JP2007128946A - Organic transistor and method of manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置に用いる有機トランジスタおよびその製造方法に関する。
さらに詳しくは、印刷法でプラスチックフィルム基材に形成する有機トランジスタおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to an organic transistor used in a display device and a manufacturing method thereof.
More specifically, the present invention relates to an organic transistor formed on a plastic film substrate by a printing method and a manufacturing method thereof.
各種半導体装置のうち、液晶表示装置や、電界発光表示装置、電気泳動型表示装置のアクティブマトリックス基板は、絶縁性を有する基板の表面に、フォトリソグラフィーなどの方法を用いて薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記述する）を形成する。
一般的にＴＦＴを作製する際の金属、半導体および絶縁体を成膜する工程は、高温処理を伴うため、使用する基板には耐熱性が必要であり、石英ガラスや耐熱ガラスが用いられている。
Among various semiconductor devices, active matrix substrates of liquid crystal display devices, electroluminescent display devices, and electrophoretic display devices are thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) on the surface of an insulating substrate using a method such as photolithography. Form).
In general, a process of forming a metal, a semiconductor, and an insulator when manufacturing a TFT involves high-temperature treatment, and thus a substrate to be used needs to have heat resistance, and quartz glass or heat-resistant glass is used. .
これらの表示装置の応用例として、携帯機器や大型壁掛テレビへの利用が注目されている。
現在、ＴＦＴの基板として用いられている石英ガラスや耐熱ガラスは、耐熱性に優れるが重く割れやすい欠点がある。
ＴＦＴを軽量化、薄型化するために、ガラス基板などに代えて、プラスチックフィルムを基板として用いたＴＦＴの作製が試みられている。
As an application example of these display devices, use for portable devices and large-sized wall-mounted televisions has attracted attention.
At present, quartz glass and heat-resistant glass used as a substrate for TFT are excellent in heat resistance but have a drawback of being heavy and easily broken.
In order to make the TFT lighter and thinner, an attempt has been made to produce a TFT using a plastic film as a substrate instead of a glass substrate.
ＴＦＴの作製工程には、４００℃から５００℃程度の熱がかかる工程が存在する。
一方、一般的なプラスチックのガラス転移温度（Ｔｇ）は２００℃以下である。
The TFT manufacturing process includes a process in which heat of about 400 ° C. to 500 ° C. is applied.
On the other hand, the glass transition temperature (Tg) of a general plastic is 200 ° C. or less.
プラスチックフィルムに熱をかけずにＴＦＴを形成する方法として、ガラス基板上にＴＦＴを形成した後に、ガラス基板からプラスチックフィルムにＴＦＴを転写する方法が考案されているが、プラスチックフィルムに直接ＴＦＴを作製する方法と比較して製造方法が複雑となりコストが高くなる欠点がある。 As a method of forming TFTs without applying heat to the plastic film, a method has been devised in which TFTs are formed on a glass substrate and then transferred from the glass substrate to the plastic film. Compared with the method, the manufacturing method is complicated and the cost is high.
プラスチックフィルム上に、安価な製造コストで、比較的低温な工程を用いてフレキシブルなＴＦＴを形成する方法として、印刷法で有機トランジスタを形成する試みがなされている。 Attempts have been made to form organic transistors by a printing method as a method for forming flexible TFTs on a plastic film by using a relatively low temperature process at a low manufacturing cost.
有機トランジスタの用いる有機半導体はＳｉ系の無機半導体と比較して、プラスチック基板上に比較的低温で容易かつ安い製造コストで形成することができるが、有機半導体は酸素や水分の影響を受け易く、耐薬品性に劣る。 The organic semiconductor used by the organic transistor can be formed on a plastic substrate at a relatively low temperature and at a low production cost compared to a Si-based inorganic semiconductor, but the organic semiconductor is easily affected by oxygen and moisture. Poor chemical resistance.
