JP2013197229A - Laminated structure, formation method thereof, electronic device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a laminated structure and a method for forming the same, and an electronic device and a method for manufacturing the same.
現在、多くの電子機器に用いられている薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor,TFT)を含む電界効果トランジスタ(FET)は、例えば、シリコン半導体基板あるいはシリコン半導体材料層といった基材に形成されたチャネル形成領域及びソース/ドレイン電極、基材の表面に形成されたSiO2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域に対向して設けられたゲート電極から構成されている。尚、このような構成のFETを、便宜上、トップゲート型FETと呼ぶ。あるいは又、基体上に形成されたゲート電極、ゲート電極上を含む基体上に形成されたSiO2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びソース/ドレイン電極から構成されている。尚、このような構成のFETを、便宜上、ボトムゲート型FETと呼ぶ。そして、これらの構造を有する電界効果トランジスタの作製には、非常に高価な半導体製造装置が使用されており、製造コストの低減が強く要望されている。 Field effect transistors (FETs) including thin film transistors (TFTs) currently used in many electronic devices include, for example, channel formation regions formed on a base material such as a silicon semiconductor substrate or a silicon semiconductor material layer, and It comprises a source / drain electrode, a gate insulating layer made of SiO 2 formed on the surface of the base material, and a gate electrode provided facing the channel formation region via the gate insulating layer. The FET having such a configuration is referred to as a top gate type FET for convenience. Alternatively, from the gate electrode formed on the substrate, the gate insulating layer made of SiO 2 formed on the substrate including the gate electrode, and the channel formation region and the source / drain electrode formed on the gate insulating layer It is configured. The FET having such a configuration is referred to as a bottom gate FET for convenience. For manufacturing field effect transistors having these structures, very expensive semiconductor manufacturing apparatuses are used, and reduction of manufacturing costs is strongly demanded.
そうした中、最近、有機半導体材料から成る能動層を備えた電子デバイスの開発が精力的に行われており、その中でも、有機トランジスタ、有機発光素子、有機太陽電池といった有機エレクトロニクスデバイス(以下、単に、有機デバイスと略称する場合がある)が注目を浴びている。これらの有機デバイスの最終的な目標として、低コスト、軽量、可撓性、高性能を挙げることができる。有機半導体材料は、シリコンを中心とする無機材料と比較して、
(1)低温で、簡易なプロセスにて、大面積の有機デバイスを低コストで製造することができる。
(2)可撓性を有する有機デバイスを製造することが可能である。
(3)有機半導体材料を構成する分子を所望の形態に修飾することで、有機デバイスの性能や物性を制御することができる。
といった種々の利点を有している。
Recently, electronic devices having an active layer made of an organic semiconductor material have been vigorously developed. Among them, organic electronic devices such as organic transistors, organic light emitting elements, and organic solar cells (hereinafter simply referred to as “electronic devices”) It may be abbreviated as an organic device). The ultimate goal of these organic devices can be low cost, light weight, flexibility and high performance. Compared to inorganic materials centered on silicon, organic semiconductor materials
(1) A large-area organic device can be produced at low cost by a simple process at a low temperature.
(2) It is possible to manufacture an organic device having flexibility.
(3) By modifying the molecules constituting the organic semiconductor material into a desired form, the performance and physical properties of the organic device can be controlled.
Have various advantages.
有機半導体材料から成る能動層は、屡々、絶縁材料層上に形成される。そして、この場合、通常、先ず、絶縁材料層を形成し、その後、絶縁材料層上に有機半導体材料溶液を塗布、乾燥することで能動層を形成する。有機半導体材料溶液の塗布には、屡々、スピンコーティング法が用いられている。 An active layer of organic semiconductor material is often formed on an insulating material layer. In this case, usually, an insulating material layer is first formed, and then an active layer is formed by applying and drying an organic semiconductor material solution on the insulating material layer. A spin coating method is often used to apply the organic semiconductor material solution.
しかしながら、上述した方法にあっては、能動層を形成する前に絶縁材料層が汚染される虞がある。絶縁材料層を構成する材料と有機半導体材料を同時に溶剤中に溶解し、係る溶液を塗布し、乾燥中に自発的な相分離を発現させ、絶縁材料層と能動層の2層構造を形成する技術が、例えば、特開2009−177136や T. Ohe et. al., App. Phys. Lett. 93, 053303, 2008 から周知である。しかしながら、このような自発的な、自然な相分離を大面積で均一にコントロールすることは難しく、能動層に厚さバラツキが生じ易く、また、絶縁材料層と能動層との界面が平坦で、しかも、絶縁材料層と能動層とが確実に相分離された状態を得ることは極めて困難である。それ故、電子デバイスの特性バラツキの発生を抑制することが困難である。 However, in the method described above, the insulating material layer may be contaminated before the active layer is formed. The material constituting the insulating material layer and the organic semiconductor material are simultaneously dissolved in a solvent, and such a solution is applied to cause spontaneous phase separation during drying to form a two-layer structure of the insulating material layer and the active layer. Techniques are well known, for example, from JP 2009-177136 and T. Ohe et. Al., App. Phys. Lett. 93, 053303, 2008. However, it is difficult to control such spontaneous and natural phase separation uniformly in a large area, the thickness of the active layer is likely to vary, and the interface between the insulating material layer and the active layer is flat. Moreover, it is extremely difficult to obtain a state in which the insulating material layer and the active layer are reliably phase-separated. Therefore, it is difficult to suppress the occurrence of characteristic variation of the electronic device.
従って、本開示の目的は、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)の積層構造を有し、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)との界面が高い平滑性を有し、これらの層が、高い膜厚精度を有し、しかも、確実に相分離した状態である積層構造体及び電子デバイス、並びに、これらの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present disclosure is to have a laminated structure of a first organic material layer (first layer) and a second organic material layer (second layer), and the first organic material layer (first layer) and the second organic material layer. A laminated structure and an electronic device in which the interface with the material layer (second layer) has high smoothness, these layers have high film thickness accuracy, and are in a phase-separated state, and It is in providing these manufacturing methods.
上記の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法は、
支持体上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程から成り、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure includes:
Forming a first layer of a first organic material on a support;
A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. ,
Each process consists of
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法は、
支持体上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、積層構造体の形成方法であって、
支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for forming a laminated structure according to the second aspect of the present disclosure includes:
On the support, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. And then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to form a laminated structure of the first layer made of the first organic material and the second layer made of the second organic material. A method for forming a laminated structure, comprising:
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed on the support, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer Mixed,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
(B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the first aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the first insulating layer;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the second aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the substrate and the control electrode;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
(B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the third aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) On the first insulating layer, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) On the substrate and the control electrode, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the fifth aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer made of a first organic material on the substrate and the first and second electrodes;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
(A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an electronic device according to the sixth aspect of the present disclosure includes:
(A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) a first organic material solution layer obtained by dissolving a first organic material in a first solvent on the substrate, the first electrode, and the second electrode; and a second organic material different from the first organic material is a second solvent. Forming a second organic material solution layer dissolved in the first organic material solution layer, and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to thereby form a first layer made of the first organic material, and a second organic material To obtain a second layer laminated structure comprising:
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
上記の目的を達成するための本開示の積層構造体は、第1有機材料から成る第1層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層が積層された積層構造体であって、
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。ここで、第1有機材料は、絶縁材料又は有機半導体材料から成り、第2有機材料は、有機半導体材料又は絶縁材料から成る。また、第1層の上に第2層が形成されており、あるいは又、第2層の上に第1層が形成されている。
In order to achieve the above object, a laminated structure of the present disclosure includes a laminated structure in which a first layer made of a first organic material and a second layer made of a second organic material different from the first organic material are laminated. Body,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. It is composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the Gypsum free energy value G 2 of the organic material is positive. Here, the first organic material is made of an insulating material or an organic semiconductor material, and the second organic material is made of an organic semiconductor material or an insulating material. In addition, the second layer is formed on the first layer, or alternatively, the first layer is formed on the second layer.
上記の目的を達成するための本開示の電子デバイスは、電極構造、絶縁層及び能動層を備えた電子デバイスであって、
絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。ここで、絶縁層の上に能動層が形成されており、あるいは又、能動層の上に絶縁層が形成されている。
An electronic device of the present disclosure for achieving the above object is an electronic device including an electrode structure, an insulating layer, and an active layer,
The insulating layer is made of a first organic material composed of an insulating material,
The active layer is composed of a second organic material composed of an organic semiconductor material,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. It is composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the Gypsum free energy value G 2 of the organic material is positive. Here, an active layer is formed on the insulating layer, or an insulating layer is formed on the active layer.
本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第1の態様、第2の態様、第5の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。また、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第3の態様、第4の態様、第6の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。従って、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)との界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層は、高い膜厚精度を有し、しかも、確実に相分離した状態にあるし、第2有機材料層(第2層)が形成される前に第1有機材料層(第1層)が汚染されることもない。それ故、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができる。本開示の積層構造体あるいは電子デバイスにあっては、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができる。尚、このような現象は、フローリー・ハギンズ理論に基づいている。フローリー・ハギンズ理論に関しては、例えば、J. L. Barrat and J. P. Hansen, "Basic Concept for Simple and Complex Liquids", Cambridge University Press, Cambridge UK, 2003 や、チェイキン,ルベンスキー著、「現代の凝縮系物理学(上)」吉岡書店(2000)を参照のこと。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層が高い膜厚精度を有する状態を得ることができる。 In the method for forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, the electronic device manufacturing method according to the first aspect, the second aspect, and the fifth aspect of the present disclosure, the first layer is formed on the first layer. When the second organic material solution layer is formed, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, whereby the first organic material solution layer has a first surface at the interface between the first layer and the second organic material solution layer. The organic material and the second organic material are mixed, and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface, and when the second organic material solution layer is dried, The first layer and the second layer are separated. Further, in the method for forming a multilayer structure according to the second aspect of the present disclosure, the method for manufacturing an electronic device according to the third aspect, the fourth aspect, and the sixth aspect of the present disclosure, the first organic When the material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed and separated from the interface at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. In the region, the first organic material and the second organic material are not mixed, and when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated. To do. Therefore, the interface between the first organic material layer (first layer) and the second organic material layer (second layer) has high smoothness, and these layers have high film thickness accuracy, and The phase is surely phase-separated, and the first organic material layer (first layer) is not contaminated before the second organic material layer (second layer) is formed. Therefore, it is possible to manufacture an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics. In the laminated structure or the electronic device of the present disclosure, the value of the cast free energy of the mixed system of the first organic material and the second organic material, the value of the cast free energy of the first organic material, and the second organic material Therefore, when these layers are formed, a state of spontaneous phase separation can be obtained reliably and spontaneously. Such a phenomenon is based on the Flory-Huggins theory. For example, JL Barrat and JP Hansen, "Basic Concept for Simple and Complex Liquids", Cambridge University Press, Cambridge UK, 2003, and Chakin, Rubensky, "Contemporary condensed matter physics (above) See Yoshioka Shoten (2000). Furthermore, the interface between these layers has high smoothness, and a state in which these layers have high film thickness accuracy can be obtained.
