JP5181441B2 - 有機トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機トランジスタ、有機トランジスタの製造方法及びアクティブマトリックス表示装置に関する。

有機トランジスタは、材料構成の多様性、製造方法、製品形態等でフレキシビリティが高いこと、大面積化が容易であること、単純な層構成が可能で製造プロセスが単純化できること、安価な製造装置の適用が可能であること等の利点を有する。さらに、印刷法、スピンコート法、浸漬法等の手段を用いることにより、薄膜や回路を簡便に形成することが可能であるため、Ｓｉ系半導体材料を用いたトランジスタと比較して、製造コストを低減することができる。

なお、有機トランジスタを集積する場合、有機半導体層のパターニングが必須になる。有機半導体層のパターニングをせずにトランジスタを集積化すると、トランジスタの動作時にオフ電流が上昇して、消費電力が上昇する。また、画素を表示する際にクロストークの原因にもなる。Ｓｉ系半導体材料を用いたトランジスタでは、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングされるが、有機トランジスタの場合は、インクジェット印刷法、ディスペンサを用いた印刷法等の印刷法によるパターニングが有望である。

特許文献１には、塗布対象面の所定位置に電荷を付与するとともに前記電荷と反対極性の電荷を塗布材料に付与してクーロン力により前記電荷を付与した材料を前記所定位置に導く方法、塗布対象面の所定位置に凹部を形成して塗布材料を塗布して前記凹部に堆積する方法、または、材料塗布後に溶媒を蒸発させてパターンを形成した後に当該パターンにレーザを照射して成形する方法を適宜組み合わせて有機トランジスタを作製する方法が開示されている。

また、特許文献２には、基板の表面にインデント領域を形成し、インデント領域に隣接して選択された場所の表面上へ液体材料を沈着することによってパターン化する方法が開示されている。

このとき、Ｓｉ系半導体材料と同様に、フォトレジストを塗布し、所望のパターンを露光、現像して、レジストパターンを形成し、これをエッチングマスクとしてエッチングを行い、レジストを剥離して、有機半導体層をパターニングすることは可能である。しかしながら、高分子半導体材料を用いる場合は、有機半導体層上にフォトレジストを塗布してパターン等を形成すると、トランジスタ特性が劣化することが十分に考えられる。これは、フォトレジストとして、ナフトキノンジアジドを感光基としたノボラック系樹脂を有機溶媒（例えば、キシレン、セロソルブ系溶剤等）に溶解させたもの等が使用されており、高分子半導体材料は、フォトレジストに含まれる有機溶媒により悪影響を受ける可能性が高いためである。

また、有機半導体材料として、ペンタセン等の結晶性分子を用いた場合、程度の差はあるものの、フォトリソグラフィー工程の後に、トランジスタ特性が劣化することがある。さらに、フォトリソグラフィー工程の後に、レジストを剥離する際に用いられる剥離液（例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエタノールアミン等）によりダメージを受けたり、剥離後の純水リンスの使用によりダメージを受けたりすることもある。

一方、印刷法は、パターンを直接描画できるため、材料使用率を格段に向上させることができる。このため、印刷法で有機半導体層をパターニングすることにより、製造プロセスの簡略化、歩留まりの向上、コストの低下を実現できる可能性がある。このとき、有機溶媒に可溶な高分子半導体材料は、有機半導体インクとして、高分子半導体溶液を調製することができるため、印刷法でパターニングすることが可能である。しかしながら、その印刷精度を考慮すると、５０μｍ以下のパターニングは難しく、フォトリソグラフィー以上の高精細化が困難である。

このような問題の解決策の一つとして、小滴化が挙げられるが、技術的に困難であり、さらに、安定性、吐出詰まり、吐出曲がり等を考慮すると、限界がある。したがって、更なる高精細化に向けて、特に、有機半導体層のパターニングに関して、印刷精度を向上させる工夫が必要となる。

ソース／ドレイン電極の形成方法に関して、特許文献３に、表面エネルギー差を利用したインクジェットパターニング方法が開示されている。この方法は、基板の表面を高エネルギー表面と低エネルギー表面にパターニングし、インクジェット印刷法により高エネルギー表面のみに電極を形成する方法であり、数μｍの精度でパターニングすることが可能である。