特に、表示装置に用いる有機トランジスタにおいては、有機半導体上に表示素子を形成する必要があり、表示素子を形成する製造工程中や、作製した表示デバイスを動作させるときにも、表示素子が有機半導体に物理的、化学的悪影響を与え、有機トランジスタの特性を劣化させる恐れがある。 In particular, in an organic transistor used in a display device, it is necessary to form a display element on an organic semiconductor, and the display element is an organic semiconductor during the manufacturing process for forming the display element and when the manufactured display device is operated. This may have a physical and chemical adverse effect on the organic transistor and may deteriorate the characteristics of the organic transistor.
有機半導体の特性劣化を防ぐために、ポリビニルアルコール（封止層）水溶液を有機半導体上に塗布することが報告されている。（特許文献１参照） In order to prevent deterioration of the characteristics of the organic semiconductor, it has been reported that an aqueous solution of polyvinyl alcohol (sealing layer) is applied on the organic semiconductor. (See Patent Document 1)
しかしながら、ポリビニルアルコール水溶液による封止方法を用いた場合、封止を行う際の有機半導体の特性劣化が問題となっている。
また、ポリビニルアルコール封止層を形成した有機半導体の、経時での特性劣化が確認されている。
However, when a sealing method using a polyvinyl alcohol aqueous solution is used, deterioration of the characteristics of the organic semiconductor during sealing is a problem.
Moreover, the characteristic deterioration with time of the organic semiconductor in which the polyvinyl alcohol sealing layer is formed has been confirmed.
本発明の課題は、有機半導体の封止層形成時、および、封止層形成後に特性劣化が起こらない有機トランジスタおよびその製造方法を提供するものである。 An object of the present invention is to provide an organic transistor in which characteristic deterioration does not occur when forming a sealing layer of an organic semiconductor and after forming the sealing layer, and a method for manufacturing the same.
請求項１に記載の発明は、有機半導体を覆うようにして第１の封止層が設けられ、該第１の封止層を覆うようにして第２の封止層が設けられたトランジスタであって、
前記第１の封止層が、体積抵抗が１×１０１２Ωｃｍ以上の含フッ素化合物からなることを特徴とする有機トランジスタである。
第１の封止層材料は有機半導体と接することから、有機半導体へダメージを与えない材料が良く、含フッ素化合物が好適である。
また、体積抵抗が１×１０１２Ωｃｍ以上であれば、１．２×１０４以上の良好なＯＮ／ＯＦＦ比を保持する有機トランジスタが得られる（図３参照）。
The invention according to claim 1 is a transistor in which a first sealing layer is provided so as to cover an organic semiconductor, and a second sealing layer is provided so as to cover the first sealing layer. There,
In the organic transistor, the first sealing layer is made of a fluorine-containing compound having a volume resistance of 1 × 10 12 Ωcm or more.
Since the first sealing layer material is in contact with the organic semiconductor, a material that does not damage the organic semiconductor is preferable, and a fluorine-containing compound is preferable.
In addition, when the volume resistance is 1 × 10 12 Ωcm or more, an organic transistor having a good ON / OFF ratio of 1.2 × 10 4 or more can be obtained (see FIG. 3).
請求項２に記載の発明は、前記第２の封止層が、電磁波硬化樹脂、熱硬化樹脂、2液硬化樹脂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である。
第２の封止層に電磁波硬化樹脂、熱硬化樹脂、2液硬化樹脂を用いることにより、有機半導体を酸素や水蒸気から保護することができる。
また、第２の封止層に電磁波硬化樹脂、熱硬化樹脂、2液硬化樹脂を用いることにより、有機半導体上に表示素子を作製する際の物理的ダメージから、有機半導体を保護することができる。
The invention according to claim 2 is the organic transistor according to claim 1, wherein the second sealing layer is an electromagnetic wave curable resin, a thermosetting resin, or a two-component curable resin.
By using an electromagnetic wave curable resin, a thermosetting resin, or a two-component curable resin for the second sealing layer, the organic semiconductor can be protected from oxygen and water vapor.
Further, by using an electromagnetic wave curable resin, a thermosetting resin, or a two-component curable resin for the second sealing layer, the organic semiconductor can be protected from physical damage when a display element is formed on the organic semiconductor. .
