxane, 1,1,3,3-tetraphenoxy-1,3-bis. (4-aminoethyl) disiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis (4-aminophenyl) trisiloxane, 1,1,3,3-tetraphenyl-1, 3-bis (2-aminoethyl) disiloxane, 1,1,3,3-tetraphenyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane, 1,1,5,5-tetraphenyl-3, 3-dimethyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,5,5-tetraphenyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (4-aminobutyl) trisiloxane, , 1,5,5-Tetraf Nyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (5-aminopentyl) trisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (2-aminoethyl) disiloxane, 1,1 , 3,3-tetramethyl-1,3-bis (3-aminopropyl) disiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-bis (4-aminobutyl) disiloxane, 1,3 -Dimethyl-1,3-dimethoxy-1,3-bis (4-aminobutyl) disiloxane, 1,1,5,5-tetramethyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (2-aminoethyl) ) Trisiloxane, 1,1,5,5-tetramethyl-3,3-dimethoxy-1,5-bis (4-aminobutyl) trisiloxane, 1,1,5,5-tetramethyl-3,3- Dimethoxy-1,5-bis (5-aminopen L) Trisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaethyl-1,5 -Bis (3-aminopropyl) trisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexapropyl-1,5-bis (3-aminopropyl) trisiloxane and the like. The siloxane diamine may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る耐熱性低熱伝導層は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸組成物を基板に塗工積層した後、加熱処理してポリイミドに変換してもよく、または、有機溶媒可溶性のポリイミド樹脂組成物を基板に塗工積層してもよい。   The heat-resistant low thermal conductive layer according to the present invention may be converted to polyimide by applying a polyamic acid composition, which is a precursor of a polyimide resin, to the substrate and then heat-treating it, or an organic solvent-soluble polyimide. The resin composition may be applied and laminated on the substrate.

本発明において、ポリイミド樹脂組成物、またはポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸樹脂組成物の合成は公知の方法で行うことができる。例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わせ、溶媒中で0〜80℃で1〜100時間撹拌し、反応させることにより合成することができる。樹脂組成物の粘度特性、得られる金属層付きフィルムの接着性等の特性が所望の特性となるように酸過剰、あるいはジアミン過剰のモル比で合成することが好ましい。また、ポリマー鎖末端を封止するために、安息香酸、無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、アニリンなどのジカルボン酸またはその無水物、モノアミンをテトラカルボン酸二無水物、ジアミンと同時に仕込んで反応させてもよく、また、テトラカルボン酸二無水物、ジアミンを反応させ、重合した後に添加して反応させてもよい。   In this invention, the synthesis | combination of the polyamic acid resin composition which is a polyimide resin composition or a polyimide resin precursor can be performed by a well-known method. For example, it can synthesize | combine by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine, stirring at 0-80 degreeC in a solvent for 1 to 100 hours, and making it react. It is preferable to synthesize with a molar ratio of excess acid or excess diamine so that the viscosity characteristics of the resin composition and the adhesive properties of the resulting film with a metal layer become desired characteristics. In order to seal the end of the polymer chain, dicarboxylic acid such as benzoic acid, phthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, aniline or its anhydride, and monoamine are charged simultaneously with tetracarboxylic dianhydride and diamine. Alternatively, tetracarboxylic dianhydride and diamine may be reacted and added after polymerization to react.

ポリアミド酸合成の溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、また、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトンなどのラクトン系極性溶媒、他には、メチルセロソルブ、メチルセルソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセルソルブアセテート、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、乳酸エチルなどを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。ポリアミド酸の濃度としては、通常5〜60質量%が好ましく、さらに好ましくは10〜40質量%である。   Examples of the solvent for polyamic acid synthesis include amide polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, β-propiolactone, γ-butyrolactone, Lactone polar solvents such as γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, and others, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, methyl carbitol, ethyl carbitol And tall, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), and ethyl lactate. These may be used alone or in combination of two or more. As a density | concentration of a polyamic acid, 5-60 mass% is preferable normally, More preferably, it is 10-40 mass%.

ポリイミド樹脂組成物を得る場合には、前記で合成したポリアミド酸樹脂溶液を、120〜300℃の温度に上げて1〜100時間撹拌し、ポリイミドに変換する。また、室温〜200℃で、無水酢酸、トリフルオロ酢酸無水物、p−ヒドロキシフェニル酢酸、ピリジン、ピコリン、イミダゾール、キノリン、トリエチルアミンなどのイミド化触媒を単独あるいは2種以上を組み合わせて添加し、ポリイミドに変換することもできる。   When obtaining a polyimide resin composition, the polyamic acid resin solution synthesize | combined above is raised to the temperature of 120-300 degreeC, is stirred for 1 to 100 hours, and converts into a polyimide. Also, at room temperature to 200 ° C., an imidation catalyst such as acetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, p-hydroxyphenylacetic acid, pyridine, picoline, imidazole, quinoline, triethylamine or the like is added alone or in combination of two or more, and polyimide Can also be converted.

本発明においては、ポリアミド酸樹脂溶液に前記イミド化触媒を添加し、基板に塗布後、溶媒の乾燥と同時にポリイミドに変換して、耐熱性低熱伝導層を積層することもできる。   In the present invention, the imidation catalyst may be added to the polyamic acid resin solution, applied to the substrate, then converted to polyimide simultaneously with the drying of the solvent, and a heat resistant low thermal conductive layer may be laminated.

本発明において、耐熱性低熱伝導層には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の樹脂や充填材を含有してもよいその他の樹脂としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂などの耐熱性高分子樹脂が挙げられる。充填材としては、有機あるいは無機からなる微粒子、フィラーなどが挙げられる。微粒子、フィラーの具体例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、石英粉、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸バリウム、マイカ、タルクなどが挙げられる。   In the present invention, the heat-resistant low thermal conductive layer may contain other resins and fillers as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other resins include acrylic resins, acrylonitrile resins, and butadiene resins. Examples thereof include heat-resistant polymer resins such as resins, urethane resins, polyester resins, polyamide resins, polyamideimide resins, epoxy resins, and phenol resins. Examples of the filler include organic or inorganic fine particles, fillers, and the like. Specific examples of the fine particles and filler include silica, alumina, titanium oxide, quartz powder, magnesium carbonate, potassium carbonate, barium sulfate, mica and talc.

(マイクロ波吸収体含有層)
本発明においては、耐熱性低熱伝導層と隣接したマイクロ波吸収体含有層を設け、マイクロ波を照射することにより当該マイクロ波吸収体含有層を発熱させて局所加熱を行うことが好ましい。
(Microwave absorber-containing layer)
In the present invention, it is preferable to provide a microwave absorber-containing layer adjacent to the heat-resistant low thermal conductive layer, and to heat the microwave absorber-containing layer by irradiating the microwave to perform local heating.

当該マイクロ波吸収体含有層に含有されるマイクロ波吸収体としては、例えば、金属酸化物であり、かつ導電体であることが好ましい。なお、マイクロ波を吸収するのは金属酸化物中のMe−O結合であると思われる(金属そのものは吸収しない。)。   The microwave absorber contained in the microwave absorber-containing layer is, for example, a metal oxide and preferably a conductor. Note that it seems that the microwaves are absorbed by Me-O bonds in the metal oxide (the metal itself is not absorbed).

本発明においては、金属酸化物中、導電性が高いことから、少なくともインジウム(In)、錫(Sn)、及び亜鉛(Zn)のうちの少なくとも一種の金属の酸化物を含有することが好ましい。また、よりマイクロ波吸収能が高いことから、少なくともIn、Sn、特に、Sn酸化物を含むことが好ましい。以下、この点に監視、更に詳しく説明をする。   In the present invention, the metal oxide preferably contains at least one oxide of at least one of indium (In), tin (Sn), and zinc (Zn) because of its high conductivity. In addition, since it has higher microwave absorption capability, it is preferable to include at least In, Sn, and particularly Sn oxide. Hereinafter, this point will be monitored and explained in more detail.

本発明において、マイクロ波吸収体、すなわち、マイクロ波吸収能をもつ物質としては、1つには、金属酸化物微粒子であり、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、IZO、ITO等が好ましく、少なくともIn、Snの酸化物を含むことが好ましい。   In the present invention, as a microwave absorber, that is, a substance having microwave absorption ability, one is a metal oxide fine particle, and indium oxide, tin oxide, zinc oxide, IZO, ITO, etc. are preferable, and at least It is preferable that an oxide of In or Sn is included.

酸化インジウムに錫をドーピングして得られるITO膜においては、得られるITO膜のIn:Snの原子数比が好ましくは、100:0.5〜100:10の範囲なるよう調整される。In:Snの原子数比はXPS測定により求めることができる。   In the ITO film obtained by doping tin with indium oxide, the In: Sn atomic number ratio of the obtained ITO film is preferably adjusted to be in the range of 100: 0.5 to 100: 10. The atomic ratio of In: Sn can be determined by XPS measurement.

また、酸化錫にフッ素をドーピング(Sn:Fの原子数比が100:0.01〜100:50の範囲)して得られる透明導電膜(FTO膜という)、In−ZnO系アモルファス導電膜(In:Znの原子数比が100:50〜100:5の範囲)等を用いることができる。原子数比はXPS測定により求めることが出来る。 In addition, a transparent conductive film (referred to as FTO film) obtained by doping tin oxide with fluorine (Sn: F atomic ratio in the range of 100: 0.01 to 100: 50), In 2 O 3 —ZnO-based amorphous A conductive film (In: Zn atomic ratio in the range of 100: 50 to 100: 5) or the like can be used. The atomic ratio can be determined by XPS measurement.

マイクロ波吸収能をもつ金属酸化物材料微粒子からなる導電性の薄膜の形成は、真空蒸着やスパッタ法等を用いることにより、また、インジウム、スズ等の金属アルコキシド、アルキル金属等の有機金属化合物を用いてプラズマCVD法により形成することも好ましい。また、インジウム、スズ等の金属アルコキシド等を用いたゾルゲル法等塗布法によっても製造でき、比抵抗値で10−4Ω・cmオーダーの優れた導電性を有するITO膜を得ることが出来る。適当なパターニング方法と組み合わせて電極パターンを得ることもできる。 The formation of a conductive thin film made of metal oxide material fine particles having microwave absorption ability can be achieved by using vacuum deposition, sputtering, etc., metal alkoxides such as indium and tin, and organometallic compounds such as alkyl metals. It is also preferable to use the plasma CVD method. It can also be produced by a coating method such as a sol-gel method using a metal alkoxide such as indium or tin, and an ITO film having excellent electrical conductivity in the order of 10 −4 Ω · cm can be obtained. An electrode pattern can be obtained in combination with an appropriate patterning method.

マイクロ波吸収能をもつ物質としては、上記のように、蒸着或いはスパッタ或いはプラズマCVD等により形成された導電性のIZO、ITO等の薄膜であってよいが、また、少なくともIn、Snの酸化物を含む金属酸化物微粒子の分散体である電極前駆体材料であってもよく、この場合には、成膜後に、焼成することで導電性となるので、電極パターンに従い、例えばインクジェット法等塗布法により、これにて電極前駆体エリアを形成した後、これを焼成して、電極材料とする。焼成は、マイクロ波照射によって行うことが好ましい。   The substance having the ability to absorb microwaves may be a conductive IZO or ITO thin film formed by vapor deposition, sputtering, plasma CVD, or the like as described above. May be an electrode precursor material that is a dispersion of metal oxide fine particles containing metal, and in this case, it becomes conductive by baking after film formation. Thus, after forming an electrode precursor area with this, this is baked to obtain an electrode material. Firing is preferably performed by microwave irradiation.

少なくともIn、Snの酸化物を含む金属酸化物微粒子の分散体としては、特にITO微粒子が非常に微細且つ高分散であり好ましい。Sn酸化物はマイクロ波吸収能が高く、Sn酸化物を含む電極パターン部が最初に高温になるので、これを電極材料前駆体を含む場合、電極パターン部の近傍も高温となり好ましい。   As a dispersion of metal oxide fine particles containing at least an oxide of In and Sn, ITO fine particles are particularly preferable because they are very fine and highly dispersed. Since the Sn oxide has a high microwave absorption capability and the electrode pattern portion containing the Sn oxide first has a high temperature, when it contains an electrode material precursor, the vicinity of the electrode pattern portion also becomes high, which is preferable.

これらの金属酸化物微粒子は、例えば、pHを調製した溶液を加熱して得たゲル状物から、これを加熱、低温焼結する等の方法により得られるもので、これらを水或いはアルコール等の適宜な溶媒に分散させた塗料(インク)は、塗布に或いはインクジェットまた印刷法等に用いても凝集等による目詰まりが発生しない微粒子、高分散である。   These metal oxide fine particles are obtained, for example, from a gel-like material obtained by heating a solution having a adjusted pH, by a method such as heating or low-temperature sintering. The coating material (ink) dispersed in an appropriate solvent is a finely dispersed fine particle which does not cause clogging due to aggregation or the like even when used for coating or ink jet or printing.

このような粒子として好ましくは、粒径は5〜50nmの範囲である。これらは市販されており、市場から直接入手することもできる。シーアイ化成社製、NanoTek Slurry ITO、また、SnOなどが挙げられる。 Such particles preferably have a particle size in the range of 5 to 50 nm. These are commercially available and can also be obtained directly from the market. Examples thereof include NanoTek Slurry ITO, SnO 2 and the like manufactured by CI Kasei Co., Ltd.

これら微粒子分散液を電極材料前駆体として用いると、スパッタ法等によらず、ITO等の電極材料がインクジェット法等、塗布法により容易にパターニング形成でき、且つ、薄膜の表面温度が200〜600℃という比較的低温の熱処理或いは焼結により、微粒子の結晶化が起こり導電性の高い薄膜が得られる。   When these fine particle dispersions are used as an electrode material precursor, an electrode material such as ITO can be easily patterned by a coating method such as an ink jet method, and the surface temperature of the thin film is 200 to 600 ° C., regardless of the sputtering method or the like. Due to the relatively low temperature heat treatment or sintering, fine particles are crystallized to obtain a highly conductive thin film.

また、電極材料前駆体としては、また、少なくともIn、Sn、Zn原子含有化合物が挙げられ、これらの金属原子を含む、金属塩、ハロゲン化金属化合物、有機金属化合物等を挙げることができる。   Examples of the electrode material precursor include at least In, Sn, and Zn atom-containing compounds, and examples thereof include metal salts, metal halide compounds, and organometallic compounds containing these metal atoms.

少なくともIn、Sn、Znを含む金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン金属化合物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。   As metal salts containing at least In, Sn, and Zn, nitrates, acetates, and the like can be suitably used, and as halogen metal compounds, chlorides, iodides, bromides, and the like can be suitably used.

以上の電極材料前駆体のうち、好ましいのは、インジウム、錫、亜鉛の硝酸塩、ハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸スズ、硝酸亜鉛、塩化インジウム、塩化スズ(2価)、塩化スズ(4価)、塩化亜鉛、トリ−i−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス(ジピバロイルメタナト)亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−i−プロポキシスズなどが挙げられる。   Among the electrode material precursors described above, preferred are indium, tin, zinc nitrates, halides, and alkoxides. Specific examples include indium nitrate, tin nitrate, zinc nitrate, indium chloride, tin chloride (divalent), tin chloride (tetravalent), zinc chloride, tri-i-propoxyindium, diethoxyzinc, bis (dipivaloylme Tanato) zinc, tetraethoxytin, tetra-i-propoxytin and the like.

これらの電極材料前駆体、例えば硝酸インジウム、硝酸スズ等の溶液を、基板上に電極パターンに従い電極材料前駆体エリアを形成し、前記同様に、この上に絶縁層となる絶縁膜前駆体エリアを形成し、これにマイクロ波を照射することで、これらの電極材料前駆体中に一部形成される酸化物が、発熱体として作用するために、前記同様に、自身が触媒的に電極材料となるほか、隣接した絶縁膜前駆体エリアに熱を及ぼし、これを絶縁膜に変換できる。   These electrode material precursors, such as indium nitrate and tin nitrate, are formed on the substrate according to the electrode pattern to form an electrode material precursor area, and in the same manner, an insulating film precursor area serving as an insulating layer is formed thereon. By forming and irradiating this with microwaves, the oxide partially formed in these electrode material precursors acts as a heating element. In addition, heat can be applied to adjacent insulating film precursor areas, which can be converted into insulating films.

本発明において、例えば、導電体であるITO微粒子を用いたとき、In酸化物、Zn酸化物に比べSn酸化物は特にマイクロ波吸収能が高いので、Sn酸化物を含む電極パターン部は最初に高温になる。このようなマイクロ波吸収能を持つ物質のパターンを形成後、例えば、この上に、機能前駆体(例えば半導体前駆体)層(エリア)を形成し、マイクロ波の照射を行うことで、ITOからなる電極パターン部のみでなくその近傍も高温となり、例えば、ITOにより熱変換材料から機能材料(例えば半導体)への形成を同時に進行させることができる。   In the present invention, for example, when ITO fine particles, which are conductors, are used, Sn oxide has a higher microwave absorption capacity than In oxide and Zn oxide. It becomes hot. After forming a pattern of such a substance having microwave absorption ability, for example, a functional precursor (for example, a semiconductor precursor) layer (area) is formed on the pattern, and microwave irradiation is performed. Not only the electrode pattern portion to be formed but also the vicinity thereof becomes a high temperature, and for example, formation from a heat conversion material to a functional material (for example, a semiconductor) can be simultaneously advanced by ITO.