一方で、有機トランジスタの作製に関しては、以下の課題もある。Ａｇインク等を用いたインクジェット印刷法によりゲート電極を形成した有機トランジスタは、印刷精度を考慮すると、ゲート電極の細線化には限界があるため、ゲート電極とソース／ドレイン電極のオーバーラップ量が大きくなり、寄生容量の影響が増加する。また、有機トランジスタは、一般に、Ｓｉ系半導体材料を用いたトランジスタと比較すると、移動度が小さく、遮断周波数が非常に小さくなり、低速動作駆動になる。このため、有機トランジスタを高速動作させるためには、移動度を向上させるか、デバイスの構造を改善する必要がある。また、印刷法により形成されたゲート電極は、表面平滑性が低いために、ゲート絶縁膜不良が非常に起こりやすく、歩留まりの低下を引き起こす。したがって、大面積で均一なゲート絶縁膜を形成することが困難になり、本来の絶縁特性を得ることが難しい。
特開２００４−２９７０１１号公報 特開２００４−１４１８５６号公報 特開２００６−０６０１１３号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、有機半導体層を高精細にパターニングすることが可能な有機トランジスタ及び該有機トランジスタを有するアクティブマトリックス表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層が形成されている有機トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜は、高分子材料を含有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、開口部を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、前記有機半導体層は、印刷法を用いて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が形成されている前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極の開口部及び前記ドレイン電極の開口部の間に形成されており、且つ前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有機トランジスタにおいて、前記印刷法は、インクジェット印刷法又はディスペンス法であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の有機トランジスタにおいて、前記有機半導体層は、有機溶剤に可溶である有機半導体材料を含有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機トランジスタにおいて、前記ソース電極及び／又は前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁膜の表面エネルギーが増大した領域に形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の有機トランジスタにおいて、前記ゲート絶縁膜の表面エネルギーが増大した領域は、前記ゲート絶縁膜の紫外線が照射された領域であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機トランジスタにおいて、前記高分子材料は、ポリイミドであることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層が形成されている有機トランジスタを製造する方法において、前記ゲート絶縁膜は、高分子材料を含有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、開口部を有し、前記ゲート絶縁膜上に、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が形成されている前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極の開口部及び前記ドレイン電極の開口部の間に、前記有機半導体層を形成する工程を有し、前記有機半導体層を形成する際に、印刷法を用いることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、アクティブマトリックス表示装置において、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機トランジスタを有することを特徴とする。

本発明によれば、有機半導体層を高精細にパターニングすることが可能な有機トランジスタ及び該有機トランジスタを有するアクティブマトリックス表示装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

本発明の有機トランジスタは、基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体材料を含有する有機半導体層を有し、ソース電極及び／又はドレイン電極は、開口部を有する。これにより、有機半導体層を高精細にパターニングすることができる。このとき、ソース電極及びドレイン電極は、ゲート絶縁膜上に形成され、有機半導体層は、印刷法を用いて、ソース電極及びドレイン電極が形成されたゲート絶縁膜の開口部の少なくとも一部を含む領域に形成されていることが好ましい。なお、本発明の有機トランジスタは、表面に、後述する保護層が形成されていてもよい。

図１に、本発明の有機トランジスタの一例を示す。図１に示す有機トランジスタは、基板上に、ゲート電極が形成され、ゲート電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜上に、開口部を有するソース電極及び開口部を有するドレイン電極が形成され、ソース電極の開口部及びドレイン電極の開口部で挟まれた領域に、有機半導体層が形成されている。

本発明において、有機半導体層を形成する際には、直接パターニングが好適であることから、インクジェット印刷法、ディスペンス法等の印刷法を用いることが好ましい。なお、これらの印刷法を適用するためには、有機半導体材料を有機溶剤に溶解させた有機半導体インクを調製する必要がある。有機溶剤に可溶な有機半導体材料は、特に限定されず、有機溶剤に可溶な官能基を有する高分子、オリゴマー、低分子等を用いることができるが、例えば、構造式Ａ