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法)
3.実施例2(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法)
4.実施例3(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法)
5.実施例4(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法)
6.実施例5(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法)
7.実施例6(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法)
8.実施例7(本開示の積層構造体、本開示の電子デバイス)、その他
Hereinafter, although this indication is explained based on an example with reference to drawings, this indication is not limited to an example and various numerical values and materials in an example are illustrations. The description will be given in the following order.
1. 1. General description of the laminated structure of the present disclosure and a method of forming the same, and an electronic device and a method of manufacturing the same Example 1 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method for Forming Laminated Structure According to First Aspect of Present Disclosure, and Manufacturing Method of Electronic Device According to First Aspect of Present Disclosure)
3. Example 2 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method of Forming Laminated Structure According to Second Aspect of Present Disclosure, and Manufacturing Method of Electronic Device According to Second Aspect of Present Disclosure)
4). Example 3 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method for Forming Laminated Structure According to First Aspect of Present Disclosure, and Manufacturing Method of Electronic Device According to Third Aspect of Present Disclosure)
5. Example 4 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method of Forming Laminated Structure According to Second Aspect of Present Disclosure, and Manufacturing Method of Electronic Device According to Fourth Aspect of Present Disclosure)
6). Example 5 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method of Forming Laminated Structure According to First Aspect of Present Disclosure, and Manufacturing Method of Electronic Device According to Fifth Aspect of Present Disclosure)
7). Example 6 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device of Present Disclosure, Method for Forming Laminated Structure According to Second Aspect of Present Disclosure, and Method for Manufacturing Electronic Device According to Sixth Aspect of Present Disclosure)
8). Example 7 (laminated structure of the present disclosure, electronic device of the present disclosure), others
[本開示の積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法、全般に関する説明]
本開示の第1の態様〜第4の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第2層を形成した後、第2層上に第1電極及び第2電極を形成する工程を更に備えている形態とすることができる。また、本開示の第5の態様〜第6の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第2層を形成した後、第2層上に制御電極を形成する工程を更に備えている形態とすることができる。
[Description of General Laminated Structure of the Present Disclosure and Method for Forming the Same, and Electronic Device and Method for Producing the Same]
In the electronic device manufacturing method according to the first to fourth aspects of the present disclosure, after the second layer is formed, the step of forming the first electrode and the second electrode on the second layer is further performed. It can be set as the form provided. In the electronic device manufacturing method according to the fifth to sixth aspects of the present disclosure, the method further includes the step of forming the control electrode on the second layer after forming the second layer. It can be in the form.
本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、上記の好ましい形態を含む本開示の第1の態様、第2の態様あるいは第5の態様に係る電子デバイスの製造方法、あるいは又、後述する本開示の積層構造体、電子デバイスにおける好ましい形態において、第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である構成とすることが望ましい。 A method for forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, a method for manufacturing an electronic device according to the first aspect, the second aspect, or the fifth aspect of the present disclosure, including the above-mentioned preferred embodiments, or In a preferred embodiment of the multilayer structure and the electronic device of the present disclosure to be described later, the rate at which the first layer dissolves in the solvent when the second organic material solution layer is formed on the first layer exceeds 0 nm / min and is 50 nm. / Min or less is desirable.
上記の好ましい構成を含む本開示の第1の態様〜第2の態様に係る積層構造体の形成方法、上記の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第6の態様に係る電子デバイスの製造方法において、第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている形態とすることが好ましい。即ち、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている形態とすることが好ましい。 The method of forming a laminated structure according to the first aspect to the second aspect of the present disclosure including the above preferable configuration, and the electron according to the first aspect to the sixth aspect of the present disclosure including the preferable form and configuration described above. In the device manufacturing method, the combination of the first organic material and the second organic material is composed of a combination of materials in which the change in cast free energy before and after the mixing of the first organic material and the second organic material is positive. It is preferable that That is, from the cast free energy value G 0 of the mixed system of the first organic material and the second organic material, the cast free energy value G 1 of the first organic material and the cast free energy value G 2 of the second organic material are calculated. It is preferable to adopt a form constituted by a combination of materials having a positive value obtained by subtraction.
上記の好ましい構成、形態を含む本開示の積層構造体にあっては、
第1層と第2層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層と第2層とは分離している形態とすることが望ましく、この場合、
第1層上に、第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する形態とすることが好ましく、あるいは又、この場合、
第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する形態とすることが好ましい。
In the laminated structure of the present disclosure including the above preferable configuration and form,
It is desirable that the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the first layer and the second layer, and the first layer and the second layer are separated from each other. ,
By forming a second organic material solution layer in which the second organic material is dissolved in a solvent on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer,
When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are preferably separated from each other, or in this case,
Forming a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent; By drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, It is preferable that when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
本開示の電子デバイスにあっては、
絶縁層と能動層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、絶縁層と能動層とは分離している構成とすることが望ましく、この場合、
第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)上に、第2有機材料(能動層あるいは絶縁層を構成する材料)を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する形態とすることが好ましく、あるいは又、この場合、
第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する形態とすることが好ましい。
In the electronic device of the present disclosure,
It is desirable that the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the insulating layer and the active layer, and the insulating layer and the active layer are separated from each other.
By forming a second organic material solution layer in which a second organic material (a material constituting the active layer or the insulating layer) is dissolved in a solvent on the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer), When the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the two organic material solution layers, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer,
When the second organic material solution layer is dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) are preferably separated from each other. Or, in this case,
Forming a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent; By drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) are separated. It is preferable to adopt a form.
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の積層構造体、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電子デバイス、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第2の態様に係る積層構造体の形成方法、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第6の態様に係る電子デバイスの製造方法において、第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成ることが好ましい。ここで、非硬化性材料とは、熱や紫外光による架橋反応が起こらない材料を指し、例えば、ポリ−αメチルスチレンやシクロオレフィンコポリマーのようなアモルファスポリマー材料を例示することができる。 Furthermore, the laminated structure of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, the electronic device of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, and the various preferable modes and configurations described above. Including the first aspect to the second aspect of the present disclosure, the method of forming the laminated structure according to the second aspect, and the various aspects of the first to sixth aspects of the present disclosure including the preferred embodiments and configurations described above. In the device manufacturing method, the first organic material and the second organic material are preferably made of a non-curable material. Here, the non-curable material refers to a material that does not undergo a crosslinking reaction due to heat or ultraviolet light, and examples thereof include amorphous polymer materials such as poly-α-methylstyrene and cycloolefin copolymers.
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の積層構造体、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電子デバイス、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第2の態様に係る積層構造体の形成方法、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第6の態様に係る電子デバイスの製造方法(以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある)において、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解される場合、第1層が溶解される深さは、限定するものではないが、第1層の表面から1×10-9m乃至1×10-8mであることが好ましい。第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成する場合、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を同時に形成してもよいし、第1有機材料溶液層の形成と第2有機材料溶液層の形成とを連続して行ってもよいし、即ち、層流等を用いて第1有機材料溶液と第2有機材料溶液とが混合しない状態で同時に成膜を行ってもよいし、第1有機材料溶液層を形成し、次いで、直ちに、第2有機材料溶液層を形成するといった、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を逐次形成する方法を採用してもよい。 The laminated structure of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, the electronic device of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, and the book including the various preferable modes and configurations described above. Manufacturing method of multilayer device according to first to second aspects of disclosure, manufacturing of electronic device according to first to sixth aspects of present disclosure including various preferable modes and configurations described above When the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer in the method (hereinafter, these may be collectively referred to simply as “present disclosure”), the first layer The depth to be dissolved is not limited, but is preferably 1 × 10 −9 m to 1 × 10 −8 m from the surface of the first layer. In the case of forming the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material solution layer and the second organic material solution layer may be formed at the same time, The formation of the two organic material solution layers may be performed continuously, that is, the film formation may be performed simultaneously in a state where the first organic material solution and the second organic material solution are not mixed using a laminar flow or the like. A method of sequentially forming the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, such as forming the first organic material solution layer and then immediately forming the second organic material solution layer, is adopted. Also good.