また、電極パターンに従い電極材料前駆体層を形成したのち熱変換材料を含む層を形成して、マイクロ波照射を行えば、電極、機能材料層のいずれも同時に形成される。   In addition, if an electrode material precursor layer is formed in accordance with the electrode pattern, a layer containing a heat conversion material is formed, and microwave irradiation is performed, both the electrode and the functional material layer are formed simultaneously.

マイクロ波吸収能を持つ物質またはマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリアとしては電極であることが好ましい。   An electrode is preferably used as an area containing a substance having a microwave absorbing ability or a substance having a microwave absorbing ability.

マイクロ波吸収能をもつ物質またはマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリアを電極に適用した電子デバイスとしては、例えば、薄膜トランジスタ素子が好ましい。   For example, a thin film transistor element is preferable as an electronic device in which a substance having a microwave absorbing ability or an area including a substance having a microwave absorbing ability is applied to an electrode.

マイクロ波吸収能をもつ物質またはマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリアを電極とし、絶縁膜、半導体、保護膜等複数の機能層エリアを形成し、マイクロ波照射により、マイクロ波吸収能を持つ電極、また電極前駆体エリアを熱源として、機能前駆体層エリアを同時に加熱して複数の機能層を同時に形成することのできるので、薄膜トランジスタ素子であることが好ましい。   Using microwave-absorbing substances or areas containing microwave-absorbing substances as electrodes, forming multiple functional layer areas such as insulating films, semiconductors, and protective films, and having microwave absorption ability by microwave irradiation Since the functional precursor layer area can be heated at the same time by using the electrode and the electrode precursor area as a heat source to form a plurality of functional layers at the same time, a thin film transistor element is preferable.

例えば、マイクロ波吸収能を持つ物質またはマイクロ波吸収能を持つ物質が含まれる電極と、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリアのうち少なくとも2つの機能前駆体層エリアを形成後、マイクロ波を照射し、機能前駆体層エリアを同時に加熱して複数の機能層を同時に形成する。   For example, at least two functional precursor layer areas of an electrode containing a substance having microwave absorption ability or a substance having microwave absorption ability, and an insulating film precursor area, a semiconductor precursor area, and a protective film precursor area are provided. After the formation, microwaves are irradiated and the functional precursor layer area is simultaneously heated to simultaneously form a plurality of functional layers.

また、電極を、マイクロ波吸収能を持つ物質又はマイクロ波吸収能を持つ物質が含まれる電極前駆体により形成して、絶縁膜前駆体エリア、半導体前駆体エリア、保護膜前駆体エリア等のうち少なくとも1つの機能前駆体エリアを形成して後、マイクロ波を照射して、電極前駆体エリア自身と、機能層前駆体エリアを加熱して電極と機能層とを共に形成することもできる。   In addition, the electrode is formed of a material having a microwave absorbing ability or an electrode precursor containing a substance having a microwave absorbing ability, and the insulating film precursor area, the semiconductor precursor area, the protective film precursor area, etc. After forming at least one functional precursor area, microwaves may be irradiated to heat the electrode precursor area itself and the functional layer precursor area to form both the electrode and the functional layer.

従って、本発明は、基板上に、マイクロ波吸収能をもつ物質で層(エリア)を形成し、その上に機能材料前駆体を含む層(エリア)を形成したのち、これにマイクロ波を照射することにより、マイクロ波吸収能をもつ物質で形成された層(エリア)を発熱させ、発生する熱によって、マイクロ波吸収能をもつ物質が含まれる層(エリア)の近傍において、機能材料前駆体を含む層(エリア)を加熱して、機能材料前駆体から機能材料(薄膜)への転換を行う薄膜素子(薄膜デバイス)の製造方法であるといえる。   Accordingly, in the present invention, a layer (area) is formed on a substrate with a substance having microwave absorption ability, and a layer (area) containing a functional material precursor is formed thereon, and then microwaves are irradiated to the layer (area). As a result, the layer (area) formed of the substance having the ability to absorb microwaves generates heat, and the generated heat causes the functional material precursor in the vicinity of the layer (area) containing the substance having the ability to absorb microwaves. It can be said that this is a method for manufacturing a thin film element (thin film device) in which a layer (area) containing is heated to convert a functional material precursor into a functional material (thin film).

(マイクロ波の照射)
本発明においては、機能性フレキシブルフィルムの製造プロセス中、最も高温となる領域を局所加熱方式により加熱することが好ましい。また、当該局所加熱方式が、マイクロ波を利用した加熱方式であることが好ましい。
(Microwave irradiation)
In this invention, it is preferable to heat the area | region where it becomes the highest temperature by a local heating system during the manufacturing process of a functional flexible film. Moreover, it is preferable that the said local heating system is a heating system using a microwave.

即ち、マイクロ波吸収能をもつソース、ドレイン電極パターン、また金属酸化物半導体前駆体である金属を含む層(薄膜)を形成した後、当該層(薄膜)に対し、マイクロ波(周波数0.3〜50GHz)を照射することにより、マイクロ波吸収能をもつ電極パターン薄膜自身を内部から発熱させることで、電極パターン、そして隣接する金属酸化物半導体前駆体を加熱し、電極パターン及び金属酸化物半導体を製造する。   That is, after forming a layer (thin film) containing a source and drain electrode pattern having a microwave absorption capability and a metal that is a metal oxide semiconductor precursor, a microwave (frequency 0.3) is applied to the layer (thin film). The electrode pattern and the adjacent metal oxide semiconductor precursor are heated by causing the electrode pattern thin film itself having microwave absorption ability to generate heat from the inside by irradiating with ~ 50 GHz), and the electrode pattern and the metal oxide semiconductor are heated. Manufacturing.

尚、マイクロ波吸収能をもつ電極前駆体のパターンと共に金属酸化物半導体前駆体を含む薄膜を加熱するとき、酸素の存在下で、マイクロ波を照射することが、短時間で金属酸化物半導体前駆体の酸化反応を進行させる上で好ましい。   When heating a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor together with a pattern of an electrode precursor having microwave absorption ability, it is possible to irradiate microwaves in the presence of oxygen in a short time. It is preferable in promoting the body oxidation reaction.

また、マイクロ波照射において、熱伝導により少なからず基材にも熱は伝わることがあり、特に樹脂基板の様な耐熱性の低い基材の場合は、マイクロ波の出力、照射時間、更には照射回数を制御する事で基板温度が50℃〜200℃、前駆体を含有する薄膜の表面温度が200〜600℃になる様に処理する事が好ましい。薄膜表面の温度、基板の温度等は熱電対を用いた表面温度計により測定できる。   In addition, in microwave irradiation, heat may be transferred to the base material due to heat conduction. Especially in the case of a base material with low heat resistance such as a resin substrate, the output of microwave, irradiation time, and further irradiation. By controlling the number of times, the substrate temperature is preferably 50 ° C. to 200 ° C. and the surface temperature of the thin film containing the precursor is preferably 200 ° C. to 600 ° C. The surface temperature of the thin film, the temperature of the substrate, etc. can be measured with a surface thermometer using a thermocouple.

また、金属酸化物半導体前駆体を含む薄膜は、形成後、マイクロ波照射の前に、例えば、酸素プラズマ、UVオゾン洗浄などのドライ洗浄プロセスによって洗浄し、薄膜中及び薄膜表面に存在し不純物の原因となる有機物を分解、洗浄して、金属成分以外の有機物を排除しておくことも好ましい。   In addition, the thin film containing the metal oxide semiconductor precursor is cleaned by a dry cleaning process such as oxygen plasma or UV ozone cleaning after the formation and before the microwave irradiation. It is also preferable that organic substances other than the metal component are excluded by decomposing and washing the causative organic substances.

なお、一般的に、マイクロ波とは0.3〜50GHzの周波数を持つ電磁波のことを指し、携帯通信で用いられる0.8MHz及び1.5GHz帯、2GHz帯、アマチュア無線、航空機レーダー等で用いられる1.2GHz帯、電子レンジ、構内無線、VICS等で用いられる2.4GHz帯、船舶レーダー等に用いられる3GHz帯、その他ETCの通信に用いられる5.6GHzなどは全てマイクロ波の範疇に入る電磁波である。   In general, the microwave refers to an electromagnetic wave having a frequency of 0.3 to 50 GHz, and is used in 0.8 MHz and 1.5 GHz band, 2 GHz band, amateur radio, aircraft radar, etc. used in mobile communication. 1.2 GHz band, 2.4 GHz band used in microwave ovens, local radio, VICS, 3 GHz band used for ship radar, etc., and 5.6 GHz used for other ETC communications are all in the microwave category. Electromagnetic waves.

セラミクスの分野では、この様なマイクロ波を焼結に利用することが既に公知となっている。磁性を含む材料にマイクロ波を照射すると、その物質の複素透磁率の損失部の大きさに応じて発熱することを利用し、短時間で均一に、かつ高温にすることができる。一方で、金属にマイクロ波を照射すると自由電子が高い周波数で運動を始めるためアーク放電が発生し、加熱できないことも良く知られている。   In the field of ceramics, it is already known to use such microwaves for sintering. When a material containing magnetism is irradiated with microwaves, heat can be generated in accordance with the size of the loss portion of the complex permeability of the substance, and the temperature can be increased uniformly and in a short time. On the other hand, it is well known that when a metal is irradiated with microwaves, free electrons start to move at a high frequency, so that arc discharge occurs and heating cannot be performed.

この様な背景をもとに、発明者らは、マイクロ波吸収能を持つ電極材料前駆体のほかに、金属酸化物半導体の前駆体を、同時に、また短時間で、且つ、均一に、高温まで加熱して、それぞれ、電極材料そして金属酸化物半導体に、同時に転化できることを見出した。セラミクスの分野と異なるのは、金属イオン含有溶液のような金属酸化物半導体前駆体は磁性を殆どもたないため、ジュール損失及び/又は誘電損失という電子及び/又は双極子運動に関連する損失成分が発熱の主因となっていると考えられるが、金属イオン含有溶液を塗布/乾燥したのみの薄膜でこの様な現象が起こる理由は、明らかではない。   Based on such a background, the inventors, in addition to the electrode material precursor having a microwave absorption ability, simultaneously and uniformly in a short time and at a high temperature, a precursor of a metal oxide semiconductor. It was found that they can be simultaneously converted into an electrode material and a metal oxide semiconductor, respectively. Unlike the field of ceramics, since metal oxide semiconductor precursors such as metal ion-containing solutions have little magnetism, loss components related to electron and / or dipole motion such as Joule loss and / or dielectric loss. However, it is not clear why such a phenomenon occurs in a thin film that is simply coated / dried with a metal ion-containing solution.

前記薄膜電極パターン及び金属酸化物前駆体を含む薄膜は、必ずしも塗布で形成する必要はないが、本発明においては、これらを塗布により形成することが、塗布による電極形成、塗布による半導体形成工程と1程化ができる等により、薄膜トランジスタの製造において、生産効率の向上が図れ好ましい。   The thin film including the thin film electrode pattern and the metal oxide precursor is not necessarily formed by coating. However, in the present invention, forming these by coating includes forming an electrode by coating, and forming a semiconductor by coating. The production efficiency can be improved in the manufacture of the thin film transistor because it can be reduced to about 1. This is preferable.

(熱変換材料含有層:機能層前駆体)
本発明に係る「熱変換材料含有層(以下「機能層前駆体」ともいう。)」とは、熱変換により機能材料となる「熱変換材料」を含有する層であって、当該熱変換により機能層となる前駆体をいう。
(Heat conversion material-containing layer: functional layer precursor)
The “heat conversion material-containing layer (hereinafter also referred to as“ functional layer precursor ”)” according to the present invention is a layer containing a “heat conversion material” that becomes a functional material by heat conversion, and is formed by the heat conversion. It refers to a precursor that becomes a functional layer.

当該熱変換材料とは、熱により電子デバイスにおける種々の機能材料(層)に変換される前駆体としての材料を意味し、具体的には、例えば、半導体材料前駆体、絶縁材料前駆体、また電極材料前駆体等であり、それぞれ半導体、絶縁材料、電極等に、熱によって変換される機能材料前駆体である。熱変換材料には、熱によって反応する材料だけでなくいわゆるアニーリング効果を発現する材料も含まれる。   The heat conversion material means a material as a precursor that is converted into various functional materials (layers) in an electronic device by heat. Specifically, for example, a semiconductor material precursor, an insulating material precursor, An electrode material precursor or the like, which is a functional material precursor that is converted into a semiconductor, an insulating material, an electrode, or the like by heat. The heat conversion material includes not only a material that reacts by heat but also a material that exhibits a so-called annealing effect.

本発明において、好適な熱変換材料としては、例えば、第一の態様として、熱変換材料が、半導体前駆体材料である場合が挙げられる。また、第二の態様としては、熱変換材料が、絶縁膜前駆体材料である場合が挙げられ、第三の態様としては、熱変換材料が、保護膜前駆体材料である場合が挙げられ、また、更に熱変換材料が、電極前駆体材料である場合も挙げられる。以下、順次詳細な説明をする。   In this invention, as a suitable heat conversion material, the case where a heat conversion material is a semiconductor precursor material is mentioned as a 1st aspect, for example. In addition, the second aspect includes a case where the heat conversion material is an insulating film precursor material, and the third aspect includes a case where the heat conversion material is a protective film precursor material, Further, there may be mentioned a case where the heat conversion material is an electrode precursor material. Hereinafter, detailed description will be made sequentially.

第一の態様として、基板上に、マイクロ波吸収能を持つ物質またはマイクロ波吸収能を持つ物質が含まれる電極パターン(エリア)を形成し、その上に熱変換材料として半導体前駆体材料エリア(薄膜)を形成したのち、これにマイクロ波を照射することにより、電極と半導体層を同時に形成することが挙げられる。   As a first aspect, a substrate having a microwave absorbing ability or an electrode pattern (area) containing a substance having a microwave absorbing ability is formed on a substrate, and a semiconductor precursor material area (as a heat conversion material) is formed thereon. After forming a thin film, the electrode and the semiconductor layer can be formed simultaneously by irradiating the film with microwaves.

当該第一の態様について、図を用いて説明する。図1は、例えば、ガラス基板6上にITO薄膜からなるゲート電極4を、更に、この上にゲート絶縁膜5を形成したところを断面図で示している(図1(1))。ガラス基板上に、例えばスパッタ法によりITO薄膜を形成した後パターニングすることで電極パターンを、次いで同様にスパッタ或いはプラズマCVD法等により酸化珪素からなる絶縁層を形成する。ここで導電性のITOはマイクロ波吸収能をもっている。   The said 1st aspect is demonstrated using figures. FIG. 1 shows, for example, a cross-sectional view in which a gate electrode 4 made of an ITO thin film is formed on a glass substrate 6 and a gate insulating film 5 is further formed thereon (FIG. 1 (1)). On the glass substrate, for example, an ITO thin film is formed by sputtering and then patterned to form an electrode pattern, and then an insulating layer made of silicon oxide is similarly formed by sputtering or plasma CVD. Here, the conductive ITO has microwave absorption ability.

次いで、ゲート絶縁膜5上に、半導体前駆体材料である、金属イオン含有薄膜、例えば、In(NO、Zn(NO、Ga(NO(組成比質量で1:1:1)それぞれを水/エタノール=8/2(質量比)混合溶媒に溶解した溶液を、インクジェット装置によって、吐出して半導体前駆体材料によるエリアを成膜する。これを脱水、乾燥処理して、例えば、平均膜厚は100nmの半導体前駆体材料エリア(薄膜)1′を形成する(図1(2))。 Next, a metal ion-containing thin film that is a semiconductor precursor material, for example, In (NO 3 ) 3 , Zn (NO 3 ) 2 , Ga (NO 3 ) 3 (composition ratio mass 1 :) on the gate insulating film 5. 1: 1) A solution obtained by dissolving each in a mixed solvent of water / ethanol = 8/2 (mass ratio) is ejected by an ink jet apparatus to form an area of the semiconductor precursor material. This is dehydrated and dried to form, for example, a semiconductor precursor material area (thin film) 1 ′ having an average film thickness of 100 nm (FIG. 1 (2)).

このように、ゲート電極上に、金属酸化物半導体前駆体材料を含む薄膜をそのチャネル領域(エリア)に成膜し、その後、これにマイクロ波を照射すると、マイクロ波吸収能をもつITOからなる電極パターンがこれを吸収することで、電極パターン内部にジュール熱が発生し、ジュール熱はその近傍を伝熱によって加熱するので、金属酸化物半導体前駆体材料膜1′は、酸素の存在下、熱酸化をうけて金属酸化物半導体層1に転化する(図1(3))。   In this way, when a thin film containing a metal oxide semiconductor precursor material is formed on the channel region (area) on the gate electrode and then irradiated with microwaves, it is made of ITO having microwave absorption ability. Since the electrode pattern absorbs this, Joule heat is generated inside the electrode pattern, and the Joule heat heats the vicinity thereof by heat transfer. Therefore, the metal oxide semiconductor precursor material film 1 ′ is formed in the presence of oxygen. It undergoes thermal oxidation and is converted into a metal oxide semiconductor layer 1 (FIG. 1 (3)).

金属酸化物半導体前駆体材料から金属酸化物半導体が生成するためには酸素が必要であり、空気(酸素)の存在下において、マイクロ波照射を行うことで、熱酸化が起こって、金属酸化物半導体前駆体材料薄膜は半導体膜に変換される。   Oxygen is required to produce a metal oxide semiconductor from a metal oxide semiconductor precursor material, and thermal oxidation takes place by performing microwave irradiation in the presence of air (oxygen), resulting in metal oxide The semiconductor precursor material thin film is converted into a semiconductor film.