で表される化合物を用いることができる。この化合物は、無配向性高分子材料であるが、成膜形状や成膜方法に関わらず、トランジスタ特性のバラツキが少ない。

図２に示すように、一般的なソース／ドレイン電極の形状の場合、印刷法を用いて、有機半導体インクを印刷しても、高精細なパターニングが困難であり、アライメントマージンを大きく取る必要がある（図３参照）。これは、有機半導体インクが着弾してからの広がり度合いを含めた着弾精度が低いためである。さらに、有機半導体インクは、表面エネルギーが高いソース／ドレイン電極上で広がりやすいために、有機半導体層の膜厚が非常に薄くなったり、あるいは、コーヒーステイン形状となったりするため、膜厚均一な膜や連続膜を形成しにくくなる。さらに、吐出曲がり等の不良や溶液変性による吐出速度のバラツキが大きいことにより、高精細にパターニングすることができない。

このような問題を解決するために、本発明においては、ソース電極及び／又はドレイン電極に開口部を設けるが、図４に示すように、ソース電極及びドレイン電極に開口部を設けることが好ましい。これにより、着弾した有機半導体インクの広がりを抑制することができる。さらに、開口部の底面に、表面エネルギーが低いゲート絶縁膜が存在することにより、有機半導体インクが弾かれやすくなり、有機半導体インクの広がりをさらに抑制することができる。このようにして、開口部の段差とゲート絶縁膜の表面エネルギーを用いることにより、有機半導体層を高精細にパターニングすることができる。なお、開口部の形状は、特に限定されず、図４に示す形状以外に、三角形、四角形、ひし形、コの字型等が挙げられる。

図５に示すように、対向するソース電極及びドレイン電極の間のチャネル領域に吐出された有機半導体インクは、着弾した地点から広がろうとするが、ソース電極及びドレイン電極の開口部の底面でせき止められる。したがって、有機半導体インクの着弾精度は、ソース電極の開口部及びドレイン電極の開口部の間隔により決定されることになる。さらに、有機半導体インクの広がりの制御が可能になるため、膜厚が不均一な膜や不連続膜を形成しにくくなる。これにより、有機半導体インクの濃度を低くすることができ、有機半導体材料の使用量を低減することができる。

本発明において、ソース電極及び／又はドレイン電極は、開口部を有するが、開口部の代わりに凹部を設けると、着弾した有機半導体インクの広がりを抑制する効果は弱くなる。これに対して、本発明の有機トランジスタは、開口部の底面に、表面エネルギーが低いゲート絶縁膜が存在することにより、有機半導体インクの広がりを抑制する効果が強くなることで印刷精度が向上し、印刷法を用いて、有機半導体層を高精細にパターニングすることが可能になる。さらに、ゲート電極とソース／ドレイン電極のオーバーラップ量を低減することができるため、絶縁不良の回避及びトランジスタの高速動作が可能になる。

本発明において、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を形成する際には、金属粒子を分散させた金属インクを用いることが好ましい。金属粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｉｎ、Ｓｎ等が挙げられ、単独又は二種以上混合して用いることができる。中でも、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉは、電気抵抗、熱伝導率、腐食の面から好ましい。金属インクは、平均粒子径が数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度の金属粒子を溶液中に均一に分散させることにより得られる。なお、このような金属粒子は、格段に低い温度で焼結することが知られている。これは、粒子径が小さくなるにつれ、活性の高い表面の金属原子の影響が大きくなることに起因している。このような金属インクは、インクジェット印刷法、ディスペンス法等の印刷法で印刷し、焼結することにより、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を直接描画することが可能となる。

このとき、印刷法を用いて、金属インクを印刷するためには、金属インクの物性を考慮する必要がある。例えば、表面張力や粘度が適していないと、吐出不能や吐出不良が発生し、丸い液滴になりにくく、さらに、リガメントが長くなる。そこで、金属インクは、表面張力が約３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、粘度が２〜１３ｍＰａ・秒であることが好ましく、７〜１０ｍＰａ・秒がさらに好ましい。さらに、金属インクを吐出する際に、溶媒が揮発し、金属粒子が塊となって固化しない程度の乾燥性も必要である。

また、ゲート電極及びソース／ドレイン電極の材料として導電性高分子を用いてもよい。導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリアセチレン等のポリマー、これらのポリマーにドーピングを施したもの等が挙げられる。中でも、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）の錯体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）は、電気伝導度、安定性、耐熱性等の面から好ましい。導電性高分子は、金属より電気特性や安定性で劣るが、重合度、構造により電気特性を改善できること、さらに、焼結を必要としないため、低温で形成できること等の利点がある。

本発明において、ゲート絶縁膜は、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリパラキシリレン等の高分子材料を含有することが好ましい。これにより、ゲート絶縁膜に紫外線を照射して、照射された領域の表面エネルギーを増大させることができる。その結果、印刷法を用いて、表面エネルギーを増大させた領域に、高精細なソース／ドレイン電極のパターンを直接描画することができる。さらに、表面エネルギーが小さいポリイミドを用いることにより、有機半導体層を高精細にパターニングすることが可能になる。紫外線で表面エネルギーを増大させることが可能な高分子材料としては、特許文献３に記載されている材料を用いることができる。

なお、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を形成する際に、シャドウマスク、フォトレジスト等を用いてもよい。

本発明において、基板としては、ガラス基板、フィルム基板等を用いることができる。

本発明の有機トランジスタは、以下のようにして、製造することができる。図１に示すように、基板上に、例えば、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷することによりゲート電極を形成し、さらに、ゲート電極上に、ポリイミドからなるゲート絶縁膜をスピンコート塗布する。次に、ゲート絶縁膜上に、フォトマスクを介して紫外線を照射し、開口部を有するソース電極及びドレイン電極を形成するためのパターンを形成する。形成されたパターン上に、例えば、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷することにより、ソース電極及びドレイン電極を形成する。最後に、インクジェット印刷法を用いて、有機半導体インクを、ソース電極及びドレイン電極の開口部間に印刷することにより、有機半導体層を形成する。

電界効果トランジスタの動作は、下式で示される。

Ｉ_ｄｓ＝Ｗ／２Ｌ×μ×Ｃ_ｉ×（Ｖ_ｇ−Ｖ_ｔｈ）^２ Ｃ_ｉ＝ε_０ε_ｒＳ／ｔここで、Ｉ_ｄｓは、ドレイン電流、Ｗは、チャネル幅、Ｌは、チャネル長、μは、移動度、Ｃ_ｉは、ゲート絶縁膜の静電容量、Ｖ_ｇは、ゲート電圧、Ｖ_ｔｈは、閾値電圧、ε_０は、真空の誘電率、ε_ｒは、ゲート絶縁膜の比誘電率、Ｓは、対向するソース／ドレイン電極の面積、ｔは、ゲート絶縁膜の膜厚を表す。

この式より、ドレイン電流Ｉ_ｄｓを大きくするためには、ゲート絶縁膜の静電容量Ｃ_ｉを大きくすればよいことがわかる。そして、Ｃ_ｉを大きくするためには、ゲート絶縁膜の比誘電率ε_ｒを大きくするか、Ｓを大きくするか、ｔを小さくすればよいことがわかる。このとき、ε_ｒは、ゲート絶縁膜の材料に依存し、Ｓは、画素サイズに制限される。このとき、本発明のトランジスタは、ソース電極及び／又はドレイン電極が開口部を有するため、前述したように、ゲート電極とのオーバーラップ量を低減することができる。その結果、ゲートリーク電流の減少に繋がり、ゲート絶縁膜の薄膜化、すなわち、ｔを小さくすることが可能になる。したがって、本発明の有機トランジスタは、ドレイン電流を大きくすることができる。

また、印刷法を用いて、金属インクでゲート電極を形成すると、一般に、コーヒーステイン現象等の影響により、ゲート電極の平坦化が困難になり、端部に凸部が形成される。さらに、このようなゲート電極の上に絶縁膜を形成すると、凸部に形成された絶縁膜の膜厚が薄くなり、絶縁不良となることがある。このとき、本発明の有機トランジスタは、ソース電極及び／又はドレイン電極が開口部を有するため、ゲート電極の凸部に形成された絶縁膜上に、ソース電極及び／又はドレイン電極の開口部を配置することにより、ゲート電極の凸部に形成された絶縁膜には電界が印加されなくなる。これにより、ゲート絶縁膜の初期不良を大幅に減少することができ、ゲート電極の凹凸によらずに良好な絶縁特性を得ることが可能になる。したがって、本発明の有機トランジスタは、歩留まり良く製造することができる。また、パーティクル等の影響による絶縁不良も回避することができる。

さらに、電界効果トランジスタの遮断周波数は、下式で示される。

ｆ_ｃ＝μ×Ｖ_ｄｓ／２π／Ｌ（Ｌ＋Ｄ）ここで、ｆ_ｃは、遮断周波数、μは、移動度、Ｖ_ｄｓは、ドレイン電圧、Ｌは、チャネル長、Ｄは、ゲート電極とのオーバーラップ幅を表す。