本開示において、非硬化性材料から成り、第1層あるいは第2層を構成する有機半導体材料として、例えば、ポリピロール及びその置換体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリイソチアナフテン等のイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレン等のチェニレンビニレン類、ポリ(p−フェニレンビニレン)等のポリ(p−フェニレンビニレン)類、ポリアニリン及びその誘導体、ポリアセチレン類、ポリジアセチレン類、ポリアズレン類、ポリピレン類、ポリカルバゾール類、ポリセレノフェン類、ポリフラン類、ポリ(p−フェニレン)類、ポリインドール類、ポリピリダジン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド等のポリマー及び多環縮合体等を挙げることができる。あるいは又、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するオリゴマー類を挙げることもできる。また、ナフタセン、ペンタセン[2,3,6,7−ジベンゾアントラセン]及びその誘導体、アントラジチオフェン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ベンゾピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセン等のアセン類及びアセン類の炭素の一部をN、S、O等の原子、カルボニル基等の官能基で置換した誘導体(ペリキサンテノキサンテン及びその誘導体を含むジオキサアンタントレン系化合物、トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−6,15−キノン等)、及び、これらの水素を他の官能基で置換した誘導体を挙げることができる。更には、銅フタロシアニンで代表される金属フタロシアニン類、テトラチアペンタレン及びその誘導体、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、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)、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等のナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、アントラセン2,3,6,7−テトラカルボン酸ジイミド等のアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類等の縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類及びこれらの誘導体、SWNT等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等の色素とこれらの誘導体等を挙げることもできる。あるいは又、有機半導体材料として、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−3−ヘキシルチオフェン[P3HT]、ポリアントラセン、トリフェニレン、ポリテルロフェン、ポリナフタレン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ(3,4−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]、キナクリドンを挙げることができる。あるいは又、有機半導体材料として、縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系誘導体、フェニルビニリデン系の共役系オリゴマー、及び、チオフェン系の共役系オリゴマーから成る群から選択された化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、アセン系分子(ペンタセン、テトラセン等)といった縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系分子、共役系オリゴマー(フェニルビニリデン系やチオフェン系)を挙げることができる。あるいは又、有機半導体材料として、例えば、ポルフィリン、4,4’−ビフェニルジチオール(BPDT)、4,4’−ジイソシアノビフェニル、4,4’−ジイソシアノ−p−テルフェニル、2,5−ビス(5’−チオアセチル−2’−チオフェニル)チオフェン、2,5−ビス(5’−チオアセトキシル−2’−チオフェニル)チオフェン、4,4’−ジイソシアノフェニル、ベンジジン(ビフェニル−4,4’−ジアミン)、TCNQ(テトラシアノキノジメタン)、テトラチアフルバレン(TTF)及びその誘導体、テトラチアフルバレン(TTF)−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−ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、1,4−ジ(4−チオフェニルアセチリニル)−2−エチルベンゼン、1,4−ジ(4−イソシアノフェニルアセチリニル)−2−エチルベンゼン、デンドリマー、1,4−ジ(4−チオフェニルエチニル)−2−エチルベンゼン、2,2”−ジヒドロキシ−1,1’:4’,1”−テルフェニル、4,4’−ビフェニルジエタナール、4,4’−ビフェニルジオール、4,4’−ビフェニルジイソシアネート、1,4−ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル−4,4’−ジカルボキシレート、ベンゾ[1,2−c;3,4−c’;5,6−c”]トリス[1,2]ジチオール−1,4,7−トリチオン、α−セキシチオフェン、テトラチアテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルルテトラセン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリ(3−チオフェン−β−エタンスルホン酸)、ポリ(N−アルキルピロール)ポリ(3−アルキルピロール)、ポリ(3,4−ジアルキルピロール)、ポリ(2,2’−チエニルピロール)、ポリ(ジベンゾチオフェンスルフィド)を例示することができる。 In the present disclosure, the organic semiconductor material made of a non-curable material and constituting the first layer or the second layer includes, for example, polypyrrole and substituted products thereof, polythiophene and derivatives thereof, isothianaphthenes such as polyisothianaphthene, Chenylene vinylenes such as polychenylene vinylene, poly (p-phenylene vinylene) s such as poly (p-phenylene vinylene), polyaniline and its derivatives, polyacetylenes, polydiacetylenes, polyazulenes, polypyrenes, polycarbazoles And polymers such as polyselenophenes, polyfurans, poly (p-phenylene) s, polyindoles, polypyridazines, polyvinylcarbazole, polyphenylene sulfide, polyvinylene sulfide, and polycyclic condensates. Alternatively, oligomers having the same repeating unit as these polymers can also be mentioned. Also, naphthacene, pentacene [2,3,6,7-dibenzoanthracene] and its derivatives, anthradithiophene derivatives, oligothiophene derivatives, hexacene, heptacene, dibenzopentacene, tetrabenzopentacene, pyrene, benzopyrene, dibenzopyrene, chrysene, Derivatives obtained by substituting a part of carbon of acenes and acenes such as perylene, coronene, terylene, obalene, quaterrylene, circumanthracene and the like with atoms such as N, S and O, and functional groups such as carbonyl groups (perixanthenoxanthene and Examples thereof include dioxaanthanthrene compounds containing such derivatives, triphenodioxazine, triphenodithiazine, hexacene-6,15-quinone, and the like, and derivatives obtained by substituting these hydrogens with other functional groups. Further, metal phthalocyanines represented by copper phthalocyanine, tetrathiapentalene and derivatives thereof, naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N′-bis (4-trifluoromethylbenzyl) naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N′-bis (1H, 1H-perfluorooctyl), N, N′-bis (1H, 1H-perfluorobutyl), 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, anthracene 2,3,6,7-tetracarboxylic acid diimide and the like Condensed ring tetracarboxylic acid diimides such as anthracene tetracarboxylic acid diimides, C60, C70, C76, Examples thereof include fullerenes such as C78 and C84 and derivatives thereof, carbon nanotubes such as SWNT, dyes such as merocyanine dyes and hemicyanine dyes, and derivatives thereof. Alternatively, as an organic semiconductor material, poly-3-hexylthiophene [P3HT] in which hexyl group is introduced into polythiophene, polyanthracene, triphenylene, polytellurophene, polynaphthalene, polyethylenedioxythiophene, poly (3,4-ethylenediethylene). Oxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS] and quinacridone. Alternatively, examples of the organic semiconductor material include compounds selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds, porphyrin derivatives, phenylvinylidene conjugated oligomers, and thiophene conjugated oligomers. Specific examples include condensed polycyclic aromatic compounds such as acene-based molecules (pentacene, tetracene, etc.), porphyrin-based molecules, and conjugated oligomers (phenylvinylidene-based and thiophene-based). Alternatively, as an organic semiconductor material, for example, porphyrin, 4,4′-biphenyldithiol (BPDT), 4,4′-diisocyanobiphenyl, 4,4′-diisocyano-p-terphenyl, 2,5-bis (5′-thioacetyl-2′-thiophenyl) thiophene, 2,5-bis (5′-thioacetoxyl-2′-thiophenyl) thiophene, 4,4′-diisocyanophenyl, benzidine (biphenyl-4,4 '-Diamine), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), tetrathiafulvalene (TTF) and its derivatives, tetrathiafulvalene (TTF) -TCNQ complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF- Iodine complex, charge transfer complex represented by TCNQ-iodine complex, bifer -4,4'-dicarboxylic acid, 1,4-di (4-thiophenylacetylinyl) -2-ethylbenzene, 1,4-di (4-isocyanophenylacetylinyl) -2-ethylbenzene, dendrimer 1,4-di (4-thiophenylethynyl) -2-ethylbenzene, 2,2 ″ -dihydroxy-1,1 ′: 4 ′, 1 ″ -terphenyl, 4,4′-biphenyldietanal, 4, , 4′-biphenyldiol, 4,4′-biphenyl diisocyanate, 1,4-diacetinylbenzene, diethylbiphenyl-4,4′-dicarboxylate, benzo [1,2-c; 3,4-c ′ 5,6-c ″] tris [1,2] dithiol-1,4,7-trithione, α-sexithiophene, tetrathiatetracene, tetraselenotetracene, tetratellurite Poly (3-alkylthiophene), poly (3-thiophene-β-ethanesulfonic acid), poly (N-alkylpyrrole) poly (3-alkylpyrrole), poly (3,4-dialkylpyrrole), poly ( 2,2′-thienylpyrrole) and poly (dibenzothiophene sulfide).
また、本開示において、非硬化性材料から成り、第1層あるいは第2層を構成する絶縁材料として、例えば、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、フルオレン樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の高分子材料を用いることができる。 In the present disclosure, a polymer material such as a styrene resin, an olefin resin, a fluorene resin, a phenol resin, or a novolac resin is used as the insulating material that is made of a non-curable material and forms the first layer or the second layer. be able to.
第1有機材料を溶解する第1溶剤、第2有機材料を溶解する溶剤あるいは第2溶剤は、第1有機材料あるいは第2有機材料を、適切に、所望の濃度に溶解し得る溶剤から、適宜、選択すればよい。 The first solvent that dissolves the first organic material, the solvent that dissolves the second organic material, or the second solvent is appropriately selected from a solvent that can appropriately dissolve the first organic material or the second organic material at a desired concentration. , Choose.
尚、本開示において、第1層あるいは第2層を構成するより好ましい有機半導体材料として、ペリキサンテノキサンテン系化合物(PXX系化合物)、ペンタセン誘導体(TIPS−ペンタセン等)、アントラジチオフェン誘導体(TES−ADT等)、オリゴチオフェン誘導体を挙げることができるし、第1層あるいは第2層を構成するより好ましい絶縁材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリキシレン、シクロオレフィンポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリ桂皮酸ビニル、フィブロインを挙げることができる。また、より好ましい溶液として、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、トルエン、クロロベンゼン、クロロナフタレン、ソルベッソ等の芳香族系溶媒、アセトン、MEK等のケトン系溶剤、ヘキサン等の脂肪族系溶剤、PGMEA、PGME等のエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、セロソルブアセテート等のアセテート系溶剤、クロロホルムを挙げることができる。更には、限定するものではないが、(第1層あるいは第2層を構成するより好ましい有機半導体材料)×(第1層あるいは第2層を構成するより好ましい絶縁材料)×(より好ましい溶液)の組合せとして、(PXX誘導体)×(ポリスチレン、又は、ポリキシレン、又は、シクロオレフィンポリマー)×(各種キシレン、又は、トルエン)、(TIPS−ペンタセン)×(ポリメタクリル酸メチル、又は、ポリスチレン、又は、ポリキシレン、又は、シクロオレフィンポリマー)×(各種キシレン、又は、トルエン、又は、クロロホルム、又は、クロロベンゼン)を例示することができる。 In the present disclosure, as a more preferable organic semiconductor material constituting the first layer or the second layer, perixanthenoxanthene compounds (PXX compounds), pentacene derivatives (such as TIPS-pentacene), anthradithiophene derivatives (TES) -ADT, etc.), oligothiophene derivatives, and more preferable insulating materials constituting the first layer or the second layer include polyethylene, polypropylene, polyisoprene, polybutylene, polystyrene, polyxylene, cycloolefin polymer, poly Mention may be made of methyl methacrylate, polycarbonate, polyvinyl cinnamate and fibroin. More preferable solutions include o-xylene, m-xylene, p-xylene, aromatic solvents such as toluene, chlorobenzene, chloronaphthalene, and solvesso, ketone solvents such as acetone and MEK, and aliphatic solvents such as hexane. And ether solvents such as PGMEA and PGME, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, acetate solvents such as cellosolve acetate, and chloroform. Furthermore, although not limited, (a more preferable organic semiconductor material constituting the first layer or the second layer) × (a more preferable insulating material constituting the first layer or the second layer) × (a more preferable solution) (PXX derivative) × (polystyrene or polyxylene or cycloolefin polymer) × (various xylenes or toluene), (TIPS-pentacene) × (polymethyl methacrylate or polystyrene, or , Polyxylene, or cycloolefin polymer) × (various xylenes, toluene, chloroform, or chlorobenzene).
本開示における第1絶縁層は、単層であってもよいし、多層であってもよい。第1絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素(SiNY)、酸化アルミニウム(Al2O3)や酸化チタン、HfO2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、熱硬化型樹脂、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂、シンナメート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。ここで、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、酸化窒化シリコン(SiON)、SOG(スピンオングラス)、低誘電率SiO2系材料(例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機SOG)を例示することができる。尚、第1絶縁層の形成方法として、後述する塗布法、後述する物理的気相成長法(PVD法)、各種の化学的気相成長法(CVD法)以外にも、リフト・オフ法、ゾル−ゲル法、電着法、及び、シャドウマスク法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成する際、あるいは又、第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成する際、第1絶縁層の表面が溶解されることの無い材料から、第1絶縁層を構成することが好ましい。 The first insulating layer in the present disclosure may be a single layer or a multilayer. Examples of the material constituting the first insulating layer include silicon oxide-based materials, silicon nitride (SiN Y ), metal oxide high dielectric insulating films such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide, and HfO 2. In addition to inorganic insulating materials, thermosetting resins such as phenol resins, polyimide resins, novolac resins, cinnamate resins, acrylic resins, epoxy resins, polyparaxylylene resins, and combinations thereof can be used. You can also Here, as the silicon oxide-based material, silicon oxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant SiO 2 -based material (for example, poly Aryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG). As a method for forming the first insulating layer, a lift-off method, a coating method described later, a physical vapor deposition method (PVD method) described later, and various chemical vapor deposition methods (CVD methods), A combination of any of the sol-gel method, the electrodeposition method, and the shadow mask method and a patterning technique can be given as necessary. When forming the first layer made of the first organic material on the first insulating layer, or alternatively, on the first insulating layer, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and When forming the second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent, the first insulating layer is formed from a material in which the surface of the first insulating layer is not dissolved. It is preferable to configure.