樹脂基板の様な耐熱性の低い基板を用いる場合には、マイクロ波の出力、照射時間、更には照射回数を制御することで基板温度は、50℃〜200℃、前駆体を含有する薄膜の表面温度が200〜600℃になる様に処理することが好ましい。   When using a substrate having low heat resistance such as a resin substrate, the substrate temperature is 50 ° C. to 200 ° C. by controlling the microwave output, the irradiation time, and the number of irradiations. It is preferable to perform the treatment so that the surface temperature is 200 to 600 ° C.

次いで、ソース電極2、ドレイン電極3を、例えば金蒸着等により形成すれば、薄膜トランジスタ素子14が得られる(図1(4))。   Next, if the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed by, for example, gold vapor deposition, the thin film transistor element 14 is obtained (FIG. 1 (4)).

また、半導体層として、例えば有機半導体前駆体材料、例えば、特開2003−304014号公報に記載の如きビシクロポルフィリン化合物を用いて半導体前駆体層を作製することで、ITO電極のマイクロ波吸収による発熱による熱分解によって、同じく有機半導体層に変換できるので、有機薄膜トランジスタを効率よく形成することが可能である。   Further, as a semiconductor layer, for example, an organic semiconductor precursor material, for example, a bicycloporphyrin compound as described in JP-A-2003-304014 is used to produce a semiconductor precursor layer, thereby generating heat due to microwave absorption of the ITO electrode. Similarly, it can be converted into an organic semiconductor layer by thermal decomposition, so that an organic thin film transistor can be formed efficiently.

ITO薄膜はマイクロ波吸収能をもつ物質であるが、通常の金属材料からなる電極を用いる場合には、マイクロ波吸収をしないので、電極上に、ITO等のマイクロ波吸収能をもつ物質を形成し、これにより電極を熱源とすることができる。また、これにより、後述する電極前駆該材料を用いて電極パターンを形成し、この上に形成されたITO等のマイクロ波吸収能をもつ物質により、これを電極材料に変換することも可能である。   ITO thin film is a substance with microwave absorption ability. However, when an electrode made of a normal metal material is used, it does not absorb microwave, so a substance with microwave absorption ability such as ITO is formed on the electrode. Thus, the electrode can be used as a heat source. In addition, it is also possible to form an electrode pattern using the electrode precursor material described later, and convert this into an electrode material by a substance having a microwave absorbing ability such as ITO formed thereon. .

また、逆に、金属酸化物導電体であるITO薄膜上に、電極材料前駆体、例えば、特開平3−34211号、特開平11−80647号等に記載された金属のナノ粒子(分散体)を適用して、ITOの発熱によって、焼成して電極とすることも可能である。   Conversely, on the ITO thin film, which is a metal oxide conductor, electrode material precursors, for example, metal nanoparticles (dispersions) described in JP-A-3-34211, JP-A-11-80647, etc. It is also possible to apply electrodes to calcinate the electrodes by heat generation of ITO.

上記においては、機能層として半導体層をマイクロ波吸収能を有する電極パターンからのマイクロ波照射による発熱で形成する例であるが、例えば、第二の態様のように、変換材料として絶縁層前駆体材料(後述する)を用いてこれを絶縁層に変換・形成することが可能である。   The above is an example in which a semiconductor layer is formed as a functional layer by heat generation by microwave irradiation from an electrode pattern having a microwave absorption capability. For example, as in the second aspect, an insulating layer precursor is used as a conversion material. It is possible to convert and form this into an insulating layer using a material (described later).

この第二の態様の例を図2に示す。図は、ガラス基板6上にITOからなるゲート電極4、更に絶縁膜パターンに従い絶縁膜前駆体エリア5′を形成したところを示している。ITOは、例えばスパッタ法によりガラス基板上に形成する。マスクを用いることにより、またフォトレジストによりパターニングすることでゲート電極4パターンを得る。   An example of this second aspect is shown in FIG. The figure shows that a gate electrode 4 made of ITO and an insulating film precursor area 5 ′ are formed on a glass substrate 6 in accordance with an insulating film pattern. ITO is formed on a glass substrate by sputtering, for example. The pattern of the gate electrode 4 is obtained by using a mask and patterning with a photoresist.

絶縁膜前駆体材料としては、例えば、酸化珪素膜を形成する場合、テトラエトキシシラン、またジシラザン、ポリシラザン等の金属化合物材料を用いることができ、例えば、テトラエトキシシラン(TEOS)を上記のITOからなるゲート電極パターン上に塗布して薄膜の絶縁膜前駆体材料エリア5′を形成する(図2(1))。   As the insulating film precursor material, for example, when a silicon oxide film is formed, a metal compound material such as tetraethoxysilane, disilazane, polysilazane, and the like can be used. For example, tetraethoxysilane (TEOS) is made of the above ITO. A thin insulating film precursor material area 5 'is formed on the gate electrode pattern (FIG. 2 (1)).

絶縁膜前駆体材料としては、比誘電率の高い金属酸化物皮膜、例えば、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、などを形成する前駆体が挙げられる。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金属窒化物も好適に用いることができる。   Examples of the insulating film precursor material include a precursor that forms a metal oxide film having a high relative dielectric constant, such as silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, and vanadium oxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Metal nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

これらを形成する前駆体としては、例えば、いわゆるゾル−ゲル膜が好ましく、ゾル−ゲル法とよばれる、前記の金属酸化物の金属、例えば珪素等の金属アルコキシド、金属ハライド等を任意の有機溶剤あるいは水中において酸触媒等により加水分解、重縮合させた液を塗布、乾燥する方法が用いられる。この方法によれば、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、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、材料に応じて使用できる。   As a precursor for forming these, for example, a so-called sol-gel film is preferable, and a metal of the above-described metal oxide, for example, a metal alkoxide such as silicon, a metal halide, or the like, which is called a sol-gel method, is an arbitrary organic solvent. Or the method of apply | coating and drying the liquid hydrolyzed and polycondensed with the acid catalyst etc. in water is used. According to this 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 coating method such as a die coating method, a printing or ink jet patterning method, etc. The wet process can be used depending on the material.

また絶縁膜前駆体材料として、有機化合物皮膜を用いるときは、例えば、熱で重縮合して絶縁性の有機皮膜を形成する材料、例えば硬化性ポリイミド等重縮合により絶縁膜を形成する前駆体材料、また、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、架橋剤を含むポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂等による皮膜を同じく塗布によって形成させ、これらを絶縁膜に変換することができる。例えば、硬化性のポリイミドとしては、京セラケミカル(株)製CT4112,4200、4150等が入手できる。   When an organic compound film is used as the insulating film precursor material, for example, a material that forms an insulating organic film by polycondensation with heat, for example, a precursor material that forms an insulating film by polycondensation such as curable polyimide In addition, a photo-curing resin of a photo radical polymerization system, a photo cation polymerization system, or a copolymer containing an acrylonitrile component, a polyvinyl phenol containing a cross-linking agent, a polyvinyl alcohol, a novolac resin, etc. are formed by coating, These can be converted into insulating films. For example, as a curable polyimide, Kyocera Chemical Co., Ltd. CT4112,4200,4150 etc. can be obtained.

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。   The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

絶縁膜前駆体材料エリア5′形成の後、次いで、電磁波、好ましくはマイクロ波を照射する。マイクロ波照射によって、マイクロ波吸収能をもつゲート電極材料(ITO)がこれを吸収する。マイクロ波吸収はマイクロ吸収能が高い物質に集中するので、その結果、電極材料前駆体パターン中、その物質が最初にジュール熱を発生して薄膜内部から加熱され、このジュール熱が近傍に伝熱することで、隣接した絶縁膜前駆体材料エリア′を加熱し、絶縁膜前駆体材料エリアは、ゲート絶縁膜5に転化することとなる(図2(2))。   After the formation of the insulating film precursor material area 5 ′, electromagnetic waves, preferably microwaves are then irradiated. By the microwave irradiation, the gate electrode material (ITO) having a microwave absorbing ability absorbs this. Microwave absorption concentrates on a substance with high micro-absorption capacity. As a result, in the electrode material precursor pattern, the substance first generates Joule heat and is heated from inside the thin film, and this Joule heat is transferred to the vicinity. As a result, the adjacent insulating film precursor material area 'is heated, and the insulating film precursor material area is converted into the gate insulating film 5 (FIG. 2 (2)).

代表的な絶縁膜材料であるSiO膜の前駆体であるTEOSにはマイクロ波吸収能が殆ど無いが、マイクロ波吸収能をもつゲート電極部周辺(近傍では)のSiO結合が形成し酸化絶縁膜となることで電極と酸化絶縁膜を同時に形成する事が出来る(図2(3))。 TEOS, which is a precursor of SiO 2 film, which is a typical insulating film material, has almost no microwave absorption ability, but an SiO 2 bond is formed around (in the vicinity of) the gate electrode portion having microwave absorption ability to oxidize. By forming an insulating film, an electrode and an oxide insulating film can be formed at the same time (FIG. 2 (3)).

また、もし酸化絶縁膜として吸収能がある金属(例えばTi)からなる例えばTiNのような絶縁膜の場合は空気中でTiNが形成されると同時にその発熱で自身の焼結も進行することになる。   In the case of an insulating film such as TiN made of a metal having an absorptivity as an oxide insulating film (for example, Ti), TiN is formed in the air, and at the same time, the sintering of the film proceeds due to heat generation. Become.

これら絶縁膜の生成には酸素が必要であり、空気(酸素)の存在下において、マイクロ波照射を行うことで熱酸化が起こり、これにより高度の絶縁膜(誘電膜)が形成する。   Oxygen is required for the production of these insulating films, and thermal oxidation occurs by performing microwave irradiation in the presence of air (oxygen), thereby forming a highly insulating film (dielectric film).

樹脂基板を用いるとき、耐熱性が低いため、マイクロ波の出力、照射時間、更には照射回数を制御する事で基板温度が50℃〜200℃、前駆体を含有する薄膜の表面温度が200〜600℃になる様に処理する事が好ましい。   When the resin substrate is used, since the heat resistance is low, the substrate temperature is 50 ° C. to 200 ° C. and the surface temperature of the thin film containing the precursor is 200 to 200 ° C. by controlling the microwave output, the irradiation time, and the number of irradiations. It is preferable to treat it at 600 ° C.

絶縁層の形成後に、公知の方法により半導体層形成、ソース、ドレイン電極の形成を前記図1と同様のプロセスで行うことで同様に薄膜トランジスタ素子が得られる(図2(3)〜(5))。   After the formation of the insulating layer, a thin film transistor element can be obtained in the same manner by performing semiconductor layer formation and source and drain electrode formation by a known method in the same process as in FIG. 1 (FIGS. 2 (3) to (5)). .

また、前記絶縁膜前駆体材料エリア5′形成後、更に、金属酸化物半導体前駆体エリアを形成し、それぞれ乾燥の後、マイクロ波を照射することで、ITO電極によるマイクロ波吸収に伴う発熱を用いて、絶縁膜前駆体材料エリアと共に、金属酸化物半導体前駆体エリアを、同時に熱酸化して、それぞれ、絶縁層、また半導体層に変換することができる。   In addition, after the formation of the insulating film precursor material area 5 ′, a metal oxide semiconductor precursor area is further formed, and after drying, microwave irradiation is performed, thereby generating heat associated with microwave absorption by the ITO electrode. By using the metal oxide semiconductor precursor area together with the insulating film precursor material area, the metal oxide semiconductor precursor area can be thermally oxidized at the same time to be converted into an insulating layer and a semiconductor layer, respectively.

本発明においては、マイクロ波吸収能を持つ物質又はマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)と電子デバイスの基板との最短距離が、マイクロ波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能前駆体層(エリア)側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間で決められる最長距離の(複数の機能層前駆体エリアがある場合でもそのいずれとの境界間においても)、1/200〜10倍であることが好ましい。   In the present invention, the heat conversion of the area where the shortest distance between the substance having the microwave absorbing ability or the area (heat source area) containing the substance having the microwave absorbing ability and the substrate of the electronic device absorbs the microwave and generates heat. The boundary between the functional precursor layer (area) side to be processed and the longest distance determined between all the boundaries of the functional layer precursor area to be heat-converted (if there are multiple functional layer precursor areas, the boundary between them) In the meantime, it is preferably 1/200 to 10 times.

図3で、これを説明する。図3は、基板6上に中間層8を介してゲート電極4、ゲート絶縁層5、更に半導体層に変換する機能層前駆体層薄膜1′が形成されたところを示す。   This is illustrated in FIG. FIG. 3 shows that a functional layer precursor layer thin film 1 ′ to be converted into a semiconductor layer is formed on the substrate 6 through the intermediate layer 8 via the intermediate layer 8.

ゲート電極がマイクロ波吸収能を持つ物質又はマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)であり、この熱源エリアと基板との最短距離とは、ここでいう、ゲート電極と基板上に形成された中間層の層厚lが該当する。層厚のうち、ゲート電極下にある層の厚さの最短距離をとる。   The gate electrode is a substance having a microwave absorbing ability or an area (heat source area) containing a substance having a microwave absorbing ability, and the shortest distance between the heat source area and the substrate is herein referred to as the gate electrode and the substrate. The layer thickness l of the formed intermediate layer corresponds. Of the layer thicknesses, the shortest distance of the layer thickness under the gate electrode is taken.

また、マイクロ波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、加熱変換される機能層前駆体エリア全境界間で決められる最長距離とは、発熱エリア周囲界面の加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と機能層前駆体エリア界面間での最長の距離をいう。図における発熱エリア界面の加熱変換される機能層前駆体エリア側の任意の位置から機能層前駆体エリア全界面の任意の位置を結んだとき最長となる距離であり、図3(1)でDにあたる。各層前駆体を形成するエリアの界面全体をみて決められる。   In addition, the longest distance determined between the boundary of the functional layer precursor area where heat conversion is performed in the area that generates heat by absorbing microwaves and the entire boundary of the functional layer precursor area that is subjected to heat conversion is the circumference of the heat generation area The longest distance between the boundary surface of the functional layer precursor area side where the interface is heated and converted and the interface of the functional layer precursor area. This is the longest distance when any position on the functional layer precursor area side interface is connected from an arbitrary position on the functional layer precursor area side where heat conversion is performed at the heat generation area interface in FIG. It hits. It is determined by looking at the entire interface of the area where each layer precursor is formed.

また、マイクロ波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能前駆体層(エリア)側の境界面と、加熱変換される機能前駆体層(エリア)境界間で決められる最長距離(D)という概念の理解のために、もう1つの例を図3(2)に挙げる。   In addition, the longest distance (D) determined between the boundary surface of the functional precursor layer (area) side where heat conversion is performed in the area that generates heat by absorbing microwaves and the boundary of the functional precursor layer (area) subjected to heat conversion In order to understand this concept, another example is shown in FIG.

図3(2)において、マイクロ波を吸収して発熱するエリアをソース電極2またはドレイン電極3とすると、このマイクロ波を吸収して発熱するエリアの加熱変換される機能層前駆体エリア側の境界面と、ソース電極2、ドレイン電極3間のチャネル領域に形成された機能層(半導体層)前駆体エリア全境界間で決められる最長距離はここでDで表されることになる。   In FIG. 3B, if an area that absorbs microwaves and generates heat is a source electrode 2 or a drain electrode 3, a boundary on the functional layer precursor area side where the microwaves absorb and generate heat is converted. The longest distance determined between the entire boundary of the surface and the functional layer (semiconductor layer) precursor area formed in the channel region between the source electrode 2 and the drain electrode 3 is represented by D here.

Dは、マイクロ波を吸収して発熱する材料から、この発熱により機能層に変換される変換材料エリアまでの最長距離を表すものであり、マイクロ波を吸収する物質で構成される電極材料は、電極の膜厚としては30〜500nmの範囲であることから、変換材料エリアが発熱材料から遠い場合には、変換材料の熱変換は充分なものとならない。   D represents the longest distance from a material that absorbs microwaves and generates heat to a conversion material area that is converted into a functional layer by the generated heat, and an electrode material composed of a substance that absorbs microwaves is Since the film thickness of the electrode is in the range of 30 to 500 nm, when the conversion material area is far from the heat generating material, the heat conversion of the conversion material is not sufficient.

即ち、マイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)を、例えば、ゲート電極とすると、ゲート電極によるマイクロ波の吸収によって発生する熱の伝播によって、充分に熱変換材料が機能材料に変換され、かつ、基板にダメージがないよう(特に、プラスチック基板)にするには、熱源から、加熱変換される例えば絶縁体前駆体層また半導体前駆体層エリアまでの距離を示すDに対して、ゲート電極から基板までの最短距離l(多くは、ゲート電極が形成される樹脂支持体上に形成された下引き層等の厚さがこれにあたる)は、1/200〜10倍であることが好ましい。   In other words, if an area (heat source area) containing a substance having microwave absorption ability is, for example, a gate electrode, the heat conversion material is sufficiently converted into a functional material by propagation of heat generated by absorption of microwaves by the gate electrode. In order to prevent damage to the substrate (especially a plastic substrate), for D indicating the distance from the heat source to the heat-converted, for example, insulator precursor layer or semiconductor precursor layer area, The shortest distance l from the gate electrode to the substrate (in many cases, the thickness of the undercoat layer or the like formed on the resin support on which the gate electrode is formed) is 1/200 to 10 times. preferable.

