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JP4281320B2 - Method for producing organic thin film transistor - Google Patents
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JP4281320B2 JP2002299976A JP2002299976A JP4281320B2 JP 4281320 B2 JP4281320 B2 JP 4281320B2 JP 2002299976 A JP2002299976 A JP 2002299976A JP 2002299976 A JP2002299976 A JP 2002299976A JP 4281320 B2 JP4281320 B2 JP 4281320B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機半導体材料を活性層に有する薄膜トランジスタ(TFT)およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
有機半導体材料は、現在、発光ダイオード、金属−絶縁体−半導体有機薄膜トランジスタ(MIS−FET)のようなTFTなどのさまざまなデバイスにおける活性層としての使用が研究されている(特許文献1など)。有機半導体材料は、柔軟なプラスチック基板との両立性や、スピンコートによる形成の容易さのような加工性の利点を有する。しかし、このような有機半導体材料がTFTデバイスにおいて有用であるためには、結果として得られるデバイスは、個々の応用に適したオン/オフ比を有していなければならない。一般にTFTデバイスでは少なくとも約10のオン/オフ比を有しなければならない。オン/オフ比を支配する有機半導体材料の性質は、キャリア移動度と電気伝導度である。
【0003】
一般的にTFTデバイスに使用する有機半導体材料は、少なくともキャリア移動度μが約10−3cm/Vs以上で、電気伝導率約10−5S/cm以下を有していなければならない。このような有機半導体材料を使えば、少なくとも約10のオン/オフ比を有するTFTデバイスを作製することができる。
【0004】
このような有機材料には、ペンタセン(特許文献2、3)、位置規則的ポリチオフェン(特許文献4)などがあげられる。
しかし、このような有機材料は、水分、酸素により、特性が劣化し、オン/オフ比が10以下になるという問題があった。つまり、水分、酸素等の影響により、有機材料が変質するために、所定のトランジスタ特性を得ることができず、品質が維持できなくなる。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−55568号公報
【特許文献2】
米国特許第5,946,551号明細書
【特許文献3】
米国特許第5,982,970号明細書
【特許文献4】
米国特許第6,107,117号明細書
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水分や酸素などによる有機半導体材料の劣化のない有機薄膜トランジスタを製造することを課題とし、また初期性能を長時間維持できる長寿命の有機薄膜トランジスタの提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、少なくともプラスチック基材上に、ガスバリア層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層および有機半導体からなる活性層を含む有機薄膜トランジスタにおいて、ガスバリア層形成前のプラスチック基材を加熱減圧乾燥し水分含有率が重量分率で0.2%以下にする工程と、次に前記プラスチック基材表面にガスバリア層を形成する工程と、次に前記ガスバリア層が形成された前記プラスチック基材上にゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層および有機半導体からなる活性層を形成する工程と、次に前記ガスバリア層および前記活性層が形成された前記プラスチック基材を加熱減圧乾燥する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【0008】
請求項2の発明は、前記各電極に用いる電極材料、前記絶縁層に用いる絶縁層材料及び前記活性層に用いる活性層材料の水分含有率がいずれも重量分率で0.2%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1および2に記載の方法で製造された有機薄膜トランジスタを用いた、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、RFID、センサーなどのデバイスにおいて、該各デバイスを構成する該有機薄膜トランジスタ以外の部材の水分含有率が0.2%以下であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
図1に本発明の一例として、有機半導体材料を活性層に有する金属−絶縁体−半導体電界効果トランジスタ(MISFET型)デバイスの一例を図示した。図1のMISFETでは、バリア層2付きプラスチック基材1上に、金属電極3、絶縁層4が形成される。さらに2つの金属電極5、6が絶縁層4上に形成される。有機半導体層7が金属電極5および6の上およびそれらの間に形成される。
【0011】
本発明に用いるプラスチック基材1には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフェン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリルレートなどを使用することができる。
【0011】
このようなプラスチック基材1は高分子化合物からなるため、その中にはある程度水分が含まれている。含有水分は基材中を拡散し、有機半導体に影響を与える。プラスチック基材1の水分含有率を低下させておけば、拡散率が高くても、水蒸気の総量は低下し、有機TFTの劣化を低減することができる。その水分含有率は0.2%以上であると劣化が速く、0.2%以下とすることが望ましい。さらに望ましくは0.1%以下、特に望ましくは0.05%以下である。
なお、水分含有率の測定は、例えばカール・フィッシャー滴定法(三菱化成製電量滴定式水分測定装置CA−06)により行うことができる。
【0012】
水分含有率を低減する方法としては、元来吸水しにくいポリプロピレン、シクロオレフィンポリマーなどのプラスチック基材1を使用する方法と、元来吸水しやすいポリアミド、ポリエステル系などのプラスチック基材1を、積極的に乾燥させる方法とがある。乾燥を行うことにより、水分だけでなく、酸素、モノマー、溶剤などのガスも除去できる場合があり、素子劣化防止に有効である。
【0013】
上述のプラスチック基材1を乾燥させる方法としては、通常の加熱乾燥法以外にも、減圧乾燥法、およびこれらを組み合わせた方法などを使用できる。特に、プラスチック基材1内部の水分およびその他のガス分子を短時間で取り除くことができる減圧乾燥法が望ましい。
【0014】
上述のプラスチック基材1の水分の拡散は、基材の水分含有量と基材中の水蒸気の拡散の大きさとに影響を受ける。
本発明ではプラスチック基材1の表面にガスバリア層2を形成することにより、水蒸気の拡散をも小さくでき、素子劣化の速度を低下させることができる。拡散率の低減により素子劣化速度を低下させる方法としては、プラスチック基材1の表面の少なくとも有機半導体層に接する面側あるいは両側の表面に水蒸気バリア性能を有するガスバリア層2を形成する方法がある。少なくとも有機半導体層に接する面側に水蒸気バリア性能を有するガスバリア層2を形成するのは、有機半導体層に直接的に接する面であり、水蒸気の拡散の影響が大きいからである。水蒸気バリア性能を有するガスバリア層2は、水蒸気バリア性能だけでなく、酸素バリア性能など、他のガスに対するバリア性能も有していてもよい。特に酸素バリア性能を有していることが望ましい。
また、用いるプラスチック基材1は前記した水分含有率の範囲内であるとより好ましい。
【0015】
ガスバリア層2としては、公知の材料、例えばポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレンなどの有機薄膜、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などの無機薄膜、および、それらの複合膜・積層膜まで使用することが可能である。その中でも特に酸化アルミニウムや酸化ケイ素などの無機酸化物が水蒸気透過性だけでなく酸素透過性が低くて望ましい。また、巻き取り式真空成膜法により製膜するのが、バリア性能、製造コストの面からも望ましい。
【0016】
本発明の電極3、5、6には、金、銀、銅、クロム、チタン、インジウムスズ酸化物(ITO)、導電性ポリマーなどを使用することができる。電極3、5、6の膜厚は少なくと0.01μm以上である。電極3、5、6は真空蒸着法、スピンコート法などの公知の方法で形成することができる。
【0017】
本発明の絶縁層4に用いる絶縁材料は、特に限定はしないが、有機材料を使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフェン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリルレートなどを使用することができる。金属電極間のリーク電流を抑えるためには、絶縁材料の伝導度は約10−12S/cm以下の材料が好ましい。絶縁層は、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、インクジェット法などの従来の方法を用いて形成される。絶縁層の膜厚は0.1〜1μmが望ましい。また、絶縁材料には、無機材料を使用することもできるが、プロセス温度が高温にならないように注意が必要である。無機絶縁材料には、二酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどをCVD法、ゾルゲル法などの公知の方法で形成することができる。
【0018】
本発明の有機半導体層7に用いる有機半導体材料は、ペリレン・テトラカルボキシリック・ジアンヒドリド(PTCDA)、ナフタレン・テトラカルボキシリック・ジアンヒドリド(NTCDA)、銅フタロシアニン、フッ化銅フタロシアニン、テトラセン、ペンタセン、チオフェンオリゴマー、α−セクシチオフェン、レジオレギュラー・ポリ(チオフェン)などの公知の様々な材料を使用することができる。
【0019】
有機半導体層7は、真空蒸着法などのドライプロセス、あるいはスピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、インクジェット法などのウエットプロセスを用いて形成される。有機半導体層の膜厚は少なくとも0.01μm以上が望ましい。
【0020】
本発明では、有機半導体層7上にさらに保護層を設けることができる。保護層としては公知の材料を用いることができる。また、前記保護層に、ガスバリア性を持たせることにより、プラスチック基材とは反対側からの水分や酸素から保護することができる。
【0021】
本発明の有機薄膜トランジスタは、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、RFID(Radio Frequency Identification)、センサーなどのデバイスに使用することができる。
【0022】
これらのデバイスに使用する場合、これらのデバイスを構成する有機薄膜トランジスタ以外の層間、層表面にガスバリア層を設け、有機薄膜トランジスタへの水分、酸素の侵入を防いでも良い。
【0023】
また、これらのデバイスを構成する有機薄膜トランジスタ以外の対向基板、液晶層やEL層などの機能薄膜、シール剤などの部材の水分含有率も0.2%以下とすることが望ましい。さらに望ましくは0.1%以下、特に望ましくは0.05%以下である。そうすれば、有機薄膜トランジスタへの水分、酸素の侵入が防ぐことができる。
【0024】
【実施例】
<実施例1>
実施例1として、図1に示したMISFETを作製した。
先ず、プラスチック基材1には、ポリエチレンテレフタレート(PET)を使用した。プラスチック基材1を真空中100℃で24時間乾燥した。乾燥後、基材1の水分含有量は0.2%以下となった。次に、このPETの両面に、電子線加熱方式により酸化アルミニウム層を蒸着し、膜厚0.1μmのガスバリア層2を形成した。
次に、ガスバリア層2上に、ゲート電極3として、真空蒸着法によって膜厚0.1μmの金膜を形成した。次に、絶縁層4として、スピンコート法により膜厚0.3μmのポリメチルメタクリレート(PMMA)層を形成した。次に、ソース電極5とドレイン電極6として、真空蒸着法によって膜厚0.1μmの金膜を形成した。ここでチャンネル長は50μm、チャンネル幅は500μmで形成した。
次に、活性層として、スピンコート法により膜厚0.1μmの有機半導体層7を形成した。有機半導体材料には、位置規則的なポリ(3−ヘキシルチオフェン)(Aldrich製)を使用した。このポリマーにおける連結は、少なくとも98.5%がHT(head−to−tail)連結であった。位置規則的なポリ(3−ヘキシルチオフェン)を室温でクロロホルムに1mg/ml溶解し、孔径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)メンブランフィルタで濾過した。
次に有機半導体層7形成後、真空中100℃で24時間乾燥した。乾燥後、基材1、絶縁層4、有機半導体層7の水分含有量は0.2%以下となった。
作製されたMISFET型TFTのキャリア移動度、伝導度を測定したところ、それぞれ1×10−2cm/Vs、1×10−4S/cmであった。オン/オフ比は約10であった。
【0025】
<比較例1>
真空乾燥乾工程を除き、ガスバリア層を設けなかったこと以外は実施例1と同様の方法でMISFETを作製した。
作製されたMISFET型TFTの水分含有量は0.4%であり、またキャリア移動度、伝導度を測定したところ、それぞれ1×10−3cm/Vs、1×10−5S/cmであった。オン/オフ比は約10であった。
【0026】
【発明の効果】
本発明よれば、有機薄膜トランジスタを構成する部材、材料の含有水分量を低減することで、水分、酸素等の影響を極力除外し、経時劣化が少なく、初期性能を長時間維持できる長寿命の有機薄膜トランジスタとその製造方法を提供することができる。また、プラスチック基材表面の有機薄膜トランジスタを形成する面側にガスバリア層を設けることで水分、酸素等を遮断し、経時劣化が少なく、初期性能を長時間維持できる長寿命の有機薄膜トランジスタを提供できる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機薄膜トランジスタの一例の断面の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
1 プラスチック基材
2 ガスバリア層
3 ゲート電極
4 絶縁層
5 ソース電極
6 ドレイン電極
7 有機半導体層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film transistor (TFT) having an organic semiconductor material in an active layer and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Organic semiconductor materials are currently being studied for use as active layers in various devices such as light emitting diodes, TFTs such as metal-insulator-semiconductor organic thin film transistors (MIS-FETs) (Patent Document 1, etc.). Organic semiconductor materials have the advantage of workability such as compatibility with flexible plastic substrates and ease of formation by spin coating. However, in order for such organic semiconductor materials to be useful in TFT devices, the resulting device must have an on / off ratio suitable for the particular application. In general, a TFT device should have an on / off ratio of at least about 10 3 . The properties of organic semiconductor materials that govern the on / off ratio are carrier mobility and electrical conductivity.
[0003]
In general, an organic semiconductor material used for a TFT device should have at least a carrier mobility μ of about 10 −3 cm 2 / Vs or more and an electric conductivity of about 10 −5 S / cm or less. By using such an organic semiconductor material, a TFT device having an on / off ratio of at least about 10 3 can be produced.
[0004]
Examples of such an organic material include pentacene (Patent Documents 2 and 3), regioregular polythiophene (Patent Document 4), and the like.
However, such an organic material has a problem that its characteristics deteriorate due to moisture and oxygen, and the on / off ratio becomes 10 3 or less. That is, the organic material is denatured due to the influence of moisture, oxygen, etc., so that predetermined transistor characteristics cannot be obtained, and quality cannot be maintained.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-55568 [Patent Document 2]
US Pat. No. 5,946,551 [Patent Document 3]
US Pat. No. 5,982,970 [Patent Document 4]
US Pat. No. 6,107,117 Specification
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to produce an organic thin film transistor in which the organic semiconductor material is not deteriorated by moisture, oxygen or the like, and to provide a long-life organic thin film transistor capable of maintaining the initial performance for a long time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is an organic thin film transistor including an active layer comprising a gas barrier layer, a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer, and an organic semiconductor on at least a plastic substrate. A step of drying under heating and reducing the water content to 0.2% or less by weight, a step of forming a gas barrier layer on the surface of the plastic substrate, and then the plastic substrate on which the gas barrier layer is formed. A step of forming an active layer comprising a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer and an organic semiconductor on the material, and a step of heating and drying the plastic substrate on which the gas barrier layer and the active layer are formed under reduced pressure The manufacturing method of the organic thin-film transistor characterized by including.
[0008]
In the invention of claim 2, the moisture content of the electrode material used for each of the electrodes, the insulating layer material used for the insulating layer, and the active layer material used for the active layer is 0.2% or less by weight. The method for producing an organic thin film transistor according to claim 1.
[0009]
The invention according to claim 3 is an organic thin film transistor that constitutes each device in a device such as a liquid crystal display, an organic EL display, an RFID, and a sensor using the organic thin film transistor manufactured by the method according to claims 1 and 2. A method for manufacturing a device, wherein the moisture content of the other members is 0.2% or less.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
As an example of the present invention, FIG. 1 shows an example of a metal-insulator-semiconductor field effect transistor (MISFET type) device having an organic semiconductor material in an active layer. In the MISFET of FIG. 1, a metal electrode 3 and an insulating layer 4 are formed on a plastic substrate 1 with a barrier layer 2. Further, two metal electrodes 5 and 6 are formed on the insulating layer 4. An organic semiconductor layer 7 is formed on and between the metal electrodes 5 and 6.
[0011]
For the plastic substrate 1 used in the present invention, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyallylate and the like can be used.
[0011]
Since such a plastic substrate 1 is made of a polymer compound, it contains a certain amount of moisture. The contained moisture diffuses in the base material and affects the organic semiconductor. If the water content of the plastic substrate 1 is lowered, the total amount of water vapor is lowered even when the diffusion rate is high, and the deterioration of the organic TFT can be reduced. When the moisture content is 0.2% or more, the deterioration is rapid, and it is desirable that the moisture content is 0.2% or less. More preferably, it is 0.1% or less, and particularly preferably 0.05% or less.
The moisture content can be measured by, for example, the Karl Fischer titration method (Mitsubishi Kasei Coulometric Titration Moisture Analyzer CA-06).
[0012]
As a method of reducing the moisture content, positively adopting a method using a plastic substrate 1 such as polypropylene or cycloolefin polymer which is inherently difficult to absorb water, and a plastic substrate 1 such as polyamide or polyester which is inherently easy to absorb water. There is a method of drying. By drying, not only moisture but also gases such as oxygen, monomers, and solvents may be removed, which is effective in preventing element deterioration.
[0013]
As a method for drying the plastic substrate 1 described above, a vacuum drying method, a method combining these, and the like can be used in addition to a normal heat drying method. In particular, a vacuum drying method that can remove moisture and other gas molecules inside the plastic substrate 1 in a short time is desirable.
[0014]
The moisture diffusion of the plastic substrate 1 described above is affected by the moisture content of the substrate and the magnitude of the diffusion of water vapor in the substrate.
In the present invention, by forming the gas barrier layer 2 on the surface of the plastic substrate 1, it is possible to reduce the diffusion of water vapor and to reduce the speed of element deterioration. As a method of reducing the element deterioration rate by reducing the diffusivity, there is a method of forming a gas barrier layer 2 having a water vapor barrier performance on at least the surface side of the surface of the plastic substrate 1 in contact with the organic semiconductor layer or on both surfaces. The reason why the gas barrier layer 2 having the water vapor barrier performance is formed at least on the surface side in contact with the organic semiconductor layer is that the surface is in direct contact with the organic semiconductor layer, and the influence of water vapor diffusion is large. The gas barrier layer 2 having water vapor barrier performance may have not only water vapor barrier performance but also barrier performance against other gases such as oxygen barrier performance. In particular, it is desirable to have oxygen barrier performance.
Moreover, it is more preferable that the plastic substrate 1 to be used is within the range of the moisture content described above.
[0015]
As the gas barrier layer 2, known materials such as organic thin films such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and polychlorotrifluoroethylene, inorganic thin films such as aluminum oxide and silicon oxide, and composite films and laminated films thereof are used. Is possible. Among these, inorganic oxides such as aluminum oxide and silicon oxide are particularly preferable because they have not only water vapor permeability but also low oxygen permeability. In addition, it is desirable to form a film by a winding-type vacuum film forming method from the viewpoint of barrier performance and manufacturing cost.
[0016]
For the electrodes 3, 5, and 6 of the present invention, gold, silver, copper, chromium, titanium, indium tin oxide (ITO), a conductive polymer, or the like can be used. The film thickness of the electrodes 3, 5 and 6 is at least 0.01 μm or more. The electrodes 3, 5, and 6 can be formed by a known method such as a vacuum deposition method or a spin coating method.
[0017]
The insulating material used for the insulating layer 4 of the present invention is not particularly limited, but an organic material can be used. For example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyallylate and the like can be used. In order to suppress the leakage current between the metal electrodes, it is preferable that the insulating material has a conductivity of about 10 −12 S / cm or less. The insulating layer is formed using a conventional method such as spin coating, dip coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, planographic printing, and ink jet method. The film thickness of the insulating layer is desirably 0.1 to 1 μm. In addition, an inorganic material can be used as the insulating material, but care must be taken so that the process temperature does not become high. As the inorganic insulating material, silicon dioxide, silicon nitride, aluminum oxide, or the like can be formed by a known method such as a CVD method or a sol-gel method.
[0018]
The organic semiconductor material used for the organic semiconductor layer 7 of the present invention is perylene tetracarboxylic dianhydride (PTCDA), naphthalene tetracarboxyl dianhydride (NTCDA), copper phthalocyanine, copper fluoride phthalocyanine, tetracene, pentacene, Various known materials such as thiophene oligomers, α-sexual thiophene, regioregular poly (thiophene) can be used.
[0019]
The organic semiconductor layer 7 is formed using a dry process such as a vacuum deposition method, or a wet process such as spin coating, dip coating, screen printing, letterpress printing, intaglio printing, planographic printing, and ink jet printing. The thickness of the organic semiconductor layer is desirably at least 0.01 μm.
[0020]
In the present invention, a protective layer can be further provided on the organic semiconductor layer 7. A known material can be used for the protective layer. Further, by providing the protective layer with gas barrier properties, it can be protected from moisture and oxygen from the side opposite to the plastic substrate.
[0021]
The organic thin film transistor of the present invention can be used for devices such as a liquid crystal display, an organic EL display, RFID (Radio Frequency Identification), and a sensor.
[0022]
When used in these devices, a gas barrier layer may be provided on an interlayer other than the organic thin film transistors constituting these devices and on the surface of the layers to prevent moisture and oxygen from entering the organic thin film transistors.
[0023]
In addition, it is desirable that the moisture content of the counter substrate other than the organic thin film transistor constituting these devices, a functional thin film such as a liquid crystal layer or an EL layer, and a member such as a sealant is 0.2% or less. More preferably, it is 0.1% or less, and particularly preferably 0.05% or less. In this way, moisture and oxygen can be prevented from entering the organic thin film transistor.
[0024]
【Example】
<Example 1>
As Example 1, the MISFET shown in FIG.
First, polyethylene terephthalate (PET) was used for the plastic substrate 1. The plastic substrate 1 was dried in vacuum at 100 ° C. for 24 hours. After drying, the water content of the substrate 1 was 0.2% or less. Next, an aluminum oxide layer was vapor-deposited on both sides of this PET by an electron beam heating method to form a gas barrier layer 2 having a thickness of 0.1 μm.
Next, a gold film having a thickness of 0.1 μm was formed as a gate electrode 3 on the gas barrier layer 2 by a vacuum deposition method. Next, a polymethyl methacrylate (PMMA) layer having a film thickness of 0.3 μm was formed as the insulating layer 4 by spin coating. Next, a gold film having a thickness of 0.1 μm was formed as the source electrode 5 and the drain electrode 6 by a vacuum deposition method. Here, the channel length was 50 μm and the channel width was 500 μm.
Next, an organic semiconductor layer 7 having a thickness of 0.1 μm was formed as an active layer by spin coating. As the organic semiconductor material, regioregular poly (3-hexylthiophene) (Aldrich) was used. The linkage in this polymer was at least 98.5% HT (head-to-tail) linkage. 1 mg / ml of regioregular poly (3-hexylthiophene) was dissolved in chloroform at room temperature and filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter having a pore size of 0.2 μm.
Next, after the organic semiconductor layer 7 was formed, it was dried in vacuum at 100 ° C. for 24 hours. After drying, the water content of the substrate 1, the insulating layer 4, and the organic semiconductor layer 7 was 0.2% or less.
When the carrier mobility and conductivity of the fabricated MISFET type TFT were measured, they were 1 × 10 −2 cm 2 / Vs and 1 × 10 −4 S / cm, respectively. The on / off ratio was about 10 4 .
[0025]
<Comparative Example 1>
A MISFET was produced in the same manner as in Example 1 except that the gas barrier layer was not provided except for the vacuum drying process.
The manufactured MISFET type TFT had a water content of 0.4%, and the carrier mobility and conductivity were measured to be 1 × 10 −3 cm 2 / Vs and 1 × 10 −5 S / cm, respectively. there were. On / off ratio was about 10 2.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, by reducing the amount of moisture contained in the materials and materials constituting the organic thin film transistor, the influence of moisture, oxygen, etc. is eliminated as much as possible, long-term organic that can maintain initial performance for a long time with little deterioration over time. A thin film transistor and a manufacturing method thereof can be provided. In addition, by providing a gas barrier layer on the surface of the plastic substrate surface on which the organic thin film transistor is formed, moisture, oxygen, and the like can be blocked, deterioration with time can be reduced, and a long-life organic thin film transistor that can maintain initial performance for a long time can be provided.
[0027]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of an example of an organic thin film transistor of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plastic base material 2 Gas barrier layer 3 Gate electrode 4 Insulating layer 5 Source electrode 6 Drain electrode 7 Organic-semiconductor layer

Claims (3)

少なくともプラスチック基材上に、ガスバリア層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層および有機半導体からなる活性層を含む有機薄膜トランジスタにおいて、ガスバリア層形成前のプラスチック基材を加熱減圧乾燥し水分含有率が重量分率で0.2%以下にする工程と、次に前記プラスチック基材表面にガスバリア層を形成する工程と、次に前記ガスバリア層が形成された前記プラスチック基材上にゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層および有機半導体からなる活性層を形成する工程と、次に前記ガスバリア層および前記活性層が形成された前記プラスチック基材を加熱減圧乾燥する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。In an organic thin film transistor including at least a gas barrier layer, a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer, and an active layer made of an organic semiconductor on a plastic substrate, the plastic substrate before the gas barrier layer is formed is dried by heating under reduced pressure. A weight fraction of 0.2% or less, a step of forming a gas barrier layer on the surface of the plastic substrate, a gate electrode and a source on the plastic substrate on which the gas barrier layer is formed. A step of forming an active layer comprising an electrode, a drain electrode, an insulating layer and an organic semiconductor; and a step of drying the plastic substrate on which the gas barrier layer and the active layer are formed by heating under reduced pressure. Manufacturing method of organic thin-film transistor. 前記各電極に用いる電極材料、前記絶縁層に用いる絶縁層材料及び前記活性層に用いる活性層材料の水分含有率がいずれも重量分率で0.2%以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。 Claims, characterized in that the electrode material used for the electrodes, the moisture content of the active layer material used for the insulating layer material and the active layer is used in the insulating layer is not more than 0.2% Both the weight fraction 2. A method for producing an organic thin film transistor according to 1. 請求項1および2に記載の方法で製造された有機薄膜トランジスタを用いた、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、RFID、センサーなどのデバイスにおいて、該各デバイスを構成する該有機薄膜トランジスタ以外の部材の水分含有率が0.2%以下であることを特徴とするデバイスの製造方法。In devices such as a liquid crystal display, an organic EL display, an RFID, and a sensor using the organic thin film transistor manufactured by the method according to claim 1 and 2, the moisture content of members other than the organic thin film transistor constituting each device Is 0.2% or less, A device manufacturing method,
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