請求項３に記載の発明は、前記有機半導体が、プラスチックフィルム基板上に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機トランジスタである。 A third aspect of the present invention is the organic transistor according to the first or second aspect, wherein the organic semiconductor is formed on a plastic film substrate.
請求項４に記載の発明は、有機半導体を覆うように第１の封止層を形成する第１の封止層形成工程と、前記第１の封止層を覆うように第２の封止層を形成する第２の封止層形成工程を有するトランジスタの製造方法であって、
前記第１の封止層形成工程が、含フッ素系の溶媒に前記第一の封止層を溶解して、前記有機半導体上に塗布法もしくは印刷法により形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法である。
The invention according to claim 4 is a first sealing layer forming step of forming a first sealing layer so as to cover the organic semiconductor, and a second sealing so as to cover the first sealing layer. A method for manufacturing a transistor including a second sealing layer forming step of forming a layer,
The first sealing layer forming step includes dissolving the first sealing layer in a fluorine-containing solvent and forming the first sealing layer on the organic semiconductor by a coating method or a printing method. It is a manufacturing method.
本発明では、有機半導体直上に、体積抵抗が１×１０１２Ωｃｍ以上の、有機半導体と接しても有機半導体へダメージを与えない含フッ素化合物からなる第１の封止層を形成し、また、第１の封止層の上に、酸素および水蒸気バリア性を保持する第２の封止層を形成することにより、封止層形成時、および、封止層形成後に特性劣化が起こらない有機トランジスタおよびその製造方法を提供するものである。 In the present invention, a first sealing layer made of a fluorine-containing compound that has a volume resistance of 1 × 10 12 Ωcm or more and does not damage the organic semiconductor even when in contact with the organic semiconductor is formed directly on the organic semiconductor, By forming a second sealing layer that retains oxygen and water vapor barrier properties on the first sealing layer, an organic transistor that does not deteriorate in characteristics when the sealing layer is formed and after the sealing layer is formed And a manufacturing method thereof.
本発明の有機トランジスタの形成例を、図１を基に説明する。 An example of forming the organic transistor of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、絶縁基板１上にゲート電極２を形成する。（図１（ａ）） First, the gate electrode 2 is formed on the insulating substrate 1. (Fig. 1 (a))
絶縁基板１の材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、シクロオレフィンポリマー、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などの材料を用いることができ、これらの樹脂を組み合わせたポリマーアロイや、２種以上積層した物でも良い。 Materials for the insulating substrate 1 include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, cellulose triacetate, cycloolefin polymer, polyolefin A material such as polyvinyl chloride, liquid crystal polymer, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, or silicone resin can be used, and a polymer alloy obtained by combining these resins or a laminate of two or more of them may be used.
ゲート電極２の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｇなどの金属ペーストや、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎの金属からなるナノ粒子、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎの金属から選択される２種類以上の金属からなる合金のナノ粒子、ポリアニリン、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン、ポリピロールなどの導電性高分子とドーパントを用いることができる。 As the material of the gate electrode 2, metal paste such as Al, Cr, Mo, Cu, Au, Pt, Pd, Fe, Mn, Ag, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Co, Fe, Al, etc. , Mn metal nanoparticles, or alloy nanoparticles of two or more metals selected from Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Co, Fe, Al, Mn metals, polyaniline, Conductive polymers such as poly3,4-ethylenedioxythiophene and polypyrrole and dopants can be used.
ゲート電極２の形成方法としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｇなどの金属をＰＶＤやＣＶＤで製膜した後に、フォトリソグラフィーなどでパターン形成する方法を用いることができる。 As a method for forming the gate electrode 2, a metal such as Al, Cr, Mo, Cu, Au, Pt, Pd, Fe, Mn, and Ag is formed by PVD or CVD, and then a pattern is formed by photolithography or the like. Can be used.
また、金属ペースト、金属ナノ粒子分散液、導電性高分子溶液などを印刷する方法を用いることもできる。
印刷方法は凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、反転オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法、熱転写印刷法、ディスペンサ法などを用いることができる。
Alternatively, a method of printing a metal paste, a metal nanoparticle dispersion, a conductive polymer solution, or the like can be used.