例えば、マイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)と、基板(支持体)の間に、熱変換材料層がある場合、また、基板と反対側にある場合でも、マイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)と基板との距離、また、マイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリア(熱源エリア)と熱変換材料層との距離は、熱変換材料層が熱により変換され機能層を形成した後において計測するものとする。   For example, even if there is a heat conversion material layer between the area (heat source area) containing a substance having microwave absorption ability and the substrate (support) or on the opposite side of the substrate, the microwave absorption ability The distance between the area containing the substance (heat source area) and the substrate, and the distance between the area containing the substance with microwave absorption ability (heat source area) and the heat conversion material layer is converted by the heat conversion material layer by heat. The measurement is performed after the functional layer is formed.

この範囲にあるとき、熱源としてのマイクロ波吸収能を持つ物質を含むエリアの近傍において充分に熱変換材料の機能材料への変換が行われ、且つ、基板に対する熱の影響が少ない。1/200未満となる場合には、基板に対するダメージが懸念されたり、また、一方で熱変換材料の、機能材料への変換が不充分となる。また10倍を超えるときには、素子の性能がやはり不充分となり、また一方でひび割れ等の問題が顕在化し始め薄膜材料として可撓性等の利点が失われることがある。   When in this range, the heat conversion material is sufficiently converted into a functional material in the vicinity of an area including a substance having a microwave absorbing ability as a heat source, and the influence of heat on the substrate is small. When the ratio is less than 1/200, there is a concern about damage to the substrate, and on the other hand, the conversion of the heat conversion material into the functional material becomes insufficient. On the other hand, when the ratio exceeds 10 times, the performance of the element is still insufficient, and on the other hand, problems such as cracks begin to become apparent and advantages such as flexibility as a thin film material may be lost.

従って、上記の関係を満足する場合、トランジスタ素子において、素子上に保護膜を形成する場合、保護膜の形成にも適用できる。例えば、第三の態様として、保護膜前駆体材料を熱変換材料として用いて、マイクロ波照射により保護膜を形成することができる。これらの保護膜の形成においては前述した絶縁膜前駆体材料と同様の材料が用いられる。   Therefore, in the case where the above relationship is satisfied, in the case where a protective film is formed over a transistor element, the present invention can also be applied to the formation of a protective film. For example, as a third aspect, a protective film can be formed by microwave irradiation using a protective film precursor material as a heat conversion material. In forming these protective films, the same material as the insulating film precursor material described above is used.

本発明においては、また、マイクロ波吸収能をもつ物質であれば、電極材料前駆体であってもマイクロ波吸収しジュール熱を発生する熱源として自身が電極材料に変換する材料として用いることができる。   In the present invention, a substance having microwave absorption ability can be used as a material that can be converted into an electrode material by itself as a heat source that absorbs microwaves and generates Joule heat even if it is an electrode material precursor. .

即ち、形成した電極前駆体エリアからのマイクロ波及による発熱により、電極自身、また隣接する機能層を、例えば絶縁層や半導体層に変換することが可能である。   That is, it is possible to convert the electrode itself and the adjacent functional layer into, for example, an insulating layer or a semiconductor layer by heat generated by the microwave from the formed electrode precursor area.

図1と同様に、ゲート電極4パターンに従って、電極の前駆体であってマイクロ波吸収能をもつ物質、例えばITO微粒子によって電極前駆体エリアを形成することができる。例えばITO粒子を水やアルコール等有機溶媒中に分散したものを、塗布(インクジェット法)によりゲート電極パターン様に基板上に形成し乾燥して、電極前駆体エリアを形成する。塗布はここでは所謂塗布のみでなく、インクジェット法、印刷法等広い意味での塗布液、インク等を適用するウェットプロセスを意味している。   As in FIG. 1, the electrode precursor area can be formed by a material having a microwave absorption ability, for example, ITO fine particles, according to the pattern of the gate electrode 4. For example, a dispersion of ITO particles in an organic solvent such as water or alcohol is formed on a substrate like a gate electrode pattern by coating (inkjet method) and dried to form an electrode precursor area. Here, coating means not only so-called coating, but also a wet process in which a coating solution, ink, and the like in a broad sense such as an inkjet method and a printing method are applied.

ITO粒子を水やアルコール等有機溶媒中に分散した分散体は、これを塗料として塗布(インクジェット)法等によって、基材上に描画できる。   A dispersion in which ITO particles are dispersed in an organic solvent such as water or alcohol can be drawn on a substrate by a coating (inkjet) method or the like using this as a paint.

例えば、ITO微粒子を用い電極パターンに従い形成された電極材料前駆体エリア上に、前記同様に、金属酸化物半導体材料前駆体として、金属イオン含有薄膜、例えば、In(NO、Zn(NO、Ga(NO(組成比質量で1:1:1)それぞれを水/エタノール=8/2(質量比)混合溶媒に溶解した溶液を、インクジェット装置によって、吐出して同様に成膜し、乾燥後、マイクロ波を照射することで、薄膜の電極パターン内部にジュール熱が発生するので、電極材料前駆体エリアが内部から加熱され、電極材料前駆体が焼成により電極に、また、ジュール熱の伝熱により金属酸化物半導体前駆体エリアも、酸素の存在下で、熱酸化をうけて同時に金属酸化物半導体層に転化する。 For example, a metal ion-containing thin film, for example, In (NO 3 ) 3 , Zn (NO), as the metal oxide semiconductor material precursor on the electrode material precursor area formed according to the electrode pattern using ITO fine particles. 3 ) 2 , Ga (NO 3 ) 3 (1: 1: 1 by composition ratio) were dissolved in water / ethanol = 8/2 (mass ratio) mixed solvent and discharged by an inkjet apparatus. After the film is formed, dried, and irradiated with microwaves, Joule heat is generated inside the electrode pattern of the thin film, so the electrode material precursor area is heated from the inside, and the electrode material precursor is baked to the electrode. Further, the metal oxide semiconductor precursor area is also converted into a metal oxide semiconductor layer by thermal oxidation in the presence of oxygen by Joule heat transfer.

マイクロ波吸収能をもつ電極材料、或いは前駆体材料は、マイクロ波のような電磁波の照射を受けると電子が振動して、ジュール熱が発生するため、内部から均一に加熱される。一方、ガラスや樹脂等の基板は、マイクロ波領域には吸収が殆ど無いため、基板自体は殆ど発熱しない。従って、プラスチック基板を用いる場合、前記のように所定の距離以上を保ち発熱層を設けることで基板等の熱変形や、変質を起こさずに薄膜トランジスタ素子等の電子デバイスの製造を行うことができる。   Electrode materials or precursor materials having microwave absorption ability are heated uniformly from the inside because electrons vibrate and generate Joule heat when irradiated with electromagnetic waves such as microwaves. On the other hand, substrates such as glass and resin hardly absorb heat in the microwave region, and therefore the substrate itself hardly generates heat. Therefore, when a plastic substrate is used, an electronic device such as a thin film transistor element can be manufactured without causing thermal deformation or deterioration of the substrate or the like by providing a heat generating layer while maintaining a predetermined distance or more as described above.

マイクロ波の様なマイクロ波加熱において一般的な様に、マイクロ波吸収は吸収が強い物質に集中し、尚且つ、非常に短時間で500〜600℃まで昇温することが可能なため、電子デバイスが形成される基板自身は殆どマイクロ波による加熱の影響をうけず、短時間にマイクロ波吸収能をもつ物質のみを昇温でき、例えばトランジスタ素子において、電極にこれを用いたとき、電極自身、また、隣接した例えば薄膜の金属酸化物半導体前駆体材料エリアを瞬時に加熱することができるため、これを迅速に半導体に変換することが可能である。また、加熱温度、加熱時間は照射するマイクロ波の出力、照射時間で制御することが可能であり、前駆体材料、基板材料に合わせて調整することが可能である。   As is common in microwave heating such as microwaves, microwave absorption concentrates on strongly absorbing substances and can be heated up to 500-600 ° C. in a very short time. The substrate itself on which the device is formed is hardly affected by heating by microwaves, and can only raise the temperature of a substance having microwave absorption capability in a short time. For example, when this is used as an electrode in a transistor element, the electrode itself Also, because the adjacent metal oxide semiconductor precursor material area, eg, a thin film, can be instantaneously heated, it can be quickly converted to a semiconductor. Further, the heating temperature and the heating time can be controlled by the output of the microwave to be irradiated and the irradiation time, and can be adjusted according to the precursor material and the substrate material.

また、電極材料前駆体として、マイクロ波吸収能をもつ金属酸化物を用いる場合、更に電極材料として金属微粒子からなる層を組み合わせ(金属はマイクロ波を吸収しない。)、例えばITO微粒子と金属微粒子からなる電極材料前駆体エリアを電極パターンに従い形成して電極前駆体層を形成、或いは、例えば金属微粒子から形成した電極材料前駆体層上に、これらのマイクロ波吸収能をもつ物質層を形成し電極前駆体層とし、これにマイクロ波を照射、電極材料を形成する方法をとってもよい。   In addition, when a metal oxide having a microwave absorbing ability is used as an electrode material precursor, a layer made of metal fine particles is further combined as an electrode material (metal does not absorb microwaves), for example, from ITO fine particles and metal fine particles. An electrode material precursor area is formed according to an electrode pattern to form an electrode precursor layer, or a material layer having these microwave absorption capabilities is formed on an electrode material precursor layer formed from, for example, metal fine particles. A method may be employed in which a precursor layer is formed, and microwaves are irradiated to the precursor layer to form an electrode material.

以上、ゲート電極にマイクロ波吸収能をもつ物質を適用して、機能層中の熱変換材料を、機能材料に変換する態様について述べたが、例えば、薄膜トランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極等にこれらマイクロ波吸収能をもつ物質を適用して、熱変換材料を、機能材料に変換して薄膜トランジスタ素子を形成することもできる。これらの態様については、実施例にて具体的に説明する。   As described above, the mode in which the material having the ability to absorb microwaves is applied to the gate electrode to convert the heat conversion material in the functional layer into the functional material has been described. For example, in a thin film transistor, the source electrode, the drain electrode, etc. A thin film transistor element can also be formed by converting a heat conversion material into a functional material by applying a substance having microwave absorption ability. These aspects will be specifically described in Examples.

〈半導体前駆体材料〉
本発明において、熱変換材料である半導体前駆体材料としては、金属酸化物半導体前駆体、また有機半導体前駆体材料も用いることができる。
<Semiconductor precursor material>
In the present invention, a metal oxide semiconductor precursor or an organic semiconductor precursor material can also be used as the semiconductor precursor material that is a heat conversion material.

金属酸化物半導体前駆体としては、金属原子含有化合物が挙げられ、金属原子含有化合物には、金属原子を含む、金属塩、ハロゲン化金属化合物、有機金属化合物等を挙げることができる。   Examples of the metal oxide semiconductor precursor include a metal atom-containing compound, and examples of the metal atom-containing compound include metal salts, metal halide compounds, and organic metal compounds containing a metal atom.

金属塩、ハロゲン金属化合物、有機金属化合物の金属としては、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等を挙げることができる。   Metals of metal salts, halogen metal compounds, and organometallic compounds include Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Bi, Ce, Pr Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and the like.

それらの金属塩のうち、インジウム、錫、亜鉛のいずれかの金属イオンを含むことが好ましく、それらを併用して混合させてもよい。   Among these metal salts, it is preferable to contain any metal ion of indium, tin, and zinc, and they may be used in combination.

また、その他の金属として、ガリウムまたはアルミニウムを含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that a gallium or aluminum is included as another metal.

金属塩としては、硝酸塩、酢酸塩等を、ハロゲン金属化合物としては塩化物、ヨウ化物、臭化物等を好適に用いることができる。   As metal salts, nitrates, acetates and the like can be suitably used, and as halogen metal compounds, chlorides, iodides, bromides and the like can be suitably used.

有機金属化合物としては、下記の一般式(I)で示すものが挙げられる。   Examples of the organometallic compound include those represented by the following general formula (I).

一般式(I) R MR
式中、Mは金属、Rはアルキル基、Rはアルコキシ基、Rはβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基であり、金属Mの価数をmとした場合、x+y+z=mであり、x=0〜m、またはx=0〜m−1であり、y=0〜m、z=0〜mで、いずれも0または正の整数である。Rのアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。Rのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、3,3,3−トリフルオロプロポキシ基等を挙げることができる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Rのβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、2,4−ペンタンジオン(アセチルアセトン或いはアセトアセトンともいう)、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,1,1−トリフルオロ−2,4−ペンタンジオン等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えばアセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等を挙げることができ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等を挙げることができ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基(またはアセトキシ基)、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を挙げることができる。これらの基の炭素原子数は18以下が好ましい。また直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子にしたものでもよい。有機金属化合物の中では、分子内に少なくとも1つ以上の酸素を有するものが好ましい。このようなものとしてRのアルコキシ基を少なくとも1つを含有する有機金属化合物、またRのβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基を少なくとも1つ有する金属化合物が最も好ましい。金属塩のなかでは、硝酸塩が好ましい。硝酸塩は高純度品が入手しやすく、また使用時の媒体として好ましい水に対する溶解度が高い。硝酸塩としては、硝酸インジウム、硝酸錫、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム等が挙げられる。
Formula (I) R 1 x MR 2 y R 3 z
In the formula, M is a metal, R 1 is an alkyl group, R 2 is an alkoxy group, R 3 is a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group, and a ketooxy group (ketooxy complex group). X + y + z = m, x = 0 to m, or x = 0 to m−1, and y = 0 to m, z = 0. ~ M, each of which is 0 or a positive integer. Examples of the alkyl group for R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the alkoxy group for R 2 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a 3,3,3-trifluoropropoxy group. Further, a hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom. Examples of the group selected from a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group, and a ketooxy group (ketooxy complex group) of R 3 include, for example, 2,4 -Pentanedione (also called acetylacetone or acetoacetone), 1,1,1,5,5,5-hexamethyl-2,4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione , 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanedione, and the β-ketocarboxylic acid ester complex group includes, for example, acetoacetic acid methyl ester, acetoacetic acid ethyl ester, acetoacetic acid propyl ester, trimethylacetate Examples thereof include ethyl acetate, methyl trifluoroacetoacetate and the like, and examples of β-ketocarboxylic acid include Examples thereof include acetoacetic acid and trimethylacetoacetic acid, and examples of ketooxy include acetooxy group (or acetoxy group), propionyloxy group, butyryloxy group, acryloyloxy group, and methacryloyloxy group. These groups preferably have 18 or less carbon atoms. Further, it may be linear or branched, or a hydrogen atom may be a fluorine atom. Among organometallic compounds, those having at least one oxygen in the molecule are preferable. As such, an organometallic compound containing at least one alkoxy group of R 2 , a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group and a ketooxy group (ketooxy group) of R 3 Most preferred are metal compounds having at least one group selected from (complex groups). Among the metal salts, nitrate is preferable. Nitrate is easily available as a high-purity product and has high solubility in water, which is preferable as a medium for use. Examples of nitrates include indium nitrate, tin nitrate, zinc nitrate, and gallium nitrate.

以上の金属酸化物半導体前駆体のうち、好ましいのは、金属の硝酸塩、金属のハロゲン化物、アルコキシド類である。具体例としては、硝酸インジウム、硝酸亜鉛、硝酸ガリウム、硝酸スズ、硝酸アルミニウム、塩化インジウム、塩化亜鉛、塩化スズ(2価)、塩化スズ(4価)、塩化ガリウム、塩化アルミニウム、トリ−i−プロポキシインジウム、ジエトキシ亜鉛、ビス(ジピバロイルメタナト)亜鉛、テトラエトキシスズ、テトラ−i−プロポキシスズ、トリ−i−プロポキシガリウム、トリ−i−プロポキシアルミニウムなどが挙げられる。   Of the above metal oxide semiconductor precursors, metal nitrates, metal halides, and alkoxides are preferable. Specific examples include indium nitrate, zinc nitrate, gallium nitrate, tin nitrate, aluminum nitrate, indium chloride, zinc chloride, tin chloride (divalent), tin chloride (tetravalent), gallium chloride, aluminum chloride, tri-i-. Examples include propoxyindium, diethoxyzinc, bis (dipivaloylmethanato) zinc, tetraethoxytin, tetra-i-propoxytin, tri-i-propoxygallium, and tri-i-propoxyaluminum.

〈金属酸化物半導体前駆体薄膜の成膜方法、パターン化方法〉
これらの金属酸化物半導体の前駆体となる金属を含有する薄膜を形成するためには、公知の成膜法、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を用いることができるが、本発明については金属塩、ハロゲン化物、有機金属化合物等を適切な溶媒に溶解した溶液を用いて基板上に連続的に塗設することで生産性を大幅に向上することが出来好ましい。この点からも、金属化合物としては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩、金属アルコキシド等を用いること事が溶解性の観点からより好ましい。
<Film formation method and patterning method of metal oxide semiconductor precursor thin film>
In order to form a thin film containing a metal as a precursor of these metal oxide semiconductors, a known film formation method, vacuum deposition method, molecular beam epitaxial growth method, ion cluster beam method, low energy ion beam method, ion A plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and the like can be used. In the present invention, a solution in which a metal salt, a halide, an organometallic compound, or the like is dissolved in an appropriate solvent is used on the substrate. The continuous coating is preferable because it can greatly improve the productivity. Also from this point, it is more preferable from the viewpoint of solubility to use a chloride, nitrate, acetate, metal alkoxide or the like as the metal compound.