この式より、遮断周波数ｆ_ｃを大きくするためには、Ｄを小さくすればよいことがわかる。すなわち、寄生容量が小さくなれば、電界効果トランジスタの高速動作が可能になる。このとき、本発明の有機トランジスタは、ソース電極及び／又はドレイン電極が開口部を有するため、Ｄを小さくすることができるため、高速動作が可能である。

本発明のアクティブマトリックス表示装置は、本発明の有機トランジスタをアクティブ素子として用い、画素表示素子と組み合わせることにより、作製することができる。これにより、安価で、可撓性に優れた表示パネルが得られる。このとき、本発明の有機トランジスタを作製する際に、印刷法を用いて、有機半導体層の高精細なパターンを直接描画することができるため、製造プロセスの簡略化、歩留まりの向上、製造コストの低下を実現することが可能となる。

本発明のアクティブマトリックス表示装置は、以下のようにして、製造することができる。図４に示すように、基板（不図示）上に、例えば、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷することにより、ゲート電極（走査配線）を形成し、さらに、ゲート電極上に、ポリイミドからなるゲート絶縁膜（不図示）をスピンコート塗布する。次に、ゲート絶縁膜上に、フォトマスクを介して紫外線を照射し、開口部を有するソース電極及びドレイン電極を形成するためのパターンを形成する。形成されたパターン上に、例えば、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷することにより、ソース電極及びドレイン電極（信号配線）を形成する。さらに、インクジェット印刷法を用いて、有機半導体インクをソース電極及びドレイン電極の開口部間に印刷することにより、有機半導体層（不図示）を形成する。最後に、ＣＶＤ法を用いて、保護層（不図示）として、厚さ２０００ｎｍのポリパラキシリレン（パリレンＣ）膜を形成することにより、有機トランジスタ基板が得られる。

ポリパラキシリレンとしては、パリレンＣ、パリレン、パリレンＦ等が挙げられ、その特徴としては、有機材料系の中で、特に、水蒸気及びガスの透過性に優れていること、室温成膜が可能であり、段差被服性（ステップカバレッジ）が良好であること、電気特性に優れていること、有機溶剤、酸、アルカリに対する耐性を有することが挙げられる。なお、パリレンＣ膜は、体積抵抗率が１０^１６Ω・ｃｍ以上、絶縁破壊耐圧が２ＭＶ／ｃｍ以上の絶縁性を示す。さらに、誘電性に優れており、誘電損失が小さい（０．０２０（６０Ｈｚ）、０．０１９（１ｋＨｚ）、０．０１３（１ＭＨｚ））。

次に、対向基板上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を厚さ１００ｎｍ程度スパッタ成膜した後に、ポリイミドをスピンコート塗布し、ラビングすることによって、厚さ２００ｎｍ程度の配向膜を形成する。配向処理した後、シリカスペーサーを介して、有機トランジスタ基板と接合し、ギャップ間に液晶性材料を封入することにより、液晶パネルが得られる。

このとき、ギャップ間に、液晶性材料の代わりにマイクロカプセル型電気泳動素子を封入することにより、電気泳動表示パネルが得られる。また、画素表示素子として、有機ＥＬ素子を形成し、大気遮蔽シールドを配置させることにより、有機ＥＬパネルが得られる。

以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されて解釈されるものではない。
（実施例１） ガラス基板上に、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷し、２８０℃で焼結させることにより、膜厚１００ｎｍ、ライン幅１００μｍのゲート電極を形成した。

ゲート電極上に、ポリアミド酸をスピンコート塗布し、２８０℃で加熱処理することにより、膜厚４００ｎｍのゲート絶縁膜を形成した。

ゲート絶縁膜上に、ＵＶランプを用い、フォトマスクを介して、紫外線を照射量７Ｊ／ｃｍ^２で照射し、開口部を有する表面エネルギーが高いパターンを形成した。

パターン上に、インクジェット印刷法を用いて、Ａｇ粒子が分散したＡｇインクを印刷し、２８０℃で焼結させることにより、ソース／ドレイン電極を形成した。なお、ソース／ドレイン電極間距離（チャネル長）は、５μｍであった。