As a printing method, a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a reverse offset printing method, a screen printing method, an ink jet method, a thermal transfer printing method, a dispenser method, and the like can be used.
次に、ゲート電極２上に、ゲート絶縁膜３を積層する。（図１（ｂ）） Next, the gate insulating film 3 is laminated on the gate electrode 2. (Fig. 1 (b))
ゲート絶縁膜３の材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリ弗化ビニリデン、シアノエチルプルラン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、アクリル樹脂、およびこれらの樹脂のポリマーアロイや共重合体を用いることができる。 The material of the gate insulating film 3 is polyimide, polyamide, polyester, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyurethane, polysulfone, polyvinylidene fluoride, cyanoethyl pullulan, epoxy resin, phenol resin, benzocyclobutene resin, acrylic resin. , And polymer alloys and copolymers of these resins can be used.
ゲート絶縁膜３の形成方法としては、凸版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷等の印刷法や、スプレーコート法、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、リバースグラビアコート法、バーコート法、ディップコート法、ブレードコート法等の塗布法を用いることができる。 The gate insulating film 3 can be formed by printing methods such as letterpress printing, reverse offset printing, ink jet printing, screen printing, spray coating, spin coating, die coating, roll coating, and reverse gravure coating. Application methods such as a bar coating method, a dip coating method, and a blade coating method can be used.
次に、ゲート絶縁膜３上にソース電極４およびドレイン電極５を形成する。（図（ｃ）） Next, the source electrode 4 and the drain electrode 5 are formed on the gate insulating film 3. (Figure (c))
ソース電極４およびドレイン電極５の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｇなどの金属ペーストや、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎの金属からなるナノ粒子、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎの金属から選択される２種類以上の金属からなる合金のナノ粒子、ポリアニリン、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン、ポリピロールなどの導電性高分子とドーパントを用いることができる。 As the material of the source electrode 4 and the drain electrode 5, metal paste such as Al, Cr, Mo, Cu, Au, Pt, Pd, Fe, Mn, Ag, Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Co , Fe, Al, Mn nanoparticles, or alloys of two or more metals selected from Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ni, Co, Fe, Al, Mn metals Conductive polymers and dopants such as particles, polyaniline, poly3,4-ethylenedioxythiophene, and polypyrrole can be used.
ソース電極４およびドレイン電極５の形成方法としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｇなどの金属をＰＶＤやＣＶＤで製膜した後に、フォトリソグラフィーなどでパターン形成する方法を用いることができる。 As a method of forming the source electrode 4 and the drain electrode 5, a metal such as Al, Cr, Mo, Cu, Au, Pt, Pd, Fe, Mn, and Ag is formed by PVD or CVD, and then patterned by photolithography or the like. The forming method can be used.
また、金属ペースト、金属ナノ粒子分散液、導電性高分子溶液などを印刷する方法を用いることもできる。
印刷方法は凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、反転オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法、熱転写印刷法、ディスペンサ法などを用いることができる。
Alternatively, a method of printing a metal paste, a metal nanoparticle dispersion, a conductive polymer solution, or the like can be used.
As a printing method, a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a reverse offset printing method, a screen printing method, an ink jet method, a thermal transfer printing method, a dispenser method, and the like can be used.
次に、ソース電極４およびドレイン電極５に電気的に接続するようにゲート絶縁膜３上に、有機半導体４を積層する。（図１（ｄ）） Next, the organic semiconductor 4 is stacked on the gate insulating film 3 so as to be electrically connected to the source electrode 4 and the drain electrode 5. (Fig. 1 (d))
有機半導体４の材料としては、π共役ポリマーが広く用いられ、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリアリルアミン類、フルオレン類、ポリカルバゾール類、ポリインドール類、ポリフェニレンビニレン類などを用いることができる。
また、有機溶媒への溶解性を有する低分子物質、例えば、ペンタセンなどの多環芳香族の誘導体、フタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体、テトラチアフルバレン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、フラーレン類、カーボンナノチューブ類などを用いても良い。
As the material of the organic semiconductor 4, π-conjugated polymers are widely used. For example, polypyrroles, polythiophenes, polyanilines, polyallylamines, fluorenes, polycarbazoles, polyindoles, polyphenylene vinylenes, and the like are used. it can.