溶媒としては、水の他、用いる金属化合物を溶解するものであれば特に制限されるところではないが、水や、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等グリコールエーテル系、また、アセトニトリルなど、更に、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、o−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、m−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなどの脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、N−メチルピロリドン、2硫化炭素等を好適に用いることができる。   The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the metal compound to be used in addition to water, but water, alcohols such as ethanol, propanol, and ethylene glycol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, acetic acid, and the like. Esters such as methyl and ethyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, acetonitrile, and aromatic hydrocarbon solvents such as xylene and toluene, o-dichlorobenzene , Aromatic solvents such as nitrobenzene and m-cresol, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane and tridecane, α-terpineol, and halogenated alkyl solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane N- methylpyrrolidone, can be preferably used carbon disulfide and the like.

金属ハロゲン化物及び/又は金属アルコキシドを用いた場合には比較的極性の高い溶媒が好ましく、中でも沸点が100℃以下の水、エタノール、プロパノール等のアルコール類、アセトニトリル、又はこれらの混合物を用いると乾燥温度を低くする事ができため、樹脂基板に塗設することが可能となりより好ましい。   When a metal halide and / or metal alkoxide is used, a solvent having a relatively high polarity is preferable. Among them, water having a boiling point of 100 ° C. or less, alcohols such as ethanol and propanol, acetonitrile, or a mixture thereof is dried. Since the temperature can be lowered, it is possible to coat the resin substrate, which is more preferable.

また、溶媒中に金属アルコキシドと種々のアルカノールアミン、α−ヒドロキシケトン、β−ジケトンなどの多座配位子であるキレート配位子を添加すると、金属アルコキシドを安定化したり、カルボン酸塩の溶解度を増加させる事ができ、悪影響が出ない範囲で添加することが好ましい。   Addition of metal alkoxide and various ligands such as alkanolamines, α-hydroxy ketones, β-diketones and other chelating ligands in the solvent stabilizes the metal alkoxide and the solubility of the carboxylate. It is preferable to add it in a range that does not cause adverse effects.

半導体前駆体材料を含有する液体を基板上に適用して薄膜を形成する方法としては、スピンコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、バーコート法、ダイコート法など塗布法、また、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法が挙げられ、また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。また、塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。これらのうち、好ましいのは薄膜の塗布が可能な、インクジェット法、スプレーコート法等である。   As a method for forming a thin film by applying a liquid containing a semiconductor precursor material on a substrate, a spin coating method, a spray coating method, a blade coating method, a dip coating method, a casting method, a bar coating method, a die coating method, or the like is applied. Methods, and printing methods such as letterpress, intaglio, lithographic, screen printing, and ink jet, and the like, and a method by coating in a broad sense, and a method of patterning by this. Alternatively, the coating film may be patterned by photolithography, laser ablation, or the like. Among these, the ink jet method, spray coating method, etc. which can apply | coat a thin film are preferable.

成膜する場合、塗布後、150℃程度で溶媒を揮発させることにより金属酸化物の前駆体の薄膜が形成される。尚、溶液を滴下する際、基板自体を150℃程度に加熱しておくと、塗布、乾燥の2プロセスを同時に行えるため好ましい。   In the case of film formation, a thin film of a metal oxide precursor is formed by volatilizing the solvent at about 150 ° C. after coating. In addition, when dropping the solution, it is preferable to heat the substrate itself to about 150 ° C. because two processes of coating and drying can be performed simultaneously.

〈金属の組成比〉
好ましい、金属の組成比としては、Inを1とした時、ZnSn1−y(ここにおいてyは0〜1の正数)は0.2〜5、好ましくは0.5〜2とする。さらにInを1とした時に、Gaの組成比は0.2〜5、好ましくは0.5〜2とする。
<Composition ratio of metal>
As a preferred metal composition ratio, when In is 1, Zn y Sn 1-y (where y is a positive number from 0 to 1 ) is 0.2 to 5, preferably 0.5 to 2. . Furthermore, when In is set to 1, the composition ratio of Ga is 0.2 to 5, preferably 0.5 to 2.

また、前駆体となる金属を含む薄膜の膜厚は1〜200nm、より好ましくは5〜100nmである。   Moreover, the film thickness of the thin film containing the metal used as a precursor is 1-200 nm, More preferably, it is 5-100 nm.

〈非晶質酸化物〉
形成される金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能だが、好ましくは非晶質の薄膜を用いる。
<Amorphous oxide>
As the metal oxide semiconductor to be formed, any state of single crystal, polycrystal, and amorphous can be used, but an amorphous thin film is preferably used.

金属酸化物半導体の前駆体となる金属化合物材料から形成された、本発明に係る金属酸化物である非晶質酸化物の電子キャリア濃度は1018/cm未満が実現されていればよい。電子キャリア濃度は室温で測定する場合の値である。室温とは、例えば25℃であり、具体的には0℃から40℃程度の範囲から適宜選択されるある温度である。なお、本発明に係るアモルファス酸化物の電子キャリア濃度は、0℃から40℃の範囲全てにおいて、1018/cm未満を充足する必要はない。例えば、25℃において、キャリア電子密度1018/cm未満が実現されていればよい。また、電子キャリア濃度を更に下げ、1017/cm以下、より好ましくは1016/cm以下にするとノーマリーオフのTFTが歩留まり良く得られる。 The electron carrier concentration of an amorphous oxide, which is a metal oxide according to the present invention, formed from a metal compound material that is a precursor of a metal oxide semiconductor only needs to be less than 10 18 / cm 3 . The electron carrier concentration is a value when measured at room temperature. The room temperature is, for example, 25 ° C., specifically, a certain temperature appropriately selected from the range of about 0 ° C. to 40 ° C. Note that the electron carrier concentration of the amorphous oxide according to the present invention does not need to satisfy less than 10 18 / cm 3 in the entire range of 0 ° C. to 40 ° C. For example, a carrier electron density of less than 10 18 / cm 3 may be realized at 25 ° C. Further, when the electron carrier concentration is further reduced to 10 17 / cm 3 or less, more preferably 10 16 / cm 3 or less, a normally-off TFT can be obtained with a high yield.

電子キャリア濃度の測定は、ホール効果測定により求めることが出来る。   The electron carrier concentration can be measured by Hall effect measurement.

金属酸化物である半導体の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、半導体膜の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、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。   The film thickness of the semiconductor that is a metal oxide is not particularly limited, but the characteristics of the obtained transistor are often greatly influenced by the film thickness of the semiconductor film, and the film thickness varies depending on the semiconductor. Generally, 1 μm or less, particularly 10 to 300 nm is preferable.

本発明においては、前駆体材料、組成比、製造条件などを制御して、例えば、電子キャリア濃度を、1012/cm以上1018/cm未満とする。より好ましくは1013/cm以上1017/cm以下、更には1015/cm以上1016/cm以下の範囲にすることが好ましいものである。 In the present invention, the precursor material, composition ratio, production conditions, and the like are controlled so that, for example, the electron carrier concentration is 10 12 / cm 3 or more and less than 10 18 / cm 3 . More preferably, it is in the range of 10 13 / cm 3 or more and 10 17 / cm 3 or less, and more preferably 10 15 / cm 3 or more and 10 16 / cm 3 or less.

有機半導体前駆体材料としては、例えば、前記特開2003−304014号公報に記載のような環状構造をもつビシクロ化合物(ビシクロポルフィリン化合物)が挙げられる。これらの化合物で形成された膜は、加熱により、脱エチレン化反応が進行して、平面性の高いテトラベンゾポルフィリン等の膜を得ることができ高効率の有機半導体層を形成する。半導体前駆体として、これらのビシクロポルフィリン化合物又その金属錯体を用いることで、ITO電極のマイクロ波吸収による発熱によって同じく平面性の高い有機半導体層が形成できる。   Examples of the organic semiconductor precursor material include bicyclo compounds (bicycloporphyrin compounds) having a cyclic structure as described in JP-A-2003-304014. A film formed of these compounds undergoes a deethylation reaction by heating, whereby a film such as tetrabenzoporphyrin having high planarity can be obtained, and a highly efficient organic semiconductor layer is formed. By using these bicycloporphyrin compounds or metal complexes thereof as the semiconductor precursor, an organic semiconductor layer having high planarity can be formed by heat generated by microwave absorption of the ITO electrode.

これらビシクロポルフィリン化合物の具体的化合物例としては、前記有機特開2003−304014号明細書、段落(0022)〜(0025)に記載されており、これらの化合物、また例えば銅等の金属錯体を用いることができる。具体例を以下に挙げる。   Specific examples of these bicycloporphyrin compounds are described in the above-mentioned organic Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-304014, paragraphs (0022) to (0025), and these compounds and metal complexes such as copper are used. be able to. Specific examples are given below.

Figure 2010030064
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これらのビシクロ化合物も必要に応じ溶媒に溶解して塗布することができる。特に脱エチレン反応にて変換される分子が溶媒に難溶なものが有用である。塗布の方法としては、キャスティング法、スピンコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、ディップコート法、バーコート法、ダイコート法など塗布法、また、凸版、凹版、平版、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷法等、広い意味での塗布による方法を用いることができる。また、これによりパターン化する方法などが挙げられる。また、塗布膜からフォトリソグラフ法、レーザーアブレーションなどによりパターン化してもよい。   These bicyclo compounds can also be dissolved and applied in a solvent as required. Particularly useful are those in which the molecules converted by the deethyleneation reaction are hardly soluble in the solvent. Coating methods include casting methods, spin coating methods, spray coating methods, blade coating methods, dip coating methods, bar coating methods, die coating methods, and printing methods such as relief printing, intaglio printing, lithographic printing, screen printing, and inkjet printing. A method by coating in a broad sense such as a method can be used. Moreover, the method of patterning by this is mentioned. Alternatively, the coating film may be patterned by photolithography, laser ablation, or the like.

本発明によれば、印刷法やインクジェット法を含めた塗布プロセス(ウェットプロセス)により電極等の形成が可能となることに加え、また、半導体層の形成も半導体材料前駆体を用いてこれを塗布法で形成できることから、塗布による電極形成、塗布による半導体形成工程と1程化ができる等により、薄膜トランジスタの製造において、生産効率の向上が図れる。   According to the present invention, electrodes and the like can be formed by a coating process (wet process) including a printing method and an ink jet method, and the semiconductor layer is also formed by applying a semiconductor material precursor. Since it can be formed by a method, it is possible to improve the production efficiency in the manufacture of thin film transistors by, for example, forming an electrode by coating and a semiconductor forming step by coating.

(その他半導体層)
本発明においては、電極、また絶縁層前駆体材料を熱変換材料として絶縁層を形成する場合、半導体層は、公知の方法により形成してもよい。
(Other semiconductor layers)
In the present invention, when an insulating layer is formed using an electrode or an insulating layer precursor material as a heat conversion material, the semiconductor layer may be formed by a known method.

例えば、マイクロ波吸収能をもつ物質を電極に用いマイクロ波照射によりこれを熱源として半導体層を形成する本発明の方法を用いないでもよく、前記の金属酸化物半導体前駆体材料を用いて半導体前駆体エリアを形成した後、例えば、熱酸化、また、プラズマ酸化、酸素の存在下紫外線を照射等により、これを熱酸化する方法で形成することができる。   For example, it is not necessary to use the method of the present invention in which a semiconductor layer is formed by using a substance having microwave absorption ability as an electrode by using microwave irradiation, and using the metal oxide semiconductor precursor material described above as a semiconductor precursor. After the body area is formed, the body area can be formed by, for example, thermal oxidation, plasma oxidation, or thermal oxidation by irradiation with ultraviolet rays in the presence of oxygen.

例えば、プラズマ酸化を用いる場合、大気圧プラズマ法が好ましく、またプラズマ酸化において、前駆体を含有する薄膜を形成した基板は、150℃〜300℃の範囲で加熱させ、大気圧下で、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスを放電ガスとして、これと共に反応ガス(酸素を含むガス)を放電空間に導入して、高周波電界を印加して、放電ガスを励起させ、プラズマ発生させ、反応ガスと接触させて酸素プラズマを発生させ、これを基体表面に晒すことで半導体前駆体材料のプラズマ酸化を行う。大気圧下とは、20〜110kPaの圧力を表すが、好ましくは93〜104kPaである。   For example, when plasma oxidation is used, the atmospheric pressure plasma method is preferable, and in the plasma oxidation, a substrate on which a thin film containing a precursor is formed is heated in a range of 150 ° C. to 300 ° C. An inert gas such as nitrogen gas is used as a discharge gas, and a reaction gas (a gas containing oxygen) is introduced into the discharge space together with this, a high frequency electric field is applied, the discharge gas is excited, plasma is generated, and the reaction gas To generate oxygen plasma and expose it to the surface of the substrate to oxidize the semiconductor precursor material. Under atmospheric pressure represents a pressure of 20 to 110 kPa, preferably 93 to 104 kPa.

大気圧プラズマ法により、酸素含むガスを反応性ガスとして用いて酸素プラズマを発生させるとき、使用するガスは、薄膜の種類によって異なるが、基本的には放電ガス(不活性ガス)と酸化性ガスの混合ガスである。プラズマ酸化を行う場合、酸化性ガスとして酸素ガスを混合ガスに対し、0.01〜10体積%含有させることが好ましい。0.1〜10体積%であることがより好ましいが、さらに好ましくは、0.1〜5体積%である。   When an oxygen plasma is generated using a gas containing oxygen as a reactive gas by the atmospheric pressure plasma method, the gas to be used varies depending on the type of thin film, but basically a discharge gas (inert gas) and an oxidizing gas. It is a mixed gas. When performing plasma oxidation, it is preferable to contain 0.01-10 volume% of oxygen gas with respect to mixed gas as oxidizing gas. Although it is more preferable that it is 0.1-10 volume%, More preferably, it is 0.1-5 volume%.

上記不活性ガスとしては、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンや、窒素ガス等が挙げられるが、ヘリウム、アルゴン、窒素ガスが好ましく用いられる。   Examples of the inert gas include Group 18 elements of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, nitrogen gas, and the like, but helium, argon, and nitrogen gas are preferably used. It is done.

大気圧下でのプラズマ法については特開平11−61406号、同11−133205号、特開2000−121804号、同2000−147209号、同2000−185362号、WO2006/129461号等に記載されている。   The plasma method under atmospheric pressure is described in JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, JP-A-2000-185362, WO2006 / 129461, and the like. Yes.

(その他有機半導体層)
本発明にいては、有機半導体薄膜(層)を、半導体層として用いることができる。
(Other organic semiconductor layers)
In the present invention, an organic semiconductor thin film (layer) can be used as a semiconductor layer.

有機半導体材料としては、後述する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が適用可能である。   As the organic semiconductor material, various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds described later can be applied.

有機半導体材料としての縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、フタロシアニン、ポルフィリンなどの化合物及びこれらの誘導体が挙げられる。   Examples of the condensed polycyclic aromatic compound as the organic semiconductor material include anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, obalene, circumanthracene, bisanthene. , Zestrene, heptazelene, pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, sacobiphenyl, phthalocyanine, porphyrin, and derivatives thereof.

共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体或いは混合物を挙げることができる。   Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone And compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.

また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、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、下記に示す化合物などのオリゴマーが好適に用いることができる。   In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexualthiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3- Butoxypropyl) -α-secthiothiophene and oligomers such as the following compounds can be preferably used.

Figure 2010030064
Figure 2010030064

さらに銅フタロシアニンや特開平11−251601号公報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。   Furthermore, metal phthalocyanines such as copper phthalocyanine and fluorine-substituted copper phthalocyanine described in JP-A No. 11-251601, naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N′-bis (4-trifluoromethyl) Benzyl) naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N'-bis (1H, 1H-perfluorooctyl), N, N'-bis (1H, 1H-perfluorobutyl) and N, N '-Dioctylnaphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide derivatives, naphthalene 2,3,6,7 tetracarboxylic acid diimides and other naphthalene tetracarboxylic acid diimides, and anthracene 2,3,6,7-tetra Condensed ring tet such as anthracene tetracarboxylic acid diimides such as carboxylic acid diimide Carboxylic acid diimides, C60, C70, C76, C78, C84 etc. fullerenes, carbon nanotubes such as SWNT, merocyanine dyes, etc. dyes such hemicyanine dyes and the like.

これらのπ共役系材料のうちでも、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。   Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, and metal phthalocyanines is preferable.

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号に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。   Other organic semiconductor materials include tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex. Organic molecular complexes such as can also be used. Furthermore, (sigma) conjugated polymers, such as polysilane and polygermane, and organic-inorganic hybrid material as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-260999 can also be used.

有機半導体材料として、また、下記一般式(OSC1)で表される化合物が好ましい。   As the organic semiconductor material, a compound represented by the following general formula (OSC1) is preferable.

Figure 2010030064
Figure 2010030064

式中、R〜Rは水素原子又は置換基を表し、Z又はZは置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、n1又はn2は0〜3の整数を表す。 In the formula, R 1 to R 6 represent a hydrogen atom or a substituent, Z 1 or Z 2 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and n1 or n2 Represents an integer of 0 to 3.

一般式(OSC1)において、R〜Rで各々表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、tert−オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、等が挙げられる。 In the general formula (OSC1), examples of the substituent represented by each of R 1 to R 6 include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a tert-pentyl group). Group, hexyl group, octyl group, tert-octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group, for example) Allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, isopropenyl group, etc.), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon group (Also called aromatic carbocyclic group, aryl group, etc., for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, Cytyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (also called heteroaryl group, For example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl group, 1,2,3- Triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group , Indolyl group, carbazoli Group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (in which one of carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group Etc.), heterocyclic groups (for example, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy groups (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, Dodecyloxy group etc.), cycloalkoxy group (eg cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group etc.), aryloxy group (eg phenoxy group, naphthyloxy group etc.), alkylthio group (eg methylthio group, ethylthio group, propylthio group) , Pentyl Thio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyl Oxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, Aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylamino Sulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, Octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group) Group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonyl) Nylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group ( For example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylamino Carbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido) Group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, Butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl) Group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (phenylsulfonyl group, naphthyl) Sulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino) Group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl) Group), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.), and the like.

これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。   These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.

一般式(OSC1)において、Z又はZで表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記R〜Rで各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。 In the general formula (OSC1), the aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group represented by Z 1 or Z 2 is an aromatic carbonization described as a substituent represented by each of R 1 to R 6 above. It is synonymous with a hydrogen group and an aromatic heterocyclic group, respectively.

更に、下記一般式(OSC2)で表される化合物が好ましい。   Furthermore, a compound represented by the following general formula (OSC2) is preferable.

Figure 2010030064
Figure 2010030064

(式中、R又はRは水素原子又は置換基を表し、Z又はZは置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、n1又はn2は0〜3の整数を表す。)
一般式(OSC2)において、R又はRで表される置換基は、般式(OSC1)においてR〜Rで各々表される置換基と同義である。また、Z又はZで表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記R〜Rで各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。
(Wherein R 7 or R 8 represents a hydrogen atom or a substituent, Z 1 or Z 2 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and n1 or n2 represents an integer of 0 to 3.)
In the general formula (OSC2), the substituent represented by R 7 or R 8 has the same meaning as the substituents represented by R 1 to R 6 in the general formula (OSC1). Moreover, the aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group represented by Z 1 or Z 2 are the aromatic hydrocarbon groups and aromatics described as the substituents represented by R 1 to R 6 , respectively. Each has the same meaning as a heterocyclic group.

前記一般式(OSC2)において、さらに、置換基R−及びR−が一般式(SG1)で表されることが好ましい。 In the general formula (OSC2), the substituents R 7 -and R 8- are preferably represented by the general formula (SG1).

Figure 2010030064
Figure 2010030064

(式中、R〜R11は置換基を表し、Xはケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、又はスズ(Sn)を表す。)
上記一般式(SG1)において、R〜R11で表される置換基は、前記一般式(1)におけるR〜Rで表される置換基と同義である。
(Wherein R 9 to R 11 represent a substituent, and X represents silicon (Si), germanium (Ge), or tin (Sn)).
In the general formula (SG1), the substituent represented by R 9 to R 11 has the same meaning as the substituent represented by R 1 to R 3 in the general formula (1).

以下に、前記一般式(OSC2)で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (OSC2) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2010030064
Figure 2010030064

Figure 2010030064
Figure 2010030064

また、有機半導体材料としては、J.Am.Chem.Soc.2006年,128巻,12604頁、J.Am.Chem.Soc.2007年,129巻,2224頁、Liquid Crystals誌2003年,30巻,603〜610頁に記載される化合物を用いることができる。   Examples of organic semiconductor materials include J. Org. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12604, J. Am. Am. Chem. Soc. The compounds described in 2007, 129, 2224, Liquid Crystals 2003, 30, 603-610 can be used.

また、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。   In the present invention, for example, a material having a functional group such as acrylic acid, acetamide, dimethylamino group, cyano group, carboxyl group, nitro group, benzoquinone derivative, tetracyanoethylene and tetracyanoquino Materials that accept electrons, such as dimethane and their derivatives, materials having functional groups such as amino, triphenyl, alkyl, hydroxyl, alkoxy, and phenyl, phenylenediamine, etc. Including substituted amines, anthracene, benzoanthracene, substituted benzoanthracenes, pyrene, substituted pyrene, carbazole and derivatives thereof, tetrathiafulvalene and derivatives thereof, and the like materials that serve as donors of electrons, So-called doping treatment It may be.

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該薄膜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薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。   The doping means introducing an electron-donating molecule (acceptor) or an electron-donating molecule (donor) into the thin film as a dopant. Therefore, the doped thin film is a thin film containing the condensed polycyclic aromatic compound and the dopant. A well-known thing can be employ | adopted as a dopant used for this invention.

これらの有機半導体層を形成する方法としては、公知の方法で形成することができ、例えば、真空蒸着、MBE(Molecular Beam Epitaxy)、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、スパッタ法、CVD(Chemical Vapor Deposition)、レーザー蒸着、電子ビーム蒸着、電着、また溶液からのキャスト法、スピンコート、ディップコート、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、およびLB法等、またスクリーン印刷、インクジェット印刷、ブレード塗布などの方法を挙げることができる。   As a method of forming these organic semiconductor layers, it can be formed by a known method, for example, vacuum deposition, MBE (Molecular Beam Epitaxy), ion cluster beam method, low energy ion beam method, ion plating method, Sputtering method, CVD (Chemical Vapor Deposition), laser deposition, electron beam deposition, electrodeposition, casting from solution, spin coating, dip coating, bar coating method, die coating method, spray coating method, LB method, etc. Examples include screen printing, ink jet printing, blade coating, and the like.

この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用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、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。特に、本発明に係わるパターン形成方法により有機半導体層を形成する場合、有機半導体溶液を、パターニングされた基体表面に塗布、適用することが好ましい。   Among these, the spin coating method, blade coating method, dip coating method, roll coating method, bar coating method, die coating method and the like that can form a thin film easily and precisely using an organic semiconductor solution are preferred in terms of productivity. . In particular, when the organic semiconductor layer is formed by the pattern forming method according to the present invention, it is preferable to apply and apply the organic semiconductor solution to the patterned substrate surface.

有機半導体溶液を作製する際に使用される有機溶媒は、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素、脂肪族炭化水素または脂肪族ハロゲン化炭化水素が好ましく、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素または脂肪族炭化水素がより好ましい。   The organic solvent used in preparing the organic semiconductor solution is preferably an aromatic hydrocarbon, an aromatic halogenated hydrocarbon, an aliphatic hydrocarbon or an aliphatic halogenated hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, an aromatic halogenated More preferred are hydrocarbons or aliphatic hydrocarbons.

芳香族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、メチルナフタレン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the aromatic hydrocarbon organic solvent include toluene, xylene, mesitylene, and methylnaphthalene, but the present invention is not limited thereto.

脂肪族炭化水素としては、オクタン、4−メチルヘプタン、2−メチルヘプタン、3−メチルヘプタン、2,2−ジメチルヘキサン、2,3−ジメチルヘキサン、2,4−ジメチルヘキサン、2,5−ジメチルヘキサンシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。   Aliphatic hydrocarbons include octane, 4-methylheptane, 2-methylheptane, 3-methylheptane, 2,2-dimethylhexane, 2,3-dimethylhexane, 2,4-dimethylhexane, 2,5-dimethyl. Although hexanecyclohexane, cyclopentane, methylcyclohexane, etc. can be mentioned, this invention is not limited to these.

脂肪族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジフルオロエタン、フルオロクロロエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、クロロペンタン、クロロヘキサン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of the organic solvent for the aliphatic halogenated hydrocarbon include chloroform, bromoform, dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, difluoroethane, fluorochloroethane, chloropropane, dichloropropane, chloropentane, and chlorohexane. It is not limited to these.

本発明で用いられるこれらの有機溶媒は、1種類あるいは2種類以上混合して用いてもよい。また、有機溶媒は50℃〜250℃の沸点を有するものが好ましい。   These organic solvents used in the present invention may be used alone or in combination of two or more. The organic solvent preferably has a boiling point of 50 ° C to 250 ° C.

なおAdvanced Material誌 1999年 第6号、p480〜483に記載の様に、ペンタセン等前駆体が溶媒に可溶であるものは、塗布により形成した前駆体の膜を熱処理して目的とする有機材料の薄膜を形成しても良い。   In addition, as described in Advanced Material 1999 No. 6, p. 480 to 483, a precursor such as pentacene is soluble in a solvent, a target organic material formed by heat treatment of a precursor film formed by coating A thin film may be formed.

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、有機半導体層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、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。   The film thickness of these organic semiconductor layers is not particularly limited, but the characteristics of the obtained transistor are often greatly influenced by the film thickness of the organic semiconductor layer, and the film thickness varies depending on the organic semiconductor. Generally, 1 μm or less, particularly 10 to 300 nm is preferable.

さらに、本発明の有機半導体素子によれば、そのゲート電極、ソース/ドレイン電極のうち少なくとも一つを本発明の有機半導体素子の製造方法によって形成することによって、低抵抗の電極を、高温を必要とせず有機半導体層材料層の特性劣化を引き起こすことなしに形成することが可能となる。   Furthermore, according to the organic semiconductor device of the present invention, at least one of the gate electrode and the source / drain electrode is formed by the method of manufacturing an organic semiconductor device of the present invention, so that a low-resistance electrode requires a high temperature. Instead, it can be formed without causing deterioration of the characteristics of the organic semiconductor layer material layer.

有機半導体層を形成する場合、有機半導体層の形成に先立って、絶縁膜、又下引き等の例えば金属酸化物からなる基板表面の有機半導体層を形成する領域に有機物からなる表面処理を施すことが好ましい。有機物からなる表面処理としては、基板表面に物理吸着するもの、また界面活性剤等を用いることができる。有機半導体層が形成される、例えば絶縁膜等が形成された基板表面に物理吸着、或いは化学吸着により単分子膜を形成するものが特に好ましい。中でもシランカップリング剤による表面処理が好ましい。シランカップリング剤は絶縁層となる酸化物表面と化学反応により結合することで単分子膜を形成する。   In the case of forming an organic semiconductor layer, prior to the formation of the organic semiconductor layer, a surface treatment made of an organic material is applied to the region where the organic semiconductor layer is formed on the surface of the substrate made of, for example, a metal oxide such as an undercoat. Is preferred. As the surface treatment made of an organic substance, one that is physically adsorbed on the substrate surface, a surfactant, or the like can be used. It is particularly preferable to form a monomolecular film by physical adsorption or chemical adsorption on the substrate surface on which an organic semiconductor layer is formed, for example, an insulating film or the like. Of these, surface treatment with a silane coupling agent is preferred. A silane coupling agent forms a monomolecular film by bonding with an oxide surface serving as an insulating layer by a chemical reaction.

特に、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、オクチルトリエトキシシランなどのシランカップリング剤、ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン類、
また、下記の化合物も好ましいシランカップリング剤である。
In particular, silane coupling agents such as octyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, octyltriethoxysilane, silazanes such as hexamethyldisilazane,
The following compounds are also preferable silane coupling agents.

Figure 2010030064
Figure 2010030064

また、オクチルトリクロロチタン、オクチルトリイソプロポキシチタンなどのチタンカップリング剤による表面処理も好ましい。   A surface treatment with a titanium coupling agent such as octyltrichlorotitanium or octyltriisopropoxytitanium is also preferable.

(基板)
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。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。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、衝撃に対する耐性を向上できる。
(substrate)
Various materials can be used as the support material constituting the substrate. For example, ceramic substrates such as glass, quartz, aluminum oxide, sapphire, silicon nitride, silicon carbide, silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide. In addition, a semiconductor substrate such as gallium nitrogen, paper, and non-woven fabric can be used. In the present invention, the support is preferably made of a resin, for example, a plastic film sheet can be used. Examples of plastic films include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose. Examples include films made of triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. By using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved, and the resistance to impact can be improved.

なお、本発明においては、当該基板として、光透過性樹脂フィルムであり、かつガラス転移温度(Tg)が200℃以下であるフィルムを用いることが好ましい。この観点から、ポリエチレンナフタレート(PEN)を含有するフィルムが好ましい。ここで、「光透過性」とは、可視光域の波長(380〜780nm)における光の透過率が80%以上であることをいう。   In the present invention, it is preferable to use a film that is a light-transmitting resin film and has a glass transition temperature (Tg) of 200 ° C. or lower as the substrate. From this viewpoint, a film containing polyethylene naphthalate (PEN) is preferable. Here, “light transmissivity” means that the light transmittance at a wavelength in the visible light range (380 to 780 nm) is 80% or more.

(電子デバイス)
本発明の機能性フレキシブルフィルムの製造方法は、種々の電子デバイスの作製において好適に用いることができる。特に、薄膜トランジスタ素子の作製において好適に用いることができる。
(Electronic device)
The manufacturing method of the functional flexible film of this invention can be used suitably in preparation of various electronic devices. In particular, it can be suitably used in the production of a thin film transistor element.

以下、薄膜トランジスタを作製する場合における、前記の構成要素記以外の各構成要素等について説明する。   Hereinafter, each component other than the above-described component in the case of manufacturing a thin film transistor will be described.

(電極)
本発明において、TFT素子を構成するソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の電極に用いられる導電性材料としては、前記の方法により作製されるマイクロ波吸収能をもつ電極材料、例えば、金属酸化物導電材料からなるもののほか、他の電極材料も使用できる。例えば、第1の態様に従って、ゲート電極、ゲート絶縁層をマイクロ波照射により本発明の方法にて形成した後、ソース、ドレイン電極については、必ずしも同様の方法によらずともよい。
(electrode)
In the present invention, as a conductive material used for electrodes such as a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode constituting a TFT element, an electrode material having a microwave absorbing ability manufactured by the above method, for example, a metal oxide In addition to the conductive material, other electrode materials can be used. For example, after the gate electrode and the gate insulating layer are formed by the microwave irradiation according to the method of the present invention according to the first embodiment, the source and drain electrodes may not necessarily be the same method.

また、ソース、ドレイン電極にマイクロ波吸収能をもつ電極材料を用い、半導体前駆体材料を、半導体層とする場合においても、例えばゲート電極の電極材料については限定はない。   Even when an electrode material having microwave absorption capability is used for the source and drain electrodes and the semiconductor precursor material is a semiconductor layer, there is no limitation on the electrode material of the gate electrode, for example.

他の電極材料としては、電極として実用可能なレベルでの導電性があればよく、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。   Other electrode materials are only required to have conductivity at a level that can be used as an electrode, and are not particularly limited. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, Palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, 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 / copper mixture, Magnesium / silver mixture, a magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, a lithium / aluminum mixture, or the like is used.

また、導電性材料としては、導電性ポリマーや金属微粒子などを好適に用いることができる。金属微粒子を含有する分散物としては、たとえば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が1nm〜50nm、好ましくは1nm〜10nmの金属微粒子を含有する分散物である。金属微粒子から電極を形成するには、前述の方法を同様に用いることができ、金属微粒子の材料としては上記の金属を用いることができる。   Moreover, as a conductive material, a conductive polymer, metal fine particles, or the like can be suitably used. As the dispersion containing metal fine particles, for example, a known conductive paste may be used, but a dispersion containing metal fine particles having a particle diameter of 1 nm to 50 nm, preferably 1 nm to 10 nm is preferable. In order to form an electrode from metal fine particles, the above-described method can be used in the same manner, and the metal described above can be used as the material of the metal fine particles.

また、前記のように、これらの電極材料と、前記マイクロ波吸収能を有する物質とを組み合わせ、マイクロ波吸収能を有する電極材料として用いることができる。   In addition, as described above, these electrode materials can be used as an electrode material having a microwave absorption ability by combining the substance having the microwave absorption ability.

(電極等の形成方法)
これらの電極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、レジストを形成し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、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法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金属微粒子を含有する導電性インク、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。
(Method for forming electrodes, etc.)
As a method for forming these electrodes, a conductive thin film formed using a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method, aluminum, copper or the like There is a method in which a resist is formed on a metal foil by thermal transfer, ink jet or the like and etched. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, a dispersion containing metal fine particles, or the like may be directly patterned by an ink jet method, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Further, a method of patterning a conductive ink or conductive paste containing a conductive polymer or metal fine particles by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

ソース、ドレイン、或いはゲート電極等の電極、またゲート、或いはソースバスライン等を、エッチング又はリフトオフ等感光性樹脂等を用いた金属薄膜のパターニングなしに形成する方法として、無電解メッキ法による方法が知られている。   As a method for forming an electrode such as a source, drain, or gate electrode, a gate, or a source bus line without patterning a metal thin film using a photosensitive resin such as etching or lift-off, a method by an electroless plating method is used. Are known.

無電解メッキ法による電極の形成方法に関しては、特開2004−158805号にも記載されたように、電極を設ける部分に、メッキ剤と作用して無電解メッキを生じさせるメッキ触媒を含有する液体を、例えば印刷法(インクジェット印刷含む。)によって、パターニングした後に、メッキ剤を、電極を設ける部分に接触させる。そうすると、前記触媒とメッキ剤との接触により前記部分に無電解メッキが施されて、電極パターンが形成されるというものである。   Regarding the method of forming an electrode by electroless plating, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-158805, a liquid containing a plating catalyst that causes electroless plating by acting with a plating agent on a portion where an electrode is provided After patterning, for example, by a printing method (including inkjet printing), a plating agent is brought into contact with a portion where an electrode is provided. If it does so, electroless plating will be performed to the said part by the contact of the said catalyst and a plating agent, and an electrode pattern will be formed.

無電解メッキの触媒と、メッキ剤の適用を逆にしてもよく、またパターン形成をどちらで行ってもよいが、メッキ触媒パターンを形成し、これにメッキ剤を適用する方法が好ましい。   The application of the electroless plating catalyst and the plating agent may be reversed, and the pattern formation may be performed either. However, a method of forming a plating catalyst pattern and applying the plating agent to this is preferable.

印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、平版、凸版、凹版又インクジェット法による印刷などが用いられる。   As the printing method, for example, screen printing, planographic printing, letterpress printing, intaglio printing, printing by ink jet printing, or the like is used.

