有机薄膜晶体管制造技术

一种有机薄膜晶体管，其为具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极的底栅型有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管中，对第一栅极绝缘层的第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，第二栅极绝缘层为使沿取向处理进行了取向的聚合性液晶性化合物在取向状态下聚合固定化而形成的层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机薄膜晶体管。
技术介绍
液晶显示器、有机EL显示器和电泳型显示器等显示装置的大多组装有薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)作为显示开关器件。TFT在基板上具有由栅极电极、半导体层、设置在栅极电极与半导体层之间的栅极绝缘层构成的结构体，进而与半导体层接触地设置有源极电极和漏极电极。通过对栅极电极施加电压来驱动TFT。通过对栅极电极施加电压来控制由半导体中的电子或空穴构成的载流子量，从而控制在源极电极-漏极电极间流动的电流。TFT中使用的半导体以往一直使用非晶或多晶的薄膜硅这样的无机半导体。但是，在使用无机半导体形成TFT的半导体层的情况下，需要真空工艺、300℃以上的高温工艺，生产率的提高存在限制。针对上述情况，近年来，使用了有机半导体的TFT也开始普及。有机半导体层可以通过喷墨、旋涂、柔版印刷等方法来成膜，因此，能够在更低的温度下高速、高效地以低成本进行成膜过程。对于有机半导体层而言，通过提高构成有机半导体层的有机半导体的取向性，能够提高载流子迁移率，能够使开关操作更快速。例如专利文献1中记载了如下内容：在底栅型有机薄膜晶体管的制造中，在基板上形成沿预定方向取向的基底层，在该基底层上形成栅极电极，进而以覆盖栅极电极的形式形成栅极绝缘层，并使栅极绝缘层的一部分与基底层接触，从而使栅极绝缘层沿基底层的取向方向取向，以与该栅极绝缘层接触的方式形成有机半导体层，由此使有机半导体沿栅极绝缘层的取向方向取向。另外，专利文献2中记载了栅极绝缘层的至少一层由具有介电常数各向异性的液晶聚合物构成的场效应型有机晶体管。根据专利文献2记载的晶体管的构成，形成在栅极绝缘层上的有机半导体的取向性得到控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4349307号公报专利文献2：日本特开2005-72200号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，上述专利文献1记载的有机薄膜晶体管的制造方法中，在沿预定方向取向的部分基底层上形成栅极电极，因此，在栅极绝缘层所存在的正上方，基底层的取向调节力丧失，无法在形成于栅极绝缘层上的整个有机半导体层中使有机半导体的取向一致。另外，上述专利文献2记载的场效应型有机晶体管中，栅极绝缘层的取向未被固定从而显示出流动性，形成在其上的有机半导体层的晶体容易产生裂纹，性能容易劣化。特别是栅极绝缘层容易因为栅极绝缘层暴露于比液晶形成温度更高的温度下而失去取向性，因此，上述专利文献2记载的场效应型有机晶体管的耐热性不能说是充分的。本专利技术的课题在于提供显示出优异的载流子迁移率且耐热性也优异的有机薄膜晶体管。解决课题的手段上述的课题通过如下手段来实现。[1]一种有机薄膜晶体管，其为底栅型有机薄膜晶体管，该底栅型有机薄膜晶体管具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极，所述有机薄膜晶体管中，对第一栅极绝缘层的第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，第二栅极绝缘层为使沿取向处理进行了取向的聚合性液晶性化合物在该取向状态下聚合固定化而形成的层。[2]根据[1]所述的有机薄膜晶体管，其中，聚合性液晶性化合物为棒状液晶性化合物，沿取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为向列相或近晶相。[3]根据[1]所述的有机薄膜晶体管，其中，聚合性液晶性化合物为圆盘状液晶性化合物，沿取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为盘状向列相。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物水平取向。[5]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物垂直取向。[6]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物倾斜取向。[7]根据[1]～[6]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，第一栅极绝缘层含有选自聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆树脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟树脂、聚环烯烃、聚倍半硅氧烷、聚硅氧烷、聚酯、聚醚砜以及聚醚酮中的有机高分子化合物。