In addition, low-molecular substances having solubility in organic solvents, for example, polycyclic aromatic derivatives such as pentacene, phthalocyanine derivatives, perylene derivatives, tetrathiafulvalene derivatives, tetracyanoquinodimethane derivatives, fullerenes, carbon nanotubes Etc. may be used.
有機半導体４の形成方法としては、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット法、熱転写印刷法、ディスペンサ法などを用いることができる。 As a method for forming the organic semiconductor 4, a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a reverse offset printing method, an ink jet method, a thermal transfer printing method, a dispenser method, and the like can be used.
次に、有機半導体４を覆うように第１の封止層７を形成する。（図１（ｅ）） Next, the first sealing layer 7 is formed so as to cover the organic semiconductor 4. (Fig. 1 (e))
第１の封止層７の材料としては、含フッ素アクリル樹脂、含フッ素ポリイミドなどの縮合系含フッ素ポリマー、含フッ素エーテルポリマー、含フッ素環状エーテルポリマーなどを用いることができる。
これらは、全フッ素置換されたペルフルオロ体でもよく、フッ素置換残部を塩素などで置換したものでもよい。
さらにトリフロロメタン置換基などを有していてもよい。
As a material for the first sealing layer 7, a condensed fluorine-containing polymer such as a fluorine-containing acrylic resin or fluorine-containing polyimide, a fluorine-containing ether polymer, a fluorine-containing cyclic ether polymer, or the like can be used.
These may be perfluoro compounds substituted with all fluorine, or may be those obtained by replacing the fluorine substitution residue with chlorine or the like.
Further, it may have a trifluoromethane substituent.
上記材料を溶解する溶媒としては、フッ素化デカリン、フッ素化シクロヘキサン、フッ素化ヘキサン、フッ素化オクタン、フッ素化デカン等の含フッ素脂肪族炭化水素類、または、フッ素化トリペンチルアミン、フッ素化トリブチルアミン、フッ素化トリプロピルアミン等の含フッ素アルキルアミン類、または、２−ブチルテトラヒドロフラン等の含フッ素環状エーテルなどの含フッ素有機溶媒を用いることができる。
これらは全フッ素置換されたペルフルオロ体でもよく、フッ素置換残部を塩素などで置換したものでもよい。
また、これらを２種以上混合して使用してもよい。
Solvents for dissolving the above materials include fluorinated aliphatic hydrocarbons such as fluorinated decalin, fluorinated cyclohexane, fluorinated hexane, fluorinated octane, and fluorinated decane, or fluorinated tripentylamine and fluorinated tributylamine. Fluorine-containing organic solvents such as fluorine-containing alkylamines such as fluorinated tripropylamine or fluorine-containing cyclic ethers such as 2-butyltetrahydrofuran can be used.
These may be perfluoro compounds substituted with all fluorine, or may be those obtained by replacing the fluorine substitution residue with chlorine or the like.
Moreover, you may use these in mixture of 2 or more types.
第１の封止層７の形成方法としては、凸版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、リバースグラビアコート法、バーコート法、ディップコート法、ブレードコート法、ラミネート法を用いることができる。 As a method for forming the first sealing layer 7, a relief printing method, a reverse offset printing method, an ink jet printing method, a screen printing method, a spray coating method, a spin coating method, a die coating method, a roll coating method, a reverse gravure coating method, A bar coating method, a dip coating method, a blade coating method, or a laminating method can be used.
第１の封止層７は、５０ｎｍから５０００ｎｍ程度の膜厚に形成するが、これに限定するものではない。 Although the 1st sealing layer 7 is formed in the film thickness of about 50 nm to 5000 nm, it is not limited to this.