(ゲート絶縁膜)
本発明の方法により酸化物絶縁膜を形成しないときには、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜としては、種々の絶縁膜を用いることができる。特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。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。
(Gate insulation film)
When the oxide insulating film is not formed by the method of the present invention, various insulating films can be used as the gate insulating film of the thin film transistor. In particular, an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is preferable. Inorganic oxides include 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 thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記皮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、ディップコート法、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。   Examples of the method for forming the film include a vacuum process, 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, an atmospheric pressure plasma method, and a spray process. Examples include wet processes such as coating methods, spin coating methods, blade coating methods, dip coating methods, casting methods, roll coating methods, bar coating methods, die coating methods, and other methods such as printing and ink jet patterning. Can be used depending on the material.

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。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used.

これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。   Of these, the atmospheric pressure plasma method described above is preferable.

ゲート絶縁膜(層)が陽極酸化膜又は該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。   It is also preferable that the gate insulating film (layer) is composed of an anodized film or the anodized film and an insulating film. The anodized film is preferably sealed. The anodized film is formed by anodizing a metal that can be anodized by a known method.

陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウム又はタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。   Examples of the metal that can be anodized include aluminum and tantalum, and the anodizing method is not particularly limited, and a known method can be used.

また有機化合物皮膜としては、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、ノボラック樹脂等を用いることもできる。   Examples of organic compound films include polyimides, polyamides, polyesters, polyacrylates, photo-radical polymerization-type, photo-cation polymerization-type photo-curing resins, copolymers containing acrylonitrile components, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resins, etc. Can also be used.

無機酸化物皮膜と有機酸化物皮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。   An inorganic oxide film and an organic oxide 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.

〔保護層〕
本発明に係る電子デバイスとしての有機薄膜トランジスタ素子上には保護層を設けることも可能である。保護層としては無機酸化物または無機窒化物、アルミニウム等の金属薄膜、ガス透過性の低いポリマーフィルム、およびこれらの積層物等が挙げられ、このような保護層を有することにより、有機薄膜トランジスタの耐久性が向上する。これらの保護層の形成方法としては、前述したゲート絶縁膜の形成法と同様の方法を挙げることができる。また、ポリマーフィルム上に各種の無機酸化物等が積層されたフィルムを単にラミネートするなどといった方法で保護層を設けても良い。
[Protective layer]
It is also possible to provide a protective layer on the organic thin film transistor element as the electronic device according to the present invention. Examples of the protective layer include inorganic oxides or inorganic nitrides, metal thin films such as aluminum, polymer films with low gas permeability, and laminates thereof. By having such a protective layer, durability of organic thin film transistors can be mentioned. Improves. As a method for forming these protective layers, the same method as the method for forming the gate insulating film described above can be used. Further, the protective layer may be provided by a method such as simply laminating a film in which various inorganic oxides are laminated on the polymer film.

(薄膜トランジスタ素子構成)
図4は薄膜トランジスタ素子の代表的な構成を示す図である。図4(a)は、支持体6上にソース電極2、ドレイン電極3を形成し、これを基材(基板)として、両電極間に半導体層1を形成し、その上に絶縁層5を形成し、更にその上にゲート電極4を形成して電界効果薄膜トランジスタを形成したものである。図4(b)は、半導体層1を、(a)では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。っず4(c)は、支持体6上に先ず半導体層1を形成し、その後ソース電極2、ドレイン電極3、絶縁層5、ゲート電極4を形成したものを表す。
(Thin film transistor device configuration)
FIG. 4 is a diagram showing a typical configuration of a thin film transistor element. In FIG. 4A, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a support 6, and a semiconductor layer 1 is formed between both electrodes using this as a base material (substrate), and an insulating layer 5 is formed thereon. Then, a gate electrode 4 is formed thereon to form a field effect thin film transistor. FIG. 4B shows the semiconductor layer 1 formed between the electrodes in FIG. 4A so as to cover the entire surface of the electrode and the support using a coating method or the like. In FIG. 4C, the semiconductor layer 1 is first formed on the support 6 and then the source electrode 2, the drain electrode 3, the insulating layer 5, and the gate electrode 4 are formed.

図4(d)は、支持体6上にゲート電極4、絶縁層5を形成し、その上に、ソース電極2及びドレイン電極3を形成し、該電極間に半導体層1を形成する。その他図4(e)、(f)に示すような構成を取ることもできる。   In FIG. 4D, the gate electrode 4 and the insulating layer 5 are formed on the support 6, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed thereon, and the semiconductor layer 1 is formed between the electrodes. In addition, the configuration shown in FIGS. 4E and 4F can be adopted.

上記のうち、図4におけるゲート電極と絶縁層、また、半導体層、そして、ソース、ドレイン電極と半導体層を同時に形成する過程等に本発明を適用することができる。また、ここに図示されていないが、保護層等の形成過程にも用いることができる。   Among the above, the present invention can be applied to the process of simultaneously forming the gate electrode and the insulating layer, the semiconductor layer, the source and drain electrodes, and the semiconductor layer in FIG. Although not shown here, it can also be used in the process of forming a protective layer or the like.

本発明においてはトランジスタ素子の場合、ボトムゲート構造を有することが好ましい(図4(d)〜(f))。この構造の場合、ゲート電極にマイクロ波を吸収する物質をもちいると、これを熱源として、(ゲート)絶縁層、半導体層等複数の層を同時に熱変換材料から機能層に変換できるので好ましい。   In the present invention, the transistor element preferably has a bottom gate structure (FIGS. 4D to 4F). In the case of this structure, it is preferable to use a substance that absorbs microwaves in the gate electrode, since this can be used as a heat source and a plurality of layers such as a (gate) insulating layer and a semiconductor layer can be simultaneously converted from a heat conversion material to a functional layer.

また、ゲート電極から見てソース/ドレイン電極が、有機半導体層の手前にあるボトムコンタクト型が好ましく(図4(c)、(e)等)、ゲート電極とソース、ドレイン電極を含めた電極や絶縁層等の形成を半導体層の形成と切り離せるので、電極材料や絶縁層への変換と、半導体層への変換の条件が異なる場合、それぞれの変換が充分に行えるので好ましい。   Further, the bottom contact type in which the source / drain electrode is in front of the organic semiconductor layer as viewed from the gate electrode (FIGS. 4C and 4E, etc.) is preferable. Since the formation of the insulating layer and the like can be separated from the formation of the semiconductor layer, it is preferable that the conversion to the electrode material and the insulating layer is different from the conversion condition to the semiconductor layer because the respective conversions can be performed sufficiently.

また、トップゲート構造である場合(図4(a)〜(c))には、ゲート電極は、基板から遠い構造となり、基板がプラスチック基板である場合、基板の熱変形、変質等の観点から好ましい。   In the case of the top gate structure (FIGS. 4A to 4C), the gate electrode has a structure far from the substrate, and when the substrate is a plastic substrate, from the viewpoint of thermal deformation and alteration of the substrate. preferable.

図5は、薄膜トランジスタ素子が複数配置される電子デバイスである薄膜トランジスタシート10の1例の概略の等価回路図である。   FIG. 5 is a schematic equivalent circuit diagram of an example of a thin film transistor sheet 10 which is an electronic device in which a plurality of thin film transistor elements are arranged.

薄膜トランジスタシート10はマトリクス配置された多数の薄膜トランジスタ素子14を有する。11は各薄膜トランジスタ素子14のゲート電極のゲートバスラインであり、12は各薄膜トランジスタ素子14のソース電極のソースバスラインである。各薄膜トランジスタ素子14のドレイン電極には、出力素子16が接続され、この出力素子16は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。図示の例では、出力素子16として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。15は蓄積コンデンサ、17は垂直駆動回路、18は水平駆動回路である。   The thin film transistor sheet 10 has a large number of thin film transistor elements 14 arranged in a matrix. Reference numeral 11 denotes a gate bus line of the gate electrode of each thin film transistor element 14, and reference numeral 12 denotes a source bus line of the source electrode of each thin film transistor element 14. An output element 16 is connected to the drain electrode of each thin film transistor element 14, and the output element 16 is, for example, a liquid crystal or an electrophoretic element, and constitutes a pixel in the display device. In the illustrated example, a liquid crystal is shown as an output element 16 by an equivalent circuit composed of a resistor and a capacitor. 15 is a storage capacitor, 17 is a vertical drive circuit, and 18 is a horizontal drive circuit.

この様な、支持体上にTFT素子を2次元的に配列した薄膜トランジスタシートの作製に本発明の方法を用いることができる。   The method of the present invention can be used for producing such a thin film transistor sheet in which TFT elements are two-dimensionally arranged on a support.

また、本発明の電子デバイスの製造法は、いかなる電子デバイスにも適用が可能であり、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子等に適用できる。   Moreover, the manufacturing method of the electronic device of this invention is applicable to any electronic device, for example, it can apply to an organic electroluminescent element etc.

有機EL素子は、基板上に、2つの電極間に発光する有機層が積層され挟持された構成をもち、少なくとも一方の電極は光取り出しのために透明電極で構成される。   The organic EL element has a configuration in which an organic layer that emits light is laminated and sandwiched between two electrodes on a substrate, and at least one of the electrodes is a transparent electrode for extracting light.

例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子は、最も単純には、陽極/発光層/陰極から構成されるが、通常、発光効率を挙げるために有機層は正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の機能分離された各種機能層の積層構造からなっている。   For example, an organic electroluminescence element is most simply composed of an anode / a light emitting layer / a cathode, but usually the organic layer functions as a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, etc. in order to increase luminous efficiency. It consists of a laminated structure of various functional layers separated.

有機層、各薄膜の膜厚は1nm〜数μmの範囲に亘る薄膜素子であり、上記以外にも電子阻止層、また正孔阻止層、またバッファー層等適宜必要な層が所定の層順で積層されており、両極から注入された正孔及び電子等のキャリア移動がスムースに行われるよう構成されている。   The organic layer and each thin film have a film thickness ranging from 1 nm to several μm. In addition to the above, the electron blocking layer, the hole blocking layer, the buffer layer, and other necessary layers are arranged in a predetermined layer order. They are stacked so that carriers such as holes and electrons injected from both electrodes can move smoothly.

有機EL素子を構成するこれら各有機層において、発光層中に含有される有機発光材料としては、カルバゾール、カルボリン、ジアザカルバゾール等の芳香族複素環化合物、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等があげられるが、本発明においてはこれに限られるものではなく、広く公知の材料を用いることができる。   In each of these organic layers constituting the organic EL device, the organic light emitting material contained in the light emitting layer includes aromatic heterocyclic compounds such as carbazole, carboline, diazacarbazole, triarylamine derivatives, stilbene derivatives, polyarylenes. , Aromatic condensed polycyclic compounds, aromatic heterocondensed ring compounds, metal complex compounds, etc., and single oligo compounds or composite oligo compounds thereof, but the present invention is not limited thereto, and widely known Materials can be used.

また発光層中(成膜材料)には、好ましくは0.1〜20質量%程度のドーパントが発光材料中に含まれてもよい。ドーパントとしては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体等公知の蛍光色素等、また、リン光発光タイプの発光層の場合、例えば、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム、ビス(2−フェニルピリジン)(アセチルアセトナート)イリジウム、ビス(2,4−ジフルオロフェニルピリジン)(ピコリナート)イリジウム、などに代表されるオルトメタル化イリジウム錯体等の錯体化合物が同様に0.1〜20質量%程度含有される。発光層の膜厚は、1nm〜数百nmの範囲に亘る。   In the light emitting layer (film forming material), preferably about 0.1 to 20% by mass of a dopant may be included in the light emitting material. Examples of the dopant include known fluorescent dyes such as perylene derivatives and pyrene derivatives, and in the case of phosphorescent light emitting layers, for example, tris (2-phenylpyridine) iridium, bis (2-phenylpyridine) (acetylacetonate). A complex compound such as an orthometalated iridium complex represented by iridium, bis (2,4-difluorophenylpyridine) (picolinato) iridium, and the like is similarly contained in an amount of about 0.1 to 20% by mass. The thickness of the light emitting layer ranges from 1 nm to several hundred nm.

正孔注入・輸送層中に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)などに代表される導電性高分子等の高分子材料が、また、発光層に用いられる、例えば、4,4′−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、(ジ)アザカルバゾール類、1,3,5−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。   Examples of materials used in the hole injection / transport layer include phthalocyanine derivatives, heterocyclic azoles, aromatic tertiary amines, polyvinyl carbazole, polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), and the like. Polymer materials such as conductive polymers are also used for the light emitting layer, for example, carbazole-based light emitting materials such as 4,4′-dicarbazolylbiphenyl, 1,3-dicarbazolylbenzene, (di ) Low molecular light emitting materials represented by pyrene-based light emitting materials such as azacarbazoles, 1,3,5-tripyrenylbenzene, polymer light emitting materials represented by polyphenylene vinylenes, polyfluorenes, polyvinyl carbazoles, etc. Etc.

電子注入・輸送層材料としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the electron injection / transport layer material include metal complex compounds such as 8-hydroxyquinolinate lithium and bis (8-hydroxyquinolinate) zinc, and nitrogen-containing five-membered ring derivatives listed below. That is, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole or triazole derivatives are preferred. Specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5-bis (1 -Phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis ( 1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1 , 3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyl) Asiazolyl)] benzene, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4 -Triazole, 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene and the like.

これら有機材料にはビニル基等の架橋性基を有するのが好ましい。架橋性基をもつ材料は熱或いは光等によって架橋するので、塗布が容易であり、且つ、架橋してネットワークポリマーを形成するので、これに塗布・積層する場合層が不溶化し好ましい。   These organic materials preferably have a crosslinkable group such as a vinyl group. Since a material having a crosslinkable group is crosslinked by heat or light, it is easy to apply and forms a network polymer by crosslinking so that the layer is preferably insolubilized when applied and laminated thereon.

即ち、塗布により有機材料層の前駆体として前駆体層を形成し、これを同様に、マイクロ波吸収能をもつ電極材料によるマイクロ波加熱によって、架橋を進行させ各機能層とすることができる。   That is, a precursor layer is formed as a precursor of the organic material layer by coating, and this can be similarly made into each functional layer by proceeding with crosslinking by microwave heating with an electrode material having microwave absorption ability.

有機EL素子、各有機層の膜厚は、0.05〜0.3μm程度必要であり、好ましくは0.1〜0.2μm程度である。   The film thickness of the organic EL element and each organic layer is required to be about 0.05 to 0.3 μm, and preferably about 0.1 to 0.2 μm.

また、有機層(有機EL各機能層)の形成方法としては蒸着法、塗布法等手段は問わないが、中でも塗布及び印刷等が好ましく、塗布は、スピン塗布、転写塗布、イクストリュージョン塗布等が使用できる。材料使用効率を考慮すると、転写塗布、イクストリュージョン塗布のようなパターン塗布できる方法が好ましく、特に転写塗布が好ましい。   The organic layer (organic EL functional layers) may be formed by any means such as vapor deposition and coating, but coating and printing are preferred. Coating is performed by spin coating, transfer coating, and extrusion coating. Etc. can be used. In consideration of material use efficiency, a method capable of applying a pattern such as transfer coating and extrusion coating is preferable, and transfer coating is particularly preferable.

また、印刷は、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等が使用できる。表示素子としては膜が薄く、素子サイズが微小で、RGBのパターンの重ね等を考慮すると、オフセット印刷、インクジェット印刷のような高精度高精細印刷が好ましい。   Moreover, screen printing, offset printing, inkjet printing, etc. can be used for printing. As the display element, a thin film, a small element size, and high-precision high-definition printing such as offset printing and inkjet printing are preferable in consideration of overlapping RGB patterns.

各有機材料には溶解特性(溶解パラメータやイオン化ポテンシャル、極性)がそれぞれにあり、溶解できる溶媒には限定がある。またその際には溶解度もそれぞれ違うため、一概に濃度も決めることができないが、溶媒の種類は、成膜しようとする有機EL材料に応じて、前記の条件に適ったものを、公知の溶媒から選択すればよく、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、メタノールや、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール,2−メトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等のパラフィン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶媒、ピリジン、キノリン、アニリン等のアミン系溶媒、アセトニトリル、バレロニトリル等のニトリル系溶媒、チオフェン、二硫化炭素などの硫黄系溶媒が挙げられる。   Each organic material has its own solubility characteristics (solubility parameters, ionization potential, polarity), and there are limitations on the solvents that can be dissolved. In this case, since the solubility is different from each other, the concentration cannot be generally determined. However, depending on the organic EL material to be formed into a film, a solvent suitable for the above conditions can be used. For example, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole, etc. Ether solvents, methanol, alcohol solvents such as ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, and glycerin, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene Medium, paraffinic solvents such as hexane, octane, decane and tetralin, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and amyl acetate, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone Solvent, ketone solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and isophorone, amine solvent such as pyridine, quinoline and aniline, nitrile solvent such as acetonitrile and valeronitrile, sulfur solvent such as thiophene and carbon disulfide .

尚、使用可能な溶媒は、これらに限るものではなく、これらを二種以上混合して溶媒として用いてもよい。   In addition, the solvent which can be used is not restricted to these, You may mix and use 2 or more types of these as a solvent.