本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法における第2有機材料層の形成方法、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第1の態様あるいは第2の態様に係る電子デバイスの製造方法における第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第3の態様あるいは第4の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法における第2有機材料溶液層の形成方法、あるいは、第6の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法として、塗布法を挙げることができる。ここで、塗布法として、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、凸版印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクト法といった各種印刷法;スピンコート法;エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、キャスティング法、キャピラリーコーター法、バーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法;スプレー法;ディスペンサーを用いる方法:スタンプ法といった、液状材料を塗布する方法を挙げることができる。第1層や第2層は、必要に応じて、例えば、ウェットエッチング法やドライエッチング法、レーザアブレーション法等の周知の方法に基づきパターニングしてもよい。そして、この場合、パターニングされた第1層や第2層をパッシベーション膜で被覆することが好ましい。 The formation method of the 2nd organic material layer in the formation method of the lamination structure concerning the 1st mode of this indication, the 1st organic material solution layer and the 2nd in the formation method of the lamination structure concerning the 2nd mode of this indication Method for forming organic material solution layer, method for forming second organic material solution layer in method for manufacturing electronic device according to first or second aspect of present disclosure, third aspect or fourth aspect of present disclosure A method for forming a first organic material solution layer and a second organic material solution layer in a method for manufacturing an electronic device according to claim 5, a method for forming a second organic material solution layer in a method for manufacturing an electronic device according to the fifth aspect of the present disclosure, Alternatively, as a method for forming the first organic material solution layer and the second organic material solution layer in the electronic device manufacturing method according to the sixth aspect, a coating method can be mentioned. Here, various printing methods such as screen printing method, ink jet printing method, offset printing method, reverse offset printing method, gravure printing method, gravure offset printing method, letterpress printing, flexographic printing, microcontact method, etc. as spin coating method ; Air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, knife coater method, squeeze coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, gravure coater method, kiss coater method, cast coater method, spray coater method, slit coater method , Slit orifice coater method, calender coater method, casting method, capillary coater method, bar coater method, dipping method, various coating methods; spray method; method using dispenser: stun Act like, it can be mentioned a method of applying a liquid material. If necessary, the first layer and the second layer may be patterned based on a known method such as a wet etching method, a dry etching method, or a laser ablation method. In this case, the patterned first layer and second layer are preferably covered with a passivation film.
また、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法における第1層の形成方法、本開示の第1の態様、第2の態様、第5の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1層の形成方法として、上述した塗布法以外にも、抵抗加熱蒸着法やスパッタリング法、真空蒸着法を含む後述する各種のPVD法、各種のCVD法を用いてもよい。尚、第2有機材料溶液層の形成方法としてスピンコート法やスプレー法を採用した場合、第2有機材料溶液層の層厚に面内分布が生じる虞があるので、これらの塗布法の採用には十分に注意を払う必要がある。 Also, in the method for forming the first layer in the method for forming a multilayer structure according to the first aspect of the present disclosure, the method for manufacturing an electronic device according to the first aspect, the second aspect, and the fifth aspect of the present disclosure. As a method for forming the first layer, in addition to the coating method described above, various PVD methods and various CVD methods described later including a resistance heating vapor deposition method, a sputtering method, and a vacuum vapor deposition method may be used. In addition, when a spin coat method or a spray method is adopted as a method of forming the second organic material solution layer, there is a possibility that in-plane distribution may occur in the layer thickness of the second organic material solution layer. Need to pay enough attention.
本開示において、基体は、酸化ケイ素系材料(例えば、SiOXやスピンオンガラス(SOG));窒化ケイ素(SiNY);酸化アルミニウム(Al2O3)やHfO2等の金属酸化物高誘電絶縁膜から構成することができる。基体をこれらの材料から構成する場合、基体を、以下に挙げる材料から適宜選択された支持部材上に(あるいは支持部材の上方に)形成すればよい。即ち、支持部材として、あるいは又、上述した基体以外の基体として、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル,PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート(PC)、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)、ポリエチルエーテルケトン、ポリオレフィンに例示される有機ポリマーから構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、あるいは又、雲母を挙げることができる。このような可撓性を有する有機ポリマー、高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への電子デバイスの組込みあるいは一体化が可能となる。あるいは又、基体として、各種ガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板、サファイヤ基板、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等の各種合金や各種金属から成る金属基板、金属箔、紙を挙げることができる。電気絶縁性の支持部材としては、以上に説明した材料から適切な材料を選択すればよい。支持部材として、その他、導電性基板(金やアルミニウム等の金属から成る基板、高配向性グラファイトから成る基板、ステンレス鋼基板等)を挙げることができる。また、電子デバイスの構成、構造によっては、電子デバイスが支持部材上に設けられているが、この支持部材も上述した材料から構成することができる。これらの基体の上に、密着性や平坦性を改善するためのバッファー層やガスバリア性を向上させるためのバリア膜等の機能性膜を形成してもよい。 In the present disclosure, the substrate is a silicon oxide-based material (for example, SiO x or spin-on glass (SOG)); silicon nitride (SiN Y ); aluminum oxide (Al 2 O 3 ), metal oxide high dielectric insulation such as HfO 2, etc. It can be composed of a membrane. When the substrate is composed of these materials, the substrate may be formed on a support member appropriately selected from the materials listed below (or above the support member). That is, as a supporting member or as a substrate other than the above-described substrates, polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate, PMMA), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl phenol (PVP), polyethersulfone (PES), polyimide, A flexible plastic film or plastic sheet composed of an organic polymer exemplified by polyamide, polyacetal, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethyl ether ketone, polyolefin, A plastic substrate can be mentioned, or mica can also be mentioned. If such a flexible organic polymer or base material composed of a polymer material is used, for example, an electronic device can be incorporated or integrated into a display device or electronic device having a curved shape. Alternatively, as the substrate, various glass substrates, various glass substrates having an insulating film formed on the surface, quartz substrates, quartz substrates having an insulating film formed on the surface, silicon substrates having an insulating film formed on the surface, and sapphire substrates , Metal substrates made of various alloys such as stainless steel, aluminum, nickel, and various metals, metal foils, and paper. As the electrically insulating support member, an appropriate material may be selected from the materials described above. Other examples of the support member include conductive substrates (substrates made of metal such as gold or aluminum, substrates made of highly oriented graphite, stainless steel substrates, etc.). Moreover, although the electronic device is provided on the support member depending on the configuration and structure of the electronic device, this support member can also be configured from the above-described materials. On these substrates, a functional film such as a buffer layer for improving adhesion and flatness and a barrier film for improving gas barrier properties may be formed.
制御電極、第1電極及び第2電極を構成する材料として、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、銅(Cu)、チタン(Ti)、インジウム(In)、錫(Sn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ルテニウム(Rh)、ルビジウム(Rb)等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、制御電極、第1電極及び第2電極を構成する材料として、ポリ(3,4−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]やTTF−TCNQ、ポリアニリンといった有機材料(導電性高分子)を挙げることもできる。制御電極、第1電極及び第2電極を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。 Platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni), aluminum (Al) as materials constituting the control electrode, the first electrode, and the second electrode , Silver (Ag), tantalum (Ta), tungsten (W), copper (Cu), titanium (Ti), indium (In), tin (Sn), iron (Fe), cobalt (Co), zinc (Zn) Of metals such as magnesium (Mg), manganese (Mn), ruthenium (Rh), rubidium (Rb), alloys containing these metal elements, conductive particles made of these metals, alloys containing these metals Examples thereof include conductive particles and conductive substances such as polysilicon containing impurities, and a layered structure of layers containing these elements can also be used. Furthermore, organic materials such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS], TTF-TCNQ, and polyaniline are used as materials constituting the control electrode, the first electrode, and the second electrode. A functional polymer). The materials constituting the control electrode, the first electrode, and the second electrode may be the same material or different materials.
制御電極、第1電極及び第2電極の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、上述した各種の塗布法、各種のPVD法、パルスレーザ堆積法(PLD)、アーク放電法、MOCVD法を含む各種のCVD法、リフト・オフ法、シャドウマスク法、及び、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、PVD法として、(a)電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着、ルツボを加熱する方法等の各種真空蒸着法、(b)プラズマ蒸着法、(c)2極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、(d)DC(direct current)法、RF法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。制御電極、第1電極及び第2電極をエッチング方法に基づき形成する場合、ドライエッチング法やウェットエッチング法を採用すればよく、ドライエッチング法として、例えば、イオンミリングや反応性イオンエッチング(RIE)を挙げることができる。また、制御電極、第1電極及び第2電極を、レーザアブレーション法、マスク蒸着法、レーザ転写法等に基づき形成することもできる。 The control electrode, the first electrode, and the second electrode are formed by various coating methods, various PVD methods, pulsed laser deposition methods (PLD), arc discharge methods, MOCVD, depending on the materials constituting them. Any combination of various CVD methods, including lift-off methods, shadow mask methods, and plating methods such as electrolytic plating methods, electroless plating methods, or combinations thereof, and patterning techniques as needed Can be mentioned. In addition, as PVD methods, (a) various vacuum deposition methods such as electron beam heating method, resistance heating method, flash vapor deposition, and crucible heating method, (b) plasma vapor deposition method, (c) bipolar sputtering method, DC sputtering Various sputtering methods such as DC method, DC magnetron sputtering method, high frequency sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam sputtering method, bias sputtering method, (d) DC (direct current) method, RF method, multi-cathode method, activation reaction method And various ion plating methods such as an electric field evaporation method, a high-frequency ion plating method, and a reactive ion plating method. When the control electrode, the first electrode, and the second electrode are formed based on an etching method, a dry etching method or a wet etching method may be employed. As the dry etching method, for example, ion milling or reactive ion etching (RIE) is used. Can be mentioned. Further, the control electrode, the first electrode, and the second electrode can be formed based on a laser ablation method, a mask vapor deposition method, a laser transfer method, or the like.
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様〜第4の態様に係る電子デバイスの製造方法に基づき、3端子構造を有する電子デバイスであるボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を製造することができるし、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第5の態様〜第6の態様に係る電子デバイスの製造方法に基づき、3端子構造を有する電子デバイスであるトップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を製造することができる。また、本開示の電子デバイスであって3端子構造を有する電子デバイスとして、ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)、トップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を挙げることができる。 A bottom-gate / top-contact type semiconductor device, which is an electronic device having a three-terminal structure, based on the electronic device manufacturing method according to the first to fourth aspects of the present disclosure including the preferred embodiments and configurations described above. (Specifically, TFT) can be manufactured, and based on the manufacturing method of the electronic device according to the fifth to sixth aspects of the present disclosure including the preferred embodiments and configurations described above, three terminals A top gate / bottom contact type semiconductor device (specifically, a TFT) which is an electronic device having a structure can be manufactured. In addition, as an electronic device of the present disclosure having a three-terminal structure, a bottom-gate / top-contact type semiconductor device (specifically, a TFT), a top-gate / bottom-contact type semiconductor device (specifically, Can be TFT.