第１の封止層７は、有機半導体４に接することから、絶縁性が必要である。
第１の封止層７の体積抵抗は、１０１２Ωｃｍ以上が好ましく、より好ましくは１０１４Ωｃｍ以上、さらに好ましくは１０１６Ωｃｍ以上である。
第１の封止層７の体積抵抗が１０１２Ωｃｍより小さいと、有機半導体４に接している第１の封止層７にソース電極４およびドレイン電極５の間にオフ電流が生じてしまう。
Since the first sealing layer 7 is in contact with the organic semiconductor 4, it needs insulation.
The volume resistance of the first sealing layer 7 is preferably 10 12 Ωcm or more, more preferably 10 14 Ωcm or more, and further preferably 10 16 Ωcm or more.
When the volume resistance of the first sealing layer 7 is smaller than 10 12 Ωcm, an off-current is generated between the source electrode 4 and the drain electrode 5 in the first sealing layer 7 in contact with the organic semiconductor 4.
次に、第１の封止層７上に第２の封止層８を形成する。（図１（ｆ）） Next, the second sealing layer 8 is formed on the first sealing layer 7. (Fig. 1 (f))
第２の封止層８の材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリ弗化ビニリデン、シアノエチルプルラン、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂や、これらの樹脂のポリマーアロイや共重合体を用いることができる。
また、可視光やＵＶ、ＥＢなどの電磁波によって硬化させる可視光硬化樹脂、ＵＶ硬化樹脂、ＥＢ硬化樹脂もしくは、熱によって硬化する熱硬化樹脂を用いることもできる。
The material of the second sealing layer 8 includes polyimide, polyamide, polyester, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyurethane, polysulfone, polyvinylidene fluoride, cyanoethyl pullulan, epoxy resin, benzocyclobutene resin, phenol resin. Acrylic resins and polymer alloys and copolymers of these resins can be used.
Further, a visible light curable resin, a UV curable resin, an EB curable resin, or a thermosetting resin curable by heat can be used.
第２の封止層８の形成方法としては、凸版印刷法、反転オフセット印刷法、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、スピンコート法、ダイコート法、ロールコート法、リバースグラビアコート法、バーコート法、ディップコート法、ブレードコート法、ディスペンサ法などにより、上記材料を第１の封止層１上に塗工した後、可視光やＵＶ、ＥＢなどの電磁波、および、熱によって硬化させる方法を用いることができる。 As a method for forming the second sealing layer 8, a relief printing method, a reverse offset printing method, an ink jet printing method, a screen printing method, a spray coating method, a spin coating method, a die coating method, a roll coating method, a reverse gravure coating method, After the above material is coated on the first sealing layer 1 by a bar coating method, a dip coating method, a blade coating method, a dispenser method, etc., it is cured by electromagnetic waves such as visible light, UV, EB, and heat. The method can be used.
第２の封止層８は、例えば１μｍから５０μｍ程度の膜厚に形成するが、これに限定するものではない。 The second sealing layer 8 is formed to a thickness of about 1 μm to 50 μm, for example, but is not limited thereto.
第２の封止層８上に表示体９を形成して表示装置（図２）を作製した場合、第１の封止層７および第２の封止層８は、層間絶縁膜としても機能する。 When the display device 9 is formed on the second sealing layer 8 to produce a display device (FIG. 2), the first sealing layer 7 and the second sealing layer 8 also function as an interlayer insulating film. To do.
まず、ポリイミドフィルムに銀電極インク（真空冶金社製Ａｇナノメタルインク：Ａｌｄｒｉｃｈ社製ポリエチレングリコール＝８：１）をフレキソ印刷で印刷し、１５０℃の熱処理を行い、ゲート電極を形成した。
次に、ゲート電極を覆うようにゲート絶縁剤インク（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ポリビニルフェノールのＩＰＡ溶液）をダイコート法にて塗布し、１８０℃の熱処理を行ってゲート絶縁膜を形成した。
次に、ゲート絶縁膜上に銀ペーストをスクリーン印刷し、１５０℃の熱処理を行ってソース電極およびドレイン電極を形成した。
さらに、９，９−ジオクチルフルオレンコビチオフェン溶液をインクジェット印刷し、有機半導体を形成した。
次に、有機半導体上にフッ素樹脂（旭硝子社製サイトップＣＴＬ−８０９Ｍ）をディスペンサで滴下し、真空下、９０℃で１時間乾燥させて第１の封止層を形成した。
最後に、可視光硬化性樹脂（スリーボンド社製、３１７０Ｂ）をディスペンサで滴下し、光硬化させて第２の封止層を形成し、有機トランジスタを得た。
First, silver electrode ink (Ag nanometal ink manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd .: polyethylene glycol = 8: 1 manufactured by Aldrich Co., Ltd.) was printed on the polyimide film by flexographic printing, and heat treatment at 150 ° C. was performed to form a gate electrode.