インクジェット印刷法を用いて、有機半導体インクを、ソース／ドレイン電極の開口部間に印刷し、図１に示す有機トランジスタを作製した。なお、有機半導体としては、構造式Ａで表される無配向性高分子材料を用いた。（比較例１） 開口部を有する表面エネルギーが高いパターンの代わりに、開口部を有さない表面エネルギーが高いパターンを形成した以外は、実施例１と同様に有機トランジスタを作製した。（評価方法及び評価結果） 半導体パラメータアナライザ４１４５Ｂ（ＨＰ社製）を使用して、実施例１及び比較例１の有機トランジスタ静特性を評価した。なお、トランジスタ静特性を評価する際には、Ｖ_ｄｓ＝−２０Ｖを印加し、Ｖ_ｇを２０Ｖ〜−２０Ｖに０.５Ｖステップで走査した。

図６に、実施例１の有機トランジスタのトランジスタ静特性を示す。図６より、オン電流は、２．２×１０^−７Ａ（Ｖ_ｇ＝−２０Ｖ）であり、オフ電流は、１．０×１０^−１０Ａ（Ｖ_ｇ＝０Ｖ）であることがわかる。したがって、オンオフ比は、２．２×１０^３であり、良好なトランジスタ静特性が得られた。

図７に、ゲート絶縁膜の故障分布（絶縁不良分布）を示す。図７より、実施例１の有機トランジスタは、比較例１の有機トランジスタに比べて、絶縁不良が減少することがわかり、特に、ゲート絶縁膜の初期不良を低減することがわかる。

パルスジェネレーター及びオシロスコープを使用して、実施例１及び比較例１の有機トランジスタ動特性を評価した。なお、トランジスタ動特性を評価する際には、Ｖ_ｄｓ＝−５Ｖを印加し、Ｖ_ｇにデューティー比５０％の矩形波を与えた（０Ｖ〜−５Ｖ）。

図８に、有機トランジスタのトランジスタ動特性を示す。図８より、実施例１の有機トランジスタの遮断周波数が９００Ｈｚであることがわかり、比較例１の有機トランジスタの遮断周波数１００Ｈｚに比べて、良好なトランジスタ動特性が得られた。

本発明の有機トランジスタの一例を示す断面図である。 一般的なソース／ドレイン電極の形状を示す図である。 図２のソース／ドレイン電極に形成される有機半導体層を説明する図である。 本発明のソース／ドレイン電極の形状を示す図である。 図４のソース／ドレイン電極に形成される有機半導体層を説明する図である。 実施例１の有機トランジスタのトランジスタ静特性を示す図である。 有機トランジスタのゲート絶縁膜の故障分布を示す図である。 有機トランジスタのトランジスタ動特性を示す図である。

Claims (8)

1. 基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層が形成されている有機トランジスタにおいて、
   前記ゲート絶縁膜は、高分子材料を含有し、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、開口部を有し、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁膜上に形成されており、
   前記有機半導体層は、印刷法を用いて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が形成されている前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極の開口部及び前記ドレイン電極の開口部の間に形成されており、且つ前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成されていることを特徴とする有機トランジスタ。
2. 前記印刷法は、インクジェット印刷法又はディスペンス法であることを特徴とする請求項１に記載の有機トランジスタ。
3. 前記有機半導体層は、有機溶剤に可溶である有機半導体材料を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機トランジスタ。
4. 前記ソース電極及び／又は前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁膜の表面エネルギーが増大した領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
5. 前記ゲート絶縁膜の表面エネルギーが増大した領域は、前記ゲート絶縁膜の紫外線が照射された領域であることを特徴とする請求項４に記載の有機トランジスタ。
6. 前記高分子材料は、ポリイミドであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
7. 基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層が形成されている有機トランジスタを製造する方法において、
   前記ゲート絶縁膜は、高分子材料を含有し、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、開口部を有し、
   前記ゲート絶縁膜上に、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程と、
   前記ソース電極及び前記ドレイン電極が形成されている前記ゲート絶縁膜上の前記ソース電極の開口部及び前記ドレイン電極の開口部の間に、前記有機半導体層を形成する工程を有し、
   前記有機半導体層を形成する際に、印刷法を用いることを特徴とする有機トランジスタの製造方法。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機トランジスタを有することを特徴とするアクティブマトリックス表示装置。

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