具体的には、電子デバイスを3端子構造を有するボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置とする場合、
制御電極によって、基体上あるいは基体に形成されたゲート電極が構成され、
絶縁層によって、ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
能動層によって、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部が構成され、
第1電極及び第2電極によって、チャネル形成領域延在部の上に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成される。ここで、電極構造は、制御電極(ゲート電極)、及び、第1電極及び第2電極(一対のソース/ドレイン電極)から構成される。
Specifically, when the electronic device is a bottom-gate / top-contact type semiconductor device having a three-terminal structure,
A gate electrode formed on or on the substrate is constituted by the control electrode,
The insulating layer constitutes a gate insulating layer formed on the gate electrode and the substrate,
A channel formation region and a channel formation region extension formed on the gate insulating layer are configured by the active layer,
The first electrode and the second electrode constitute a pair of source / drain electrodes formed on the channel forming region extension. Here, the electrode structure includes a control electrode (gate electrode), and a first electrode and a second electrode (a pair of source / drain electrodes).
また、電子デバイスを3端子構造を有するトップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置とする場合、
第1電極及び第2電極によって、基体に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成され、
能動層によって、一対のソース/ドレイン電極の間の基体上に形成されたチャネル形成領域、及び、ソース/ドレイン電極の上に形成されたチャネル形成領域延在部が構成され、
絶縁層によって、チャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
制御電極によって、チャネル形成領域に対向してゲート絶縁層上に形成されたゲート電極が構成される。ここで、電極構造は、制御電極(ゲート電極)、及び、第1電極及び第2電極(一対のソース/ドレイン電極)から構成される。
In addition, when the electronic device is a top gate / bottom contact type semiconductor device having a three-terminal structure,
The first electrode and the second electrode constitute a pair of source / drain electrodes formed on the substrate,
The active layer constitutes a channel formation region formed on the substrate between the pair of source / drain electrodes, and a channel formation region extension formed on the source / drain electrodes,
The insulating layer constitutes the channel forming region and the gate insulating layer formed on the channel forming region extension part,
The control electrode constitutes a gate electrode formed on the gate insulating layer so as to face the channel formation region. Here, the electrode structure includes a control electrode (gate electrode), and a first electrode and a second electrode (a pair of source / drain electrodes).
本開示の電子デバイスを組み込む装置の一例として、限定するものではないが、画像表示装置を例示することができる。ここで、画像表示装置として、所謂デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、PDA(パーソナル・デジタル・アシスト)、携帯電話、ゲーム機、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子POP等における各種画像表示装置(例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電気泳動表示装置、冷陰極電界放出表示装置等)を挙げることができる。また、各種照明装置を挙げることもできる。 An example of an apparatus that incorporates the electronic device of the present disclosure is, but not limited to, an image display apparatus. Here, as an image display device, a so-called desktop personal computer, notebook personal computer, mobile personal computer, PDA (Personal Digital Assist), mobile phone, game machine, electronic book, electronic newspaper, etc. Various image display devices for electronic paper, signboards, posters, blackboards, photocopiers, rewritable paper for printer paper, calculators, display units for home appliances, card display units such as point cards, electronic advertisements, electronic POPs, etc. For example, an organic electroluminescence display device, a liquid crystal display device, a plasma display device, an electrophoretic display device, a cold cathode field emission display device, and the like can be given. Moreover, various illuminating devices can also be mentioned.
本開示の電子デバイスを、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、支持部材に多数の電子デバイスを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各電子デバイスを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、電子デバイスを樹脂にて封止してもよい。 When the electronic device of the present disclosure is applied to and used in a display apparatus or various electronic apparatuses, a monolithic integrated circuit in which a large number of electronic devices are integrated on a support member may be used, or each electronic device may be cut and individualized to be discrete. It may be used as a part. Moreover, you may seal an electronic device with resin.
実施例1は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例1の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図1の(E)に示す。 Example 1 is a laminated structure according to the present disclosure, a method for forming the laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, an electronic device according to the present disclosure, and a method for manufacturing the electronic device according to the first aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 1 is shown in FIG.
実施例1の積層構造体、あるいは、後述する実施例2〜実施例6の積層構造体は、第1有機材料から成る第1層101,201,301,401,501,601、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層102,202,302,402,502,602が積層された積層構造体である。また、実施例1の電子デバイス、あるいは、後述する実施例2〜実施例6の電子デバイスは、電極構造、絶縁層12及び能動層13を備えており、電極構造は、制御電極11、並びに、第1電極及び第2電極14から構成されている。尚、実施例1〜実施例4の電子デバイスは、具体的には、ボトムゲート・トップコンタクト型のTFTであり、実施例5〜実施例6の電子デバイスは、トップゲート・ボトムコンタクト型のTFTである。
The laminated structure of Example 1 or the laminated structures of Examples 2 to 6 to be described later include the
そして、実施例1の電子デバイスにおいて、絶縁層12は、制御電極側から第1絶縁層12A及び第2絶縁層12Bから構成されており、第2絶縁層12Bは第1有機材料から成る。また、能動層13は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成る。そして、第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。即ち、
G0>G1+G2
を満足する。尚、
G0<G1+G2
の場合には、第1有機材料及び第2有機材料の混合系の方が、第1層と第2層とが分離した状態よりもエネルギー的に安定しており、第1層と第2層とが分離した状態を得ることはできない。具体的には、実施例1において、第1有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の絶縁材料、具体的には、ポリオレフィン樹脂、より具体的には、TOPAS(登録商標)から成り、第2有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の有機半導体材料、具体的には、ペリキサンテノキサンテン(6,12-dioxaanthanthrene)の誘導体、より具体的には、エチルフェニル−PXXから成る。また、第1有機材料を溶解する溶剤(第1溶剤)としてキシレンを使用し、第2有機材料を溶解する溶剤(第2溶剤)としてトルエンを使用する。
In the electronic device of Example 1, the insulating
G 0 > G 1 + G 2
Satisfied. still,
G 0 <G 1 + G 2
In this case, the mixed system of the first organic material and the second organic material is more stable in terms of energy than the state in which the first layer and the second layer are separated, and the first layer and the second layer Cannot be separated. Specifically, in Example 1, the first organic material is made of an insulating material of a non-curable material (non-crosslinked polymer), specifically a polyolefin resin, and more specifically, TOPAS (registered trademark). The second organic material is a non-curable material (non-crosslinked polymer) organic semiconductor material, specifically a derivative of 6,12-dioxaanthanthrene, more specifically ethylphenyl-PXX. Consists of. Further, xylene is used as a solvent (first solvent) for dissolving the first organic material, and toluene is used as a solvent (second solvent) for dissolving the second organic material.
ここで、実施例1〜実施例4の電子デバイスは、具体的には、3端子構造を有するボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置であり、
制御電極11によって、基体10上に形成されたゲート電極が構成され、
絶縁層12によって、ゲート電極及び基体10上に形成されたゲート絶縁層(実施例1及び実施例3においては第2ゲート絶縁層、実施例2及び実施例4においてはゲート絶縁層)が構成され、
能動層13によって、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13Bが構成され、
第1電極及び第2電極14によって、チャネル形成領域延在部13Bの上に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成される。
Here, the electronic device of Example 1 to Example 4 is specifically a bottom gate / top contact type semiconductor device having a three-terminal structure,
The
The insulating
The active layer 13 forms a
The first electrode and the
尚、以下においては、「制御電極11」の代わりに「ゲート電極11」という用語を用いて説明を行い、「能動層13」の代わりに「チャネル形成領域13A及び/又はチャネル形成領域延在部13B」という用語を用いて説明を行い、「第1電極及び第2電極14」の代わりに「ソース/ドレイン電極14」という用語を用いて説明を行い、「絶縁層12」の代わりに「第2ゲート絶縁層12B」あるいは「ゲート絶縁層12」という用語を用いて説明を行い、「第1絶縁層12A」の代わりに「第1ゲート絶縁層12A」という用語を用いて説明を行う場合がある。
In the following description, the term “
以下、基体等の模式的な一部端面図である図1の(A)〜(E)を参照して、実施例1の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 1 will be described with reference to FIGS. 1A to 1E which are schematic partial end views of a substrate and the like.
先ず、表面にSiO2から成る絶縁膜10Bが形成されたガラス基板10Aから成る基体10上に、ゲート電極11、及び、ゲート電極11を覆う第1ゲート絶縁層12Aを形成する。
First, a
[工程−100]
具体的には、ガラス基板10Aの表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜10B上に、ゲート電極11を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ゲート電極11としての金(Au)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極11を得ることができる。尚、ガラス基板10Aの表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜10B上に、印刷法に基づきゲート電極11を形成することもできる。
[Step-100]
Specifically, a resist layer (not shown) from which a portion where the
[工程−110]
次いで、基体10及びゲート電極11の上に、架橋剤を含むポリビニルフェノール(PVP)溶液をスリットコーター法に基づき塗布した後、150゜Cに加熱することで、ポリビニルフェノールから成る第1ゲート絶縁層12Aを得る。こうして、図1の(A)に示す構造を得ることができる。
[Step-110]
Next, a polyvinylphenol (PVP) solution containing a cross-linking agent is applied on the
[工程−120]
その後、支持体(具体的には、第1ゲート絶縁層12A)上に、第1有機材料から成る第1層101(第2ゲート絶縁層12B)を形成する。具体的には、第1ゲート絶縁層12上に、ポリオレフィン樹脂のキシレン溶液をスリットコーター法に基づき成膜し、140゜Cにて乾燥することで、厚さ20nmのポリオレフィン樹脂から成る第1層101(第2ゲート絶縁層12B)を形成することができる。こうして、図1の(B)に示す構造を得ることができる。
[Step-120]
Thereafter, the first layer 101 (second
[工程−130]
次いで、第1層101(第2ゲート絶縁層12B)上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層102’を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層102(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)を形成する。具体的には、第1層101(第2ゲート絶縁層12B)上に、ペリキサンテノキサンテン誘導体のトルエン溶液から成る第2有機材料溶液層102’をスリットコーター法により成膜した後、150゜Cにて乾燥する。
[Step-130]
Next, a second organic
ここで、第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したとき、第2有機材料溶液層102’に含まれる溶剤(具体的には、トルエン)によって第1層101(第2ゲート絶縁層12B)の表面が溶解されることにより、第1層101と第2有機材料溶液層102’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図1の(C)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101(第2ゲート絶縁層12B)と第2層102(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは分離する(図1の(D)参照)。即ち、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101(第2ゲート絶縁層12B)と第2層102(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは、自発的に、自然に相分離する。その結果、第1層101と第2層102の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層101と第2層102とは分離している。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号103で示す。第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したときの第1層101が溶剤に溶解する速度は、具体的には、約10nm/分である。
Here, when the second organic
[工程−140]
その後、第2層102上(具体的には、チャネル形成領域延在部13B上)に、ソース/ドレイン電極14を形成する。具体的には、厚さ25nmの金(Au)層から成るソース/ドレイン電極14を、真空蒸着法に基づき形成する(図1の(E)参照)。これらの層の成膜を行う際、第2層102の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース/ドレイン電極14をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。尚、印刷法に基づきソース/ドレイン電極14を形成することもできる。
[Step-140]
Thereafter, the source /
例えば、画像表示装置の製造にあっては、この工程に引き続き、こうして得られたTFTの上あるいは上方に、画像表示部(具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子あるいは電気泳動ディスプレイ素子、半導体発光素子等から成る画像表示部)を、周知の方法に基づき形成すればよい。以下に説明する各実施例においても、電子デバイスの製造の完了後、同様の工程を経ることで画像表示部を得ることができる。 For example, in the manufacture of an image display device, following this process, an image display unit (specifically, for example, an organic electroluminescence element, an electrophoretic display element, a semiconductor, or the like is formed above or above the TFT thus obtained. What is necessary is just to form the image display part which consists of a light emitting element etc. based on a known method. In each of the embodiments described below, the image display unit can be obtained by performing the same process after the manufacture of the electronic device is completed.
あるいは又、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成する。こうして、ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる。あるいは又、チャネル形成領域延在部13B及び第2ゲート絶縁層12Bをパターニングした後、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成してもよく、これによって、能動層13及び第2ゲート絶縁層12Bの密着性の向上を図ることができる。
Alternatively, a passivation film (not shown) is formed on the entire surface. Thus, a bottom-gate / top-contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained. Alternatively, after patterning the channel forming
実施例1にあっては、第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したとき、第2有機材料溶液層102’に含まれる溶剤によって第1層101の表面が溶解されることにより、第1層101と第2有機材料溶液層102’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101と第2層102とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層101)と第2有機材料層(第2層102)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層102)が形成される前に第1有機材料層(第1層101)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例1の積層構造体あるいは電子デバイスにあっては、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
In Example 1, when the second organic
実施例2は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例2の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図2の(E)に示す。実施例2にあっては、実施例1と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。また、ゲート電極は基体に設けられた溝部内に形成されている。これらの点を除き、実施例2の電子デバイスの構成、構造は、実施例1の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例2における第1有機材料及び第2有機材料は、実施例1と同じである。 Example 2 relates to a multilayer structure of the present disclosure, a method for forming the multilayer structure according to the first aspect of the present disclosure, an electronic device of the present disclosure, and a method of manufacturing the electronic device according to the second aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 2 is shown in FIG. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the gate insulating layer has a single layer configuration. The gate electrode is formed in a groove provided in the substrate. Except for these points, the configuration and structure of the electronic device according to the second embodiment are the same as the configuration and structure of the electronic device according to the first embodiment. The first organic material and the second organic material in Example 2 are the same as those in Example 1.
以下、基体等の模式的な一部端面図である図2の(A)〜(E)を参照して、実施例2の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 2 will be described with reference to FIGS.
[工程−200]
先ず、基体10に形成された溝部10C内にゲート電極11を形成する。具体的には、表面にSiO2から成る絶縁膜10Bが形成されたガラス基板10Aから成る基体10のゲート電極を形成すべき領域に、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、溝部10Cを形成する。次いで、ゲート電極11を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ゲート電極11としての金(Au)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極11を得ることができる(図2の(A)参照)。尚、溝部10C内に、印刷法に基づきゲート電極11を形成することもできる。
[Step-200]
First, the
[工程−210]
その後、実施例1の[工程−120]と同様にして、支持体(具体的には、基体10及びゲート電極11)上に、第1有機材料から成る第1層201(ゲート絶縁層12)を形成する。こうして、図2の(B)に示す構造を得ることができる。
[Step-210]
Thereafter, in the same manner as in [Step-120] in Example 1, the first layer 201 (gate insulating layer 12) made of the first organic material is formed on the support (specifically, the
[工程−220]
次いで、実施例1の[工程−130]と同様にして、第1層201(ゲート絶縁層12)上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層202’を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層202(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)を形成する。
[Step-220]
Next, in the same manner as in [Step-130] in Example 1, a second organic material solution in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent on the first layer 201 (gate insulating layer 12). After forming the
ここで、実施例1と同様に、第1層201上に第2有機材料溶液層202’を形成したとき、第2有機材料溶液層202’に含まれる溶剤(具体的には、トルエン)によって第1層201(ゲート絶縁層12)の表面が溶解されることにより、第1層201と第2有機材料溶液層202’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図2の(C)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201(ゲート絶縁層12)と第2層202(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは、分離する(図2の(D)参照)。即ち、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201(ゲート絶縁層12)と第2層202(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号203で示す。
Here, as in Example 1, when the second organic
[工程−230]
その後、実施例1の[工程−140]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図2の(E)参照)。
[Step-230]
Thereafter, by performing the same process as [Process-140] in Example 1, a bottom-gate / top-contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained ((FIG. 2 ( E)).
実施例2にあっても、第1層201上に第2有機材料溶液層202’を形成したとき、第2有機材料溶液層202’に含まれる溶剤によって第1層201の表面が溶解されることにより、第1層201と第2有機材料溶液層202’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201と第2層202とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層201)と第2有機材料層(第2層202)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層202)が形成される前に第1有機材料層(第1層201)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例2の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
Even in Example 2, when the second organic
実施例3は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例3の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図3の(D)に示す。実施例3にあっては、実施例1と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。この点を除き、実施例3の電子デバイスの構造は、実施例1の電子デバイスの構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。 Example 3 is a laminated structure according to the present disclosure, a method for forming the laminated structure according to the second aspect of the present disclosure, an electronic device according to the present disclosure, and a method for manufacturing the electronic device according to the third aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 3 is shown in FIG. In the third embodiment, unlike the first embodiment, the gate insulating layer has a single layer configuration. Except for this point, the structure of the electronic device of Example 3 is the same as the structure of the electronic device of Example 1, and a detailed description thereof will be omitted.
ここで、具体的には、実施例3において、第1有機材料は、絶縁材料、具体的には、非硬化性材料(非架橋ポリマー)であるポリαメチルスチレンから成り、第2有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の有機半導体材料、具体的には、TIPS−ペンタセンから成る。第1有機材料を溶解する第1溶剤としてキシレンを使用し、第2有機材料を溶解する第2溶剤としてトルエンを使用する。 Here, specifically, in Example 3, the first organic material is made of an insulating material, specifically, poly-α-methylstyrene which is a non-curable material (non-crosslinked polymer), and the second organic material is , An organic semiconductor material of a non-curable material (non-crosslinked polymer), specifically, TIPS-pentacene. Xylene is used as the first solvent for dissolving the first organic material, and toluene is used as the second solvent for dissolving the second organic material.
以下、基体等の模式的な一部端面図である図3の(A)〜(D)を参照して、実施例3の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 3 will be described with reference to FIGS. 3A to 3D which are schematic partial end views of a substrate and the like.
[工程−300]
先ず、実施例1の[工程−100]、[工程−110]と同様にして、基体10上に、ゲート電極11、及び、ゲート電極11を覆う第1ゲート絶縁層12Aを形成する(図3の(A)参照)。
[Step-300]
First, in the same manner as in [Step-100] and [Step-110] in Example 1, a
[工程−310]
次に、支持体(具体的には、第1ゲート絶縁層12A)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、絶縁材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層301’、及び、第1有機材料とは異なる、有機半導体材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層302’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層301、及び、第2有機材料から成る第2層302の積層構造体を得る。尚、第1層301によって第2ゲート絶縁層12Bが構成され、第2層302によってチャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13Bが構成される。
[Step-310]
Next, a first organic material solution in which a first organic material made of an insulating material is dissolved in a first solvent on a support (specifically, the first
実施例3にあっては、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を形成したとき、第1有機材料溶液層301’と第2有機材料溶液層302’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図3の(B)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301(第2ゲート絶縁層12B)と第2層302(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは分離する(図3の(C)参照)。即ち、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301(第2ゲート絶縁層12B)と第2層302(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号303で示す。
In Example 3, when the first organic
[工程−320]
その後、実施例1の[工程−140]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図3の(D)参照)。
[Step-320]
Thereafter, by performing the same process as [Process-140] in Example 1, a bottom-gate / top-contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained ((FIG. 3 ( D)).
実施例3にあっては、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を形成したとき、第1有機材料溶液層301’と第2有機材料溶液層302’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301と第2層302とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層301)と第2有機材料層(第2層302)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層302)が形成される前に第1有機材料層(第1層301)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例3の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
In Example 3, when the first organic
実施例4は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例4の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図4の(D)に示す。実施例4にあっては、実施例3と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。また、ゲート電極は、基体に設けられた溝部内に形成されている。これらの点を除き、実施例4の電子デバイスの構成、構造は、実施例3の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例4における第1有機材料及び第2有機材料は、実施例3と同じである。 Example 4 is a laminated structure according to the present disclosure, a method for forming a laminated structure according to the second aspect of the present disclosure, an electronic device according to the present disclosure, and a method for manufacturing the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 4 is shown in FIG. In the fourth embodiment, unlike the third embodiment, the gate insulating layer has a single layer configuration. The gate electrode is formed in a groove provided in the substrate. Except for these points, the configuration and structure of the electronic device of Example 4 are the same as the configuration and structure of the electronic device of Example 3, and thus detailed description thereof is omitted. The first organic material and the second organic material in Example 4 are the same as those in Example 3.
以下、基体等の模式的な一部端面図である図4の(A)〜(D)を参照して、実施例4の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 4 will be described with reference to FIGS. 4A to 4D which are schematic partial end views of a substrate and the like.
[工程−400]
先ず、実施例2の[工程−200]と同様にして、基体10に形成された溝部10C内にゲート電極11を形成する(図4の(A)参照)。
[Step-400]
First, the
[工程−410]
次いで、実施例3の[工程−310]と同様にして、支持体(具体的には、基体10及びゲート電極11)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、絶縁材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層401’、及び、第1有機材料とは異なる、有機半導体材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層402’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層401、及び、第2有機材料から成る第2層402の積層構造体を得る。尚、実施例3と同様に、第1層401によってゲート絶縁層12が構成され、第2層402によってチャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13Bが構成される。
[Step-410]
Next, in the same manner as in [Step-310] of Example 3, the first organic material made of an insulating material is used on the support (specifically, the
実施例4にあっても、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を形成したとき、第1有機材料溶液層401’と第2有機材料溶液層402’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図4の(B)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401(ゲート絶縁層12)と第2層402(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは分離する(図4の(C)参照)。即ち、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401(ゲート絶縁層12)と第2層402(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号403で示す。
Even in Example 4, when the first organic
[工程−420]
その後、実施例1の[工程−140]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート・トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図4の(D)参照)。
[Step-420]
Thereafter, by performing the same process as [Process-140] in Example 1, a bottom-gate / top-contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained ((FIG. 4 ( D)).
実施例4にあっても、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を形成したとき、第1有機材料溶液層401’と第2有機材料溶液層402’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401と第2層402とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層401)と第2有機材料層(第2層402)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層402)が形成される前に第1有機材料層(第1層401)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例4の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
Even in Example 4, when the first organic
実施例5は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例5の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図5の(E)に示す。 Example 5 is a laminated structure of the present disclosure, a method of forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, an electronic device of the present disclosure, and a method of manufacturing the electronic device according to the fifth aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 5 is shown in FIG.