Next, a gate insulating ink (IPA solution of polyvinylphenol manufactured by Aldrich) was applied by a die coating method so as to cover the gate electrode, and heat treatment at 180 ° C. was performed to form a gate insulating film.
Next, a silver paste was screen-printed on the gate insulating film, and heat treatment at 150 ° C. was performed to form a source electrode and a drain electrode.
Furthermore, 9,9-dioctylfluorenecobithiophene solution was inkjet-printed to form an organic semiconductor.
Next, a fluororesin (Cytop CTL-809M manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was dropped on the organic semiconductor with a dispenser and dried at 90 ° C. for 1 hour under vacuum to form a first sealing layer.
Finally, a visible light curable resin (manufactured by Three Bond, 3170B) was dropped with a dispenser and photocured to form a second sealing layer, whereby an organic transistor was obtained.
実施例１の素子を、４０℃相対湿度９０％雰囲気中に１００時間保存した。 The device of Example 1 was stored in an atmosphere of 40 ° C. and 90% relative humidity for 100 hours.
＜比較例１＞
第１の封止層と第２の封止層を形成しない他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
<Comparative Example 1>
An element was produced in the same manner as in Example 1 except that the first sealing layer and the second sealing layer were not formed, and the same processing as in Example 2 was performed and evaluated.
＜比較例２＞
第１の封止層をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とした他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
なお、第１の封止層は、ＰＶＡ水溶液（クラレ社製ポバール２０５の水溶液）をディスペンサで塗布し真空下９０℃で１時間乾燥させて形成した。
<Comparative example 2>
An element was produced in the same manner as in Example 1 except that the first sealing layer was PVA (polyvinyl alcohol), and the same treatment as in Example 2 was performed for evaluation.
The first sealing layer was formed by applying a PVA aqueous solution (aqueous solution of Poval 205 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) with a dispenser and drying at 90 ° C. for 1 hour under vacuum.
＜比較例３＞
第１の封止層としてＰＶＰ（ポリビニルフェノール）を用いた他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
なお、第１の封止層は、ＰＶＰ溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ社製ＰＶＰの２−ｂｕｔｈａｎｏｌ溶液）をディスペンサで塗布し真空中９０℃で１時間乾燥させて第１の封止層を形成した。
<Comparative Example 3>
An element was produced in the same manner as in Example 1 except that PVP (polyvinylphenol) was used as the first sealing layer, and the same treatment as in Example 2 was performed for evaluation.
The first sealing layer was formed by applying a PVP solution (PVP 2-butanol solution of PVP manufactured by Aldrich) with a dispenser and drying in a vacuum at 90 ° C. for 1 hour.
＜比較例４＞
第１の封止層として可視光硬化性樹脂を用いた他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
なお、第１の封止層は、可視光硬化性樹脂（スリーボンド社製可視光硬化性樹脂、３１７０Ｂ）をディスペンサで塗布し光硬化させて形成した。
<Comparative example 4>
An element was produced in the same manner as in Example 1 except that a visible light curable resin was used as the first sealing layer, and the same treatment as in Example 2 was performed for evaluation.
Note that the first sealing layer was formed by applying a visible light curable resin (visible light curable resin, 3170B, manufactured by Three Bond Co., Ltd.) with a dispenser and photocuring it.
＜比較例５＞
第１の封止層としてメトキシメチル化ナイロンを用いた他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
なお、第１の封止層は、メトキシメチル化ナイロン溶液（ナガセケムテックス社製、メトキシメチル化ナイロン）をディスペンサで塗布し真空下９０℃で１時間乾燥させて形成した。
<Comparative Example 5>
An element was prepared in the same manner as in Example 1 except that methoxymethylated nylon was used as the first sealing layer, and the same treatment as in Example 2 was performed for evaluation.
The first sealing layer was formed by applying a methoxymethylated nylon solution (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, methoxymethylated nylon) with a dispenser and drying at 90 ° C. for 1 hour under vacuum.
＜比較例６＞
第１の封止層としてフッ素樹脂を用いた他は、実施例１と全く同様に素子を作製し、実施例２と同様の処理を行い評価した。
なお、第１の封止層は、フッ素樹脂のフッ素系溶媒溶液（住友スリーエム社製、ノベックＥＧＣ−１７００ 体積抵抗値１０１０Ωｃｍ）をディスペンサで塗布し真空下９０℃で１時間乾燥させて形成した。
<Comparative Example 6>
An element was produced in the same manner as in Example 1 except that a fluororesin was used as the first sealing layer, and the same treatment as in Example 2 was performed for evaluation.
The first sealing layer is formed by applying a fluorine-based solvent solution of fluororesin (manufactured by Sumitomo 3M, Novec EGC-1700 volume resistance value 10 10 Ωcm) with a dispenser and drying at 90 ° C. under vacuum for 1 hour. did.
作製した有機トランジスタをＫｅｉｔｈｋｅｙ社製の半導体パラメータアナライザーＳＣＳ４２００を用いて測定することにより、Ｉ−Ｖ特性を求め、封止と有機トランジスタ特性の関係を確認した。
周知の方法により得た、有機トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ比、Ｉ−Ｖカーブの飽和領域から算出した電界効果移動度を表１に示した。
Table 1 shows the field effect mobility calculated from the ON / OFF ratio of the organic transistor and the saturation region of the IV curve obtained by a known method.
本発明の有機トランジスタおよびその製造方法は、液晶表示装置、電気泳動型表示装置、電界発光表示装置などの表示デバイスや圧力センサ、温度センサ、湿度センサなど広い用途で利用できる。 The organic transistor and the manufacturing method thereof of the present invention can be used in a wide range of applications such as display devices such as liquid crystal display devices, electrophoretic display devices, electroluminescent display devices, pressure sensors, temperature sensors, and humidity sensors.
１・・・・絶縁基板
２・・・・ゲート電極
３・・・・ゲート絶縁膜
４・・・・ソース電極
５・・・・ドレイン電極
６・・・・有機半導体
７・・・・第１の封止層
８・・・・第２の封止層
９・・・・表示体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate 2 ... Gate electrode 3 ... Gate insulating film 4 ... Source electrode 5 ... Drain electrode 6 ... Organic semiconductor 7 ... 1st Sealing layer 8 ... second sealing layer 9 ... display body
Claims (4)
前記第１の封止層が、体積抵抗が１×１０１２Ωｃｍ以上の含フッ素化合物からなることを特徴とする有機トランジスタ。 A transistor in which a first sealing layer is provided so as to cover the organic semiconductor and a second sealing layer is provided so as to cover the first sealing layer;
The organic transistor, wherein the first sealing layer is made of a fluorine-containing compound having a volume resistance of 1 × 10 12 Ωcm or more.
前記第１の封止層形成工程が、含フッ素系の溶媒に前記第一の封止層を溶解して、前記有機半導体上に塗布法もしくは印刷法により形成することを特徴とする有機トランジスタの製造方法。 A first sealing layer forming step for forming a first sealing layer so as to cover the organic semiconductor, and a second sealing for forming a second sealing layer so as to cover the first sealing layer A method of manufacturing a transistor having a layer forming step,
The first sealing layer forming step includes dissolving the first sealing layer in a fluorine-containing solvent and forming the first sealing layer on the organic semiconductor by a coating method or a printing method. Production method.
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