これらのうち好ましい例としては、有機EL材料において、各機能層材料によっても異なるものの、大凡について、良溶媒としては、例えば芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒、エーテル系溶媒などであり、好ましくは、芳香族系溶媒、エーテル系溶媒である。また、貧溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、パラフィン系溶媒などが挙げられ、なかでもアルコール系溶媒、パラフィン系溶媒である。   Among these, preferable examples of the organic EL material are different depending on each functional layer material. However, as a good solvent, for example, an aromatic solvent, a halogen solvent, an ether solvent, and the like are preferable. Aromatic solvents and ether solvents. Examples of the poor solvent include alcohol solvents, ketone solvents, paraffin solvents, and the like. Among them, alcohol solvents and paraffin solvents are used.

2つの電極のうち、正孔の注入を行う陽極に使用される導電性材料としては、4eVより大きな仕事関数をもつものが適しており、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、酸化スズ、酸化インジウム、ITO等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。透光性であることが好ましく、透明電極としてはITOが好ましい。ITO透明電極の形成方法としては、マスク蒸着またはフォトリソパターニング等が使用できるが、これに限られるものではない。   Of the two electrodes, those having a work function larger than 4 eV are suitable as the conductive material used for the anode for injecting holes, such as silver, gold, platinum, palladium and their alloys, oxidation Metal oxides such as tin, indium oxide and ITO, and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole are used. It is preferable that it is translucent, and ITO is preferable as a transparent electrode. As a method for forming the ITO transparent electrode, mask vapor deposition or photolithography patterning can be used, but is not limited thereto.

また、陰極として使用される導電性物質としては、4eVより小さな仕事関数をもつものが適しており、マグネシウム、アルミニウム等。合金としては、マグネシウム/銀、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられる。また、その形成方法は、マスク蒸着、フォトリソパターニング、メッキ、印刷等が使用できるが、これに限られるものではない。   As the conductive material used as the cathode, those having a work function smaller than 4 eV are suitable, such as magnesium and aluminum. Typical examples of the alloy include magnesium / silver and lithium / aluminum. The formation method can be mask vapor deposition, photolithography patterning, plating, printing, or the like, but is not limited thereto.

本発明により、このような構成をもつ有機EL素子等の電子デバイスにおいても、例えばマイクロ波吸収能をもつ電極、或いは電極前駆体材料を用いて各機能層前駆体層を、マイクロ波照射を用いることで、機能層に変換することができる。   According to the present invention, even in an electronic device such as an organic EL element having such a configuration, microwave irradiation is used for each functional layer precursor layer using, for example, an electrode having microwave absorption capability or an electrode precursor material. Thus, it can be converted into a functional layer.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されるものではない(図6及び7参照)。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto (see FIGS. 6 and 7).

実施例1 基材フィルムの耐熱性
<基材の準備>
厚さ180μmのアニールドポリエチレンナフタレート(PEN)基板フィルム1に高耐熱性粘着剤付きカプトンフィルム=ポリイミド(PI)フィルム(厚さ30μm)を貼合して基材フィルム2を、また同様のPENフィルムにCVD法でSiOを500nm堆積した基材フィルム3を作製した。
Example 1 Heat resistance of substrate film <Preparation of substrate>
A heat-resistant adhesive Kapton film = polyimide (PI) film (thickness 30 μm) is bonded to a 180 μm-thick annealed polyethylene naphthalate (PEN) substrate film 1 to form a base film 2 and a similar PEN A base film 3 was prepared by depositing 500 nm of SiO 2 on the film by the CVD method.

<ITO膜の作製>
PIフィルムを貼合したPEN基板と貼合していないPEN基板、SiOをつけたPEN基板それぞれに常用のスパッタ法にてITO膜を厚さ110nmになるように作製した。そのときの表面抵抗は30Ω/□であった(図6参照)。
<Production of ITO film>
An ITO film having a thickness of 110 nm was formed on each of a PEN substrate bonded with a PI film, a PEN substrate not bonded, and a PEN substrate bonded with SiO 2 by a conventional sputtering method. The surface resistance at that time was 30Ω / □ (see FIG. 6).

<マイクロ波加熱試験>
図6に示すようにSiウエハー(厚さ0.5mm)を間に挟み、ITO膜と反対側の面(裏面)側から冷却媒体により0℃に冷却して、上側からはアルミナを主成分とした。
<Microwave heating test>
As shown in FIG. 6, a Si wafer (thickness 0.5 mm) is sandwiched between them, cooled to 0 ° C. with a cooling medium from the surface (back surface) opposite to the ITO film, and alumina as a main component from above. did.

マイクロは吸収の無い断熱材をかぶせて2.45GHzのマイクロ波を500Wの出力で照射し300℃まで昇温して、出力を制御しながら300℃で30分間保持した。   The micro was covered with a non-absorbing heat insulating material, irradiated with 2.45 GHz microwave at an output of 500 W, heated to 300 ° C., and held at 300 ° C. for 30 minutes while controlling the output.

尚、マイクロ波照射には(株)四国計測製のμ−Reacterを用いた。尚、温度は熱電対により基材の表面温度を計測した。   For microwave irradiation, a μ-Reactor manufactured by Shikoku Instruments Co., Ltd. was used. In addition, the temperature measured the surface temperature of the base material with the thermocouple.

<フィルムの評価>
マイクロ波加熱後のフィルムの変形度合いを、以下の基準で目視評価した。
○:基材フィルムに変形、亀裂、焦げ等のダメージが確認できない。
△:基材フィルムが寸法変化等起こしているが、亀裂や焦げは発生しておらず、原型を保持している。
×:寸法変化、亀裂、焦げ等の重大なダメージが確認される。
<Evaluation of film>
The degree of deformation of the film after microwave heating was visually evaluated according to the following criteria.
○: No damage such as deformation, cracking, or scorching can be confirmed on the base film.
(Triangle | delta): Although the base film has caused the dimensional change etc., the crack and the burning have not generate | occur | produced and the original pattern is hold | maintained.
X: Significant damage such as dimensional change, cracks, and scorching is confirmed.

<評価結果>
基材フィルム1:×(フィルムが大きく変形し、炭化し原型を留めていない。)
基材フィルム2:○
基材フィルム3:×(フィルムが大きく変形し、炭化し原型を留めていない。)
実施例2 トランジスタの作製
<ゲート絶縁膜の作製>
実施例1の基材フィルム2のITO上面にポリシラザンからなる塗布型SiO前駆体(アクアミカNN110−20)を乾燥膜厚300nmとなるようにスピンコートし、100℃で乾燥してゲート絶縁膜前駆体つきの基材フィルム4を作製した(図6参照)。
<Evaluation results>
Base film 1: x (The film is greatly deformed and carbonized, and the original pattern is not retained.)
Base film 2: ○
Base film 3: x (The film is greatly deformed and carbonized, and the original pattern is not retained.)
Example 2 Production of Transistor <Production of Gate Insulating Film>
A coating type SiO 2 precursor (Aquamica NN110-20) made of polysilazane is spin-coated on the ITO upper surface of the base film 2 of Example 1 to a dry film thickness of 300 nm and dried at 100 ° C. to obtain a gate insulating film precursor. A base film 4 with a body was produced (see FIG. 6).

<半導体層の作製>
硝酸インジウム、硝酸ガリウム及び硝酸亜鉛を金属比率1:1:1になるように調整し、水/エタノール=9/1の溶液に金属トータルの濃度が10質量%となる様に溶解し、更に溶解及び脱泡処理(超音波10分間)を施して半導体前駆体塗布液を作製した。
<Fabrication of semiconductor layer>
Indium nitrate, gallium nitrate, and zinc nitrate are adjusted so that the metal ratio is 1: 1: 1, and dissolved in a solution of water / ethanol = 9/1 so that the total metal concentration becomes 10% by mass, and further dissolved. Then, a defoaming treatment (ultrasonic wave 10 minutes) was performed to prepare a semiconductor precursor coating solution.

基材4のSiO表面をサムコ社製ドライクリーナーUV−1を用いて酸素流量500ml/minのもと70℃10分間のUV照射処理を施した。 The SiO 2 surface of the substrate 4 was subjected to UV irradiation treatment at 70 ° C. for 10 minutes under an oxygen flow rate of 500 ml / min using a dry cleaner UV-1 manufactured by Samco.

この基材のSiO表面に吐出量4plのピエゾ式インクジェットヘッドを用いて、基材温度100℃の条件で半導体前駆体ドットパターンを塗設した。 A semiconductor precursor dot pattern was coated on the surface of SiO 2 of the base material using a piezo ink jet head having a discharge amount of 4 pl at a base material temperature of 100 ° C.

印画された後のドット径は60〜70μmで仕上がっていた。   The dot diameter after printing was 60 to 70 μm.

この基材を実施例1と同様にマイクロ波加熱により300℃30分の焼成を行い、半導体前駆体層を半導体活性層へ、SiO前駆体層をSiOへ変換した。 The substrate was baked at 300 ° C. for 30 minutes by microwave heating in the same manner as in Example 1 to convert the semiconductor precursor layer into a semiconductor active layer and the SiO 2 precursor layer into SiO 2 .

尚、この処理後も基材には大きなダメージは確認されなかった。   Even after this treatment, no significant damage was observed on the substrate.

<ソース電極、ドレイン電極の作製>
この半導体層の上にL/W=20μm/50μmとなるようにソース及びドレイン電極をAuの蒸着により作製した。
<Production of source electrode and drain electrode>
On this semiconductor layer, source and drain electrodes were formed by vapor deposition of Au so that L / W = 20 μm / 50 μm.

これによりITOをゲート電極、Auをソース、ドレイン電極としたボトムゲート・トップコンタクト型のトランジスタを作製した(図7参照)。   Thus, a bottom-gate / top-contact transistor using ITO as the gate electrode and Au as the source and drain electrodes was fabricated (see FIG. 7).

<素子性能評価>
この素子をゲートバイアス−40〜40V、SD間電圧30Vの条件で評価したところ、飽和移動度で2cm/Vs、On/Off比5.5桁を示し、高性能かつフレキシブルな電界効果型トランジスタとして機能した。
<Evaluation of device performance>
When this device was evaluated under the conditions of a gate bias of −40 to 40 V and a voltage between SD of 30 V, it showed a saturation mobility of 2 cm 2 / Vs, an On / Off ratio of 5.5 digits, and a high-performance and flexible field effect transistor. Functioned as.

実施例3
実施例2で用いた、ドットパターン前駆体膜に、300℃に加熱した、前駆体パターンと同じドットパターンを凸形状を加工したアルミニウム製のパターン物を前駆体パターンと正確に重なるようにして、凸パターン部を前駆体部に接触させた。そのまま30分保持した後、ゆっくりとパターン物を取り外し、実施例2と同様にしてトランジスタ素子を作製したところ、移動度3.0cm/Vs、On/Off比5.5桁を示し、高性能かつフレキシブルな電界効果型トランジスタとして機能した(図8参照)。
Example 3
In the dot pattern precursor film used in Example 2, the same dot pattern as the precursor pattern heated to 300 ° C. was used to accurately overlap the precursor pattern with an aluminum pattern product, The convex pattern part was made to contact the precursor part. After maintaining for 30 minutes, the pattern was slowly removed, and a transistor element was produced in the same manner as in Example 2. As a result, the mobility was 3.0 cm 2 / Vs, the On / Off ratio was 5.5 digits, and high performance. And it functioned as a flexible field effect transistor (see FIG. 8).

電極パターン(エリア)を熱源としてマイクロ波を照射することでこの上の熱変換材料を半導体層に変換する態様を示す概略断面図Schematic sectional view showing a mode in which the heat conversion material is converted into a semiconductor layer by irradiating microwaves with the electrode pattern (area) as a heat source 電極パターン(エリア)を熱源としてマイクロ波を照射することでこの上の熱変換材料を絶縁層に変換する概略断面図Schematic cross-sectional view that converts the heat conversion material above into an insulating layer by irradiating microwaves with the electrode pattern (area) as a heat source 熱源エリアと基板との距離が、また熱源エリアと加熱変換される機能層前駆体エリアとの距離の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance of a heat source area and a board | substrate, and the distance of a heat source area and the functional layer precursor area | region which is heat-converted. 膜トランジスタ素子の代表的な構成を示す図The figure which shows the typical structure of a film transistor element 薄膜トランジスタ素子が複数配置される電子デバイスである薄膜トランジスタシート10の1例の概略の等価回路図Schematic equivalent circuit diagram of an example of a thin film transistor sheet 10 which is an electronic device in which a plurality of thin film transistor elements are arranged 機能性フレキシブルフィルムと電子デバイスの構成断面図(実施例1,2)Cross-sectional view of functional flexible film and electronic device (Examples 1 and 2) 機能性フレキシブルフィルムと電子デバイスの構成断面図(実施例2)Cross-sectional view of functional flexible film and electronic device (Example 2) 機能性フレキシブルフィルムの製造プロセスを示す概略断面図(実施例3)Schematic sectional view showing a production process of a functional flexible film (Example 3)

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 ゲート絶縁層
6 基板
10 薄膜トランジスタシート
11 ゲートバスライン
12 ソースバスライン
14 薄膜トランジスタ素子
15 蓄積コンデンサ
16 出力素子
17 垂直駆動回路
18 水平駆動回路
20 樹脂基板
21 耐熱性低熱伝導層
22 マイクロ波吸収体含有層(発熱源)
23 熱酸化膜付きドープトSiウエハー
24 冷却媒体
25 ゲート絶縁膜
26 半導体前駆体層
27 加熱パターン物(凸形状パターンの場合)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor layer 2 Source electrode 3 Drain electrode 4 Gate electrode 5 Gate insulating layer 6 Substrate 10 Thin film transistor sheet 11 Gate bus line 12 Source bus line 14 Thin film transistor element 15 Storage capacitor 16 Output element 17 Vertical drive circuit 18 Horizontal drive circuit 20 Resin substrate 21 Heat resistant low thermal conductive layer 22 Microwave absorber containing layer (heat source)
23 Doped Si Wafer with Thermal Oxide Film 24 Cooling Medium 25 Gate Insulating Film 26 Semiconductor Precursor Layer 27 Heating Pattern Object (In Case of Convex Pattern)

Claims (11)

機能性フレキシブルフィルムの製造方法において、製造プロセス中、最も高温となる領域と、基板となる樹脂領域の間に、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上であり、かつ熱伝導率が0.25W/m・K以下である耐熱性低熱伝導層を設けることを特徴とする機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 In the method for producing a functional flexible film, the glass transition temperature (Tg) is 200 ° C. or more and the thermal conductivity is 0.25 W between the region that becomes the highest temperature during the production process and the resin region that becomes the substrate. The manufacturing method of a functional flexible film characterized by providing the heat resistant low heat conductive layer which is below / m * K. 前記耐熱性低熱伝導層の層厚が、1〜100μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The method for producing a functional flexible film according to claim 1, wherein the heat-resistant low thermal conductive layer has a thickness of 1 to 100 μm. 前記製造プロセス中、最も高温となる領域を局所加熱方式により加熱することを特徴とする請求項1又は2に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The method for producing a functional flexible film according to claim 1 or 2, wherein a region having the highest temperature is heated by a local heating method during the production process. 前記局所加熱方式が、マイクロ波を利用した加熱方式であることを特徴とする請求項3に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The method for producing a functional flexible film according to claim 3, wherein the local heating method is a heating method using a microwave. 前記耐熱性低熱伝導層と隣接したマイクロ波吸収体含有層を設け、マイクロ波を照射することにより当該マイクロ波吸収体含有層を発熱させて局所加熱を行うことを特徴とする請求項4に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The microwave absorber containing layer adjacent to the heat-resistant low thermal conductive layer is provided, and the microwave absorber containing layer is heated by irradiating the microwave to perform local heating. Of producing a functional flexible film. 前記マイクロ波吸収体含有層が、インジウム(In)、錫(Sn)、及び亜鉛(Zn)のうちの少なくとも一種の金属の酸化物を含有することを特徴とする請求項5に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The functionality according to claim 5, wherein the microwave absorber-containing layer contains an oxide of at least one metal selected from indium (In), tin (Sn), and zinc (Zn). A method for producing a flexible film. 少なくとも基板、耐熱性低熱伝導層、及び熱変換材料含有層(以下「機能層前駆体」という。)若しくは機能層前駆体パターン層を設け、当該機能層前駆体若しくは機能層前駆体パターンを加熱された所望のパターン形状を有するパターン物を基板と反対側の機能層前駆体がある面から当該機能層前駆体のパターンに接触又は近接させて局所加熱することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 At least a substrate, a heat resistant low thermal conductive layer, and a heat conversion material-containing layer (hereinafter referred to as “functional layer precursor”) or a functional layer precursor pattern layer are provided, and the functional layer precursor or the functional layer precursor pattern is heated. The patterned product having a desired pattern shape is locally heated from the surface having the functional layer precursor on the side opposite to the substrate in contact with or in proximity to the pattern of the functional layer precursor. The manufacturing method of the functional flexible film as described in any one. 前耐熱性低熱伝導層が、ポリイミド樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The method for producing a functional flexible film according to any one of claims 1 to 7, wherein the pre-heat resistant low thermal conductive layer contains a polyimide resin. 前記基板が、光透過性樹脂フィルムであり、かつガラス転移温度(Tg)が200℃以下であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法。 The method for producing a functional flexible film according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate is a light-transmitting resin film and has a glass transition temperature (Tg) of 200 ° C or lower. . 請求項1〜8のいずれか一項に記載の機能性フレキシブルフィルムの製造方法で製造されたことを特徴とする電子デバイス。 An electronic device manufactured by the method for manufacturing a functional flexible film according to claim 1. 前記電子デバイスが、トランジスタ素子であることを特徴とする請求項10に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 10, wherein the electronic device is a transistor element.
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