実施例5あるいは後述する実施例6の電子デバイスにあっては、チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13Bは第1層501から構成されており、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成る。一方、ゲート絶縁層12は第2層502から構成されており、絶縁材料から成る第2有機材料から成る。実施例5においては、有機半導体材料、絶縁材料及び溶剤は、実施例1において説明したと同じ有機半導体材料、絶縁材料及び溶剤を使用した。
In the electronic device of Example 5 or Example 6 to be described later, the
即ち、実施例5あるいは後述する実施例6の電子デバイスは、具体的には、3端子構造を有するトップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置であり、
第1電極及び第2電極14によって、基体10に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成され、
能動層13によって、一対のソース/ドレイン電極の間の基体10上に形成されたチャネル形成領域13A、及び、ソース/ドレイン電極の上に形成されたチャネル形成領域延在部13Bが構成され、
絶縁層12によって、チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
制御電極11によって、チャネル形成領域13Aに対向してゲート絶縁層12上に形成されたゲート電極が構成される。
That is, the electronic device of Example 5 or Example 6 to be described later is specifically a top gate / bottom contact type semiconductor device having a three-terminal structure.
The first electrode and the
The active layer 13 constitutes a
The insulating
The
以下、基体等の模式的な一部端面図である図5の(A)〜(E)を参照して、実施例5の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 5 will be described with reference to (A) to (E) of FIGS.
[工程−500]
先ず、実施例2の[工程−200]と実質的に同様にして、基体10に形成された溝部10C内にソース/ドレイン電極14を形成する(図5の(A)参照)。
[Step-500]
First, a source /
[工程−510]
次いで、支持体(具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極14)上に、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成る第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)を形成する。より具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極14上に、ペリキサンテノキサンテン誘導体のトルエン溶液から成る第1有機材料溶液層をスリットコーター法により成膜した後、150゜Cにて乾燥することで、第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)を得ることができる(図5の(B)参照)。
[Step-510]
Next, on the support (specifically, the
[工程−520]
その後、第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)上に、第1有機材料とは異なる、絶縁材料から成る第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層502’を形成した後(図5の(C)参照)、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層502(ゲート絶縁層12)を形成する。具体的には、第1層501上に、実施例1の[工程−120]と同様に、ポリオレフィン樹脂のキシレン溶液をスリットコーター法に基づき成膜し、乾燥することで、厚さ20nmのポリオレフィン樹脂から成る第2層502(ゲート絶縁層12)を形成することができる。こうして、図5の(D)に示す構造を得ることができる。第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したときの第1層501が溶剤に溶解する速度は、具体的には、約10nm/分である。
[Step-520]
Thereafter, a second organic material solution layer obtained by dissolving a second organic material made of an insulating material different from the first organic material in a solvent on the first layer 501 (the
ここで、第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したとき、第2有機材料溶液層502’に含まれる溶剤(具体的には、キシレン)によって第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)の表面が溶解されることにより、第1層501と第2有機材料溶液層502’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図5の(C)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)と第2層502(ゲート絶縁層12)とは分離する(図5の(D)参照)。即ち、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)と第2層502(ゲート絶縁層12)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号503で示す。
Here, when the second organic
[工程−530]
その後、実施例1の[工程−140]と同様の工程を実行することで、トップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図5の(E)参照)。
[Step-530]
Thereafter, a step similar to [Step-140] in Example 1 is performed to obtain a top gate / bottom contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) (FIG. 5 ( E)).
実施例5にあっても、第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したとき、第2有機材料溶液層502’に含まれる溶剤によって第1層501の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層502’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501と第2層502とは分離する。その結果、第1層501と第2有機材料層(第2層502)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層502)が形成される前に第1層501が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例5の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
Even in Example 5, when the second organic
実施例6は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の電子デバイス、及び、本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例6の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図6の(D)に示す。実施例6の電子デバイスの構成、構造は、実施例5の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例6における第1有機材料、第2有機材料、第1溶剤及び第2溶剤は、実施例3における第1有機材料、第2有機材料、第1溶剤及び第2溶剤と同じである。 Example 6 is a laminated structure according to the present disclosure, a method for forming a laminated structure according to the second aspect of the present disclosure, an electronic device according to the present disclosure, and a method for manufacturing the electronic device according to the sixth aspect of the present disclosure. About. A schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 6 is shown in FIG. Since the configuration and structure of the electronic device of Example 6 are the same as the configuration and structure of the electronic device of Example 5, detailed description thereof will be omitted. The first organic material, the second organic material, the first solvent, and the second solvent in Example 6 are the same as the first organic material, the second organic material, the first solvent, and the second solvent in Example 3. .
以下、基体等の模式的な一部端面図である図6の(A)〜(D)を参照して、実施例6の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 6 will be described with reference to FIGS. 6A to 6D which are schematic partial end views of a substrate and the like.
[工程−600]
先ず、実施例5の[工程−500]と同様にして、基体10に形成された溝部10C内にソース/ドレイン電極14を形成する(図6の(A)参照)。
[Step-600]
First, in the same manner as in [Step-500] of the fifth embodiment, the source /
[工程−610]
次に、支持体(具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極14)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、有機半導体材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層601’、及び、第1有機材料とは異なる、絶縁材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層602’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層601、及び、第2有機材料から成る第2層602の積層構造体を得る。尚、第1層601によってチャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13Bが構成され、第2層602によってゲート絶縁層12が構成される。
[Step-610]
Next, a first organic material made of an organic semiconductor material is dissolved in a first solvent on a support (specifically, the
実施例6にあっては、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を形成したとき、第1有機材料溶液層601’と第2有機材料溶液層602’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図6の(B)参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)と第2層602(ゲート絶縁層12)とは分離する(図6の(C)参照)。即ち、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601(チャネル形成領域13A及びチャネル形成領域延在部13B)と第2層602(ゲート絶縁層12)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号603で示す。
In Example 6, when the first organic
[工程−620]
その後、実施例1の[工程−140]と同様の工程を実行することで、トップゲート・ボトムコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図6の(D)参照)。
[Step-620]
Thereafter, by performing the same process as [Process-140] in Example 1, a top gate / bottom contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained ((FIG. 6 ( D)).
実施例6にあっても、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を形成したとき、第1有機材料溶液層601’と第2有機材料溶液層602’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601と第2層602とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層601)と第2有機材料層(第2層602)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層602)が形成される前に第1有機材料層(第1層601)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例6の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
Even in Example 6, when the first organic
実施例1〜実施例6にあっては、電子デバイスを3端子型の電子デバイスとした。一方、実施例7にあっては、電子デバイスを2端子型の電子デバイスとする。2端子構造を有する電子デバイスとして、能動層への光の照射によって第1電極と第2電極との間に電流が流れる光電変換素子を挙げることができる。電子デバイスから光電変換素子を構成する場合、光電変換素子によって、具体的には、太陽電池やイメージセンサーを構成することができる。尚、3端子構造を有する電子デバイスからも光電変換素子を構成することができ、この場合、制御電極への電圧の印加は行わなくともよいし、行ってもよく、後者の場合、制御電極への電圧の印加によって、流れる電流の変調を行うことが可能となる。 In Examples 1 to 6, the electronic device was a three-terminal electronic device. On the other hand, in Example 7, the electronic device is a two-terminal electronic device. As an electronic device having a two-terminal structure, a photoelectric conversion element in which a current flows between a first electrode and a second electrode by irradiating light to an active layer can be given. When a photoelectric conversion element is configured from an electronic device, specifically, a solar cell or an image sensor can be configured by the photoelectric conversion element. Note that a photoelectric conversion element can also be configured from an electronic device having a three-terminal structure. In this case, voltage application to the control electrode may or may not be performed. In the latter case, to the control electrode. By applying this voltage, it is possible to modulate the flowing current.
実施例7の2端子型の電子デバイスは、具体的には、模式的な一部断面図を図7の(A)及び(B)に示すように、
第1電極23及び第2電極24、並びに、
第1電極23と第2電極24との間に形成された能動層22、
を備えている。尚、能動層22は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、電化注入層21は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、電化注入層21は、基体20と能動層22との間に形成されている(図7の(A)参照)。あるいは又、能動層22は、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成り、電化注入層21は、絶縁材料から構成された第2有機材料から成り、電化注入層21は能動層22の上に形成されている(図7の(B)参照)。そして、能動層22への光の照射によって電力が生成する。即ち、実施例7の電子デバイスは、光電変換素子あるいは太陽電池として機能する。あるいは又、第1電極23及び第2電極24への電圧の印加によって能動層22が発光する発光素子として機能する。実施例7の2端子型の電子デバイスから例えば太陽電池を構成する場合、能動層22としてP3HT、電化注入層21としてPEDOT/PSSを挙げることができる。
Specifically, in the two-terminal electronic device of Example 7, as shown in (A) and (B) of FIG.
A
An
It has. The
以上の点を除き、実施例7の電子デバイスの構成、構造は、基本的に、制御電極を設けない点、電極構造が第1電極及び第2電極から構成されている点を除き、実施例1〜実施例6において説明した電子デバイスの構成、構造と、実質的に、同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例7の電子デバイスは、具体的には、実施例1の[工程−120]〜[工程−140]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例2の[工程−210]〜[工程−230]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例3の[工程−310]〜[工程−320]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例4の[工程−410]〜[工程−420]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例5の[工程−500]〜[工程−520]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例6の[工程−600]〜[工程−610]と同様の工程を実行することで得ることができる。 Except for the above points, the configuration and structure of the electronic device of Example 7 are basically the same as Example except that the control electrode is not provided and the electrode structure is composed of the first electrode and the second electrode. Since the configuration and structure of the electronic device described in the first to sixth embodiments can be substantially the same, detailed description thereof is omitted. Specifically, the electronic device of Example 7 performs the same steps as [Step-120] to [Step-140] of Example 1, or alternatively, [Step-210] to [Step-210] of Example 2. Steps similar to [Step-230] are performed, or steps similar to [Step-310] to [Step-320] of Example 3 are performed, or [Step-410] of Example 4 is performed. The same process as [Step-420] is executed, or the same process as [Step-500] to [Step-520] of Example 5 is executed, or alternatively, the [Step-] of Example 6 is executed. 600] to [Step-610].
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した積層構造体、電子デバイス、積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法の構成、構造、形成条件、製造条件は、例示であり、適宜、変更することができる。本開示によって得られた電子デバイスを、例えば、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基体や支持体、支持部材に多数の電子デバイスを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各電子デバイスを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。 While the present disclosure has been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments. The configurations, structures, formation conditions, and manufacturing conditions of the stacked structure, electronic device, stacked structure forming method, and electronic device manufacturing method described in the examples are examples and can be appropriately changed. For example, when the electronic device obtained by the present disclosure is applied to and used in a display apparatus or various electronic apparatuses, a monolithic integrated circuit in which a large number of electronic devices are integrated on a base body, a support, or a support member may be used. The electronic device may be cut and individualized and used as a discrete component.
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[1]《積層構造体の形成方法:第1の態様》
支持体上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程から成り、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。
[2]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[1]に記載の積層構造体の形成方法。
[3]《積層構造体の形成方法:第2の態様》
支持体上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、積層構造体の形成方法であって、
支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。
[4]第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている[1]乃至[3]のいずれか1項に記載の積層構造体の形成方法。
[5]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[1]乃至[4]のいずれか1項に記載の積層構造体の形成方法。
[6]《電子デバイスの製造方法:第1の態様》
(A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
(B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[7]《電子デバイスの製造方法:第2の態様》
(A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[8]《電子デバイスの製造方法:第3の態様》
(A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
(B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[9]《電子デバイスの製造方法:第4の態様》
(A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[10]第2層を形成した後、第2層上に第1電極及び第2電極を形成する工程を更に備えている[6]乃至[9]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
[11]《電子デバイスの製造方法:第5の態様》
(A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[12]《電子デバイスの製造方法:第6の態様》
(A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
[13]第2層を形成した後、第2層上に制御電極を形成する工程を更に備えている[11]又は[12]に記載の電子デバイスの製造方法。
[14]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[6]又は[11]に記載の電子デバイスの製造方法。
[15]第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている[6]乃至[14]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
[16]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[6]乃至[15]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
[17]《積層構造体》
第1有機材料から成る第1層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層が積層された積層構造体であって、
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている積層構造体。
[18]第1層と第2層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層と第2層とは分離している[17]に記載の積層構造体。
[19]第1層上に、第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する[18]に記載の積層構造体。
[20]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[19]に記載の積層構造体。
[21]第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する[18]に記載の積層構造体。
[22]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[17]乃至[21]のいずれか1項に記載の積層構造体。
[23]《電子デバイス》
電極構造、絶縁層及び能動層を備えた電子デバイスであって、
絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている電子デバイス。
[24]絶縁層と能動層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、絶縁層と能動層とは分離している[23]に記載の電子デバイス。
[25]第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)上に、第2有機材料(能動層あるいは絶縁層を構成する材料)を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する[24]に記載の電子デバイス。
[26]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[25]に記載の電子デバイス。
[27]第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する[24]に記載の電子デバイス。
[28]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[23]乃至[27]のいずれか1項に記載の電子デバイス。
In addition, this indication can also take the following structures.
[1] << Formation Method of Laminated Structure: First Aspect >>
Forming a first layer of a first organic material on a support;
A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. ,
Each process consists of
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method for forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
[2] The laminated structure according to [1], wherein the rate of dissolution of the first layer in the solvent when the second organic material solution layer is formed on the first layer is greater than 0 nm / min and not greater than 50 nm / min. Body formation method.
[3] << Method for Forming Laminated Structure: Second Aspect >>
On the support, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. And then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to form a laminated structure of the first layer made of the first organic material and the second layer made of the second organic material. A method for forming a laminated structure, comprising:
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed on the support, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer Mixed,
A method of forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
[4] The combination of the first organic material and the second organic material is composed of a combination of materials having a positive change in cast free energy before and after mixing the first organic material and the second organic material. The method for forming a laminated structure according to any one of [3].
[5] The method for forming a laminated structure according to any one of [1] to [4], wherein the first organic material and the second organic material are made of a non-curable material.
[6] << Electronic Device Manufacturing Method: First Aspect >>
(A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the first insulating layer;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
[7] << Electronic Device Manufacturing Method: Second Aspect >>
(A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the substrate and the control electrode;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
[8] << Electronic Device Manufacturing Method: Third Aspect >>
(A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) On the first insulating layer, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
[9] << Electronic Device Manufacturing Method: Fourth Aspect >>
(A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) On the substrate and the control electrode, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
[10] The electronic device according to any one of [6] to [9], further comprising a step of forming a first electrode and a second electrode on the second layer after forming the second layer. Production method.
[11] << Electronic Device Manufacturing Method: Fifth Aspect >>
(A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer made of a first organic material on the substrate and the first and second electrodes;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
[12] << Electronic Device Manufacturing Method: Sixth Aspect >>
(A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) a first organic material solution layer obtained by dissolving a first organic material in a first solvent on the substrate, the first electrode, and the second electrode; and a second organic material different from the first organic material is a second solvent. Forming a second organic material solution layer dissolved in the first organic material solution layer, and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to thereby form a first layer made of the first organic material, and a second organic material To obtain a second layer laminated structure comprising:
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
[13] The method for manufacturing an electronic device according to [11] or [12], further comprising a step of forming a control electrode on the second layer after forming the second layer.
[14] The rate at which the first layer dissolves in the solvent when the second organic material solution layer is formed on the first layer is more than 0 nm / min and not more than 50 nm / min. [6] or [11] The manufacturing method of the electronic device of description.
[15] The combination of the first organic material and the second organic material is composed of a combination of materials having a positive change in cast free energy before and after mixing the first organic material and the second organic material. [14] The method for manufacturing an electronic device according to any one of [14].
[16] The method for manufacturing an electronic device according to any one of [6] to [15], wherein the first organic material and the second organic material are made of a non-curable material.
[17] << Laminated structure >>
A laminated structure in which a first layer made of a first organic material and a second layer made of a second organic material different from the first organic material are laminated,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. A laminated structure composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of the organic material is positive.
[18] The interface according to [17], wherein the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the first layer and the second layer, and the first layer and the second layer are separated. Laminated structure.
[19] By forming a second organic material solution layer in which the second organic material is dissolved in a solvent on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer. Thus, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer,
The laminated structure according to [18], wherein the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
[20] The laminated structure according to [19], wherein the rate of dissolution of the first layer in the solvent when the second organic material solution layer is formed on the first layer is more than 0 nm / min and 50 nm / min or less. body.
[21] forming a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. Then, by drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are The laminated structure according to [18], wherein the first layer and the second layer are separated when they are mixed and the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
[22] The laminated structure according to any one of [17] to [21], wherein the first organic material and the second organic material are made of a non-curable material.
[23] << Electronic device >>
An electronic device comprising an electrode structure, an insulating layer and an active layer,
The insulating layer is made of a first organic material composed of an insulating material,
The active layer is composed of a second organic material composed of an organic semiconductor material,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. An electronic device composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of an organic material is positive.
[24] The electronic device according to [23], wherein the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the insulating layer and the active layer, and the insulating layer and the active layer are separated.
[25] Forming a second organic material solution layer in which a second organic material (material constituting the active layer or insulating layer) is dissolved in a solvent on the first layer (layer constituting the insulating layer or active layer). Then, when the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material at the interface between the first layer and the second organic material solution layer are Mixed,
When the second organic material solution layer is dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) are separated from each other [24] Electronic devices.
[26] The electronic device according to [25], wherein when the second organic material solution layer is formed on the first layer, the dissolution rate of the first layer in the solvent is more than 0 nm / min and 50 nm / min or less. .
[27] forming a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. Then, by drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are When mixed and the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) [24] The electronic device according to [24].
[28] The electronic device according to any one of [23] to [27], wherein the first organic material and the second organic material are made of a non-curable material.
101,201,301,401,501,601,701・・・第1層、102,202,302,402,502,602,702・・・第2層、301’,401’,601’・・・第1有機材料溶液層、102’,202’,302’,402’,502’,602’・・・第2有機材料溶液層、103,203,303,403,503,603・・・第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域、10・・・基体、10A・・・ガラス基板、10B・・・絶縁膜、10C・・・溝部、11・・・制御電極(ゲート電極)、12・・・絶縁層(ゲート絶縁層)、12A・・・第1絶縁層(第1ゲート絶縁層)、12B・・・第2絶縁層(第2ゲート絶縁層)、13・・・能動層、13A・・・チャネル形成領域、13B・・・チャネル形成領域延在部、14・・・第1電極及び第2電極(ソース/ドレイン電極)、20・・・基体、21・・・電化注入層、22・・・能動層、23・・・第1電極、24・・・第2電極 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701 ... 1st layer, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702 ... 2nd layer, 301 ', 401', 601 '... First organic material solution layer, 102 ′, 202 ′, 302 ′, 402 ′, 502 ′, 602 ′... Second organic material solution layer, 103, 203, 303, 403, 503, 603. 1 region where organic material and second organic material are mixed, 10 ... substrate, 10A ... glass substrate, 10B ... insulating film, 10C ... groove, 11 ... control electrode (gate electrode) ), 12... Insulating layer (gate insulating layer), 12A... First insulating layer (first gate insulating layer), 12B... Second insulating layer (second gate insulating layer), 13. Active layer, 13A... Channel forming region, 13B. Channel forming region extension part, 14... First electrode and second electrode (source / drain electrode), 20... Substrate, 21... Electrification injection layer, 22. 1st electrode, 24 ... 2nd electrode
Claims (20)
第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程から成り、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。 Forming a first layer of a first organic material on a support;
A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. ,
Each process consists of
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method for forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。 On the support, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. And then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to form a laminated structure of the first layer made of the first organic material and the second layer made of the second organic material. A method for forming a laminated structure, comprising:
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed on the support, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer Mixed,
A method of forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
(B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the first insulating layer;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer of a first organic material on the substrate and the control electrode;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
(B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって第2絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate,
(B) On the first insulating layer, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
A second insulating layer is constituted by the first layer;
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
(B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
第1層によって絶縁層が構成され、
第2層によって能動層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate,
(B) On the substrate and the control electrode, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer. To obtain a laminated structure of
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an insulating material, the second organic material is made of an organic semiconductor material,
An insulating layer is constituted by the first layer,
The second layer constitutes the active layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
(C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) forming a first layer made of a first organic material on the substrate and the first and second electrodes;
(C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material. Forming,
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of
A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
(B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
第1層によって能動層が構成され、
第2層によって絶縁層が構成され、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。 (A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate,
(B) a first organic material solution layer obtained by dissolving a first organic material in a first solvent on the substrate, the first electrode, and the second electrode; and a second organic material different from the first organic material is a second solvent. Forming a second organic material solution layer dissolved in the first organic material solution layer, and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer to thereby form a first layer made of the first organic material, and a second organic material To obtain a second layer laminated structure comprising:
An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material,
The first layer constitutes an active layer,
An insulating layer is constituted by the second layer,
When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている積層構造体。 A laminated structure in which a first layer made of a first organic material and a second layer made of a second organic material different from the first organic material are laminated,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. A laminated structure composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of the organic material is positive.
第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する請求項16に記載の積層構造体。 By forming a second organic material solution layer in which the second organic material is dissolved in a solvent on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer,
The laminated structure according to claim 16, wherein the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている電子デバイス。 An electronic device comprising an electrode structure, an insulating layer and an active layer,
The insulating layer is made of a first organic material composed of an insulating material,
The active layer is composed of a second organic material composed of an organic semiconductor material,
The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. An electronic device composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of an organic material is positive.
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