本说明书中，在特定符号表示的取代基、连接基团等(以下称为取代基等)为多个时、或者在同时或择一地规定2个以上的取代基等时，各个取代基等可以相同也可以相互不同。对于取代基等的个数的规定也同样。另外，在式中以同样表示方式表示的2个以上部分结构的重复存在的情况下，各部分结构或重复单元可以相同也可以可以不同。另外，只要不特别声明，在2个以上的取代基等临近(特别相邻)时，它们也可以相互连接或稠合而形成环。本说明书中，关于化合物(包括聚合物)的表示，其含义除了该化合物本身，还包括其盐、其离子。另外，还包括在发挥目标效果的范围内改变结构的一部分而得到的化合物。本说明书中，关于未明确记载取代、无取代的取代基(对于连接基团也同样)，其含义是指在发挥所期望的效果的范围内，该基团上可以进一步具有取代基。这对于未明确记载取代、无取代的化合物也表示相同的含义。需要说明的是，本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包含“～”前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。专利技术的效果本专利技术的有机薄膜晶体管显示出优异的载流子迁移率，能够使开关操作更快速地进行。另外，本专利技术的有机薄膜晶体管的耐热性也优异。因此，即使在有机薄膜晶体管由于高电压、高电流而升温至高温这样的情况下，栅极绝缘层的固定取向状态也不会受损，开关操作良好且迅速，性能的劣化小。在适当参考附图的情况下，由下述的记载应当可以明确本专利技术的上述特征和优点以及其他的特征和优点。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的有机薄膜晶体管的优选方式的图。具体实施方式以下，详细说明本专利技术。[有机薄膜晶体管]以下对本专利技术的有机薄膜晶体管(以下简称为“本专利技术的OTFT”)的方式进行说明。本专利技术的OTFT为底栅方式，具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极。对栅极电极施加电压时，在源极电极-漏极电极之间的半导体层与相邻的层的界面上形成电流的流路(沟道)。即，根据施加到栅极电极上的输入电压，控制在源极电极与漏极电极之间流动的电流。基于附图对本专利技术的OTFT的优选方式进行说明。附图所示的各OTFT为用于使本专利技术易于理解的示意图，各部件的尺寸或相对的大小关系等有时为了便于说明而改变了大小，并不是直接表示实际的关系。另外，除了本专利技术中规定的事项以外，并不限定于这些附图所示的外形、形状。图1(A)和(B)各自为示意性地表示本专利技术的OTFT的代表性优选方式的纵截面图。图1(A)和(B)中，1表示有机半导体层，2表示栅极绝缘层，3表示源极电极，4表示漏极电极，5表示栅极电极，6表示基板。栅极绝缘层2由第一栅极绝缘层2A和第二栅极绝缘层2B构成。对第一栅极绝缘层2A的第二栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机薄膜晶体管，其为底栅型有机薄膜晶体管，该底栅型有机薄膜晶体管具有基板、设置在该基板上的栅极电极、覆盖该栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与该有机半导体层接触地设置且藉由该有机半导体层连结的源极电极和漏极电极，其中，对所述第一栅极绝缘层的所述第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，所述第二栅极绝缘层为将沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物在该取向状态下聚合固定化而形成的层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 JP 2014-0451661.一种有机薄膜晶体管，其为底栅型有机薄膜晶体管，该底栅型有机薄膜晶体管具有基板、设置在该基板上的栅极电极、覆盖该栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与该有机半导体层接触地设置且藉由该有机半导体层连结的源极电极和漏极电极，其中，对所述第一栅极绝缘层的所述第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，所述第二栅极绝缘层为将沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物在该取向状态下聚合固定化而形成的层。2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述聚合性液晶性化合物为棒状液晶性化合物，沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为向列相或近晶相。3.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述聚合性液...

【专利技术属性】
技术研发人员：新居辉树，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP