有机半导体膜及其制造方法和接触印刷用印模技术

第1个本发明专利技术的有机半导体膜（10），相对的两个表面侧（11、12）的电荷迁移率之比｛（电荷迁移率大的表面侧的电荷迁移率）/（电荷迁移率小的表面侧的电荷迁移率）｝的值为1以上且小于10，而且将在硅晶片上通过旋涂制作的相同厚度及材料的有机半导体膜的峰高度作为基准时，相对X射线反射峰高度为2.0以上。第2个本发明专利技术的有机半导体膜（10），相对的两个表面侧（11、12）的电荷迁移率之比｛（电荷迁移率大的表面侧的电荷迁移率）/（电荷迁移率小的表面侧的电荷迁移率）｝的值为2以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
第I个及第2个本专利技术涉及新型的有机半导体膜及其制造方法和具有这种有机半导体膜的有机半导体器件及电气回路。第3个本专利技术涉及新型的接触印刷(contact print)用印模(stamp),特别是用于制造有机半导体膜的接触印刷用印模及使用这种接触印刷用印模的有机半导体膜的制造方法。
技术介绍
近年来，半导体膜被用于以薄膜晶体管(TFT)为代表的半导体元件、太阳电池等各 种用途。现在主要使用的无机半导体膜，特别是将硅作为半导体材料使用的无机半导体膜，制造时使用化学气相成长(CVD)及派射(sputtering)等真空工艺,所以制造成本高。另外，从工艺温度这一点上说，难以在高分子薄膜等上形成无机半导体膜。此外进而，无机半导体膜还难以满足将来可望实用化的轻量而柔韧的元件及RF-ID (Radio FrequencyI dent i f i cat i on,射频识别)等的低成本的要求。为了解决上述课题，有人提出了使用由有机半导体材料制造的有机半导体膜的方案。制造有机半导体膜时使用的真空蒸镀装置、涂敷装置，比制造无机半导体膜时使用的CVD装置及溅射装置低廉。另外，制造有机半导体膜时，由于工艺温度较低，所以还可以在高分子膜、纸等上形成有机半导体膜。在此，在形成有机半导体膜的过程中，将含有有机半导体材料的溶液涂敷到基体材料、印模等上，然后除去溶剂的溶液法(流延(cast)法、旋涂(spin coat)法、接触印刷法之类的印刷法、浸溃(dip)法等)以及将有机半导体材料蒸镀到基体材料上的蒸镀法，广为人知。众所周知，这些方法中的溶液法通常在制造成本、制造速度等方面令人满意，所以进行了各种研究(专利文献I 3和非专利文献I及2)。可是，却未必能够采用溶液法稳定地获得高质量的有机半导体膜。此外，还有人提出了将提供迁移率大而且通断比高的场效应型有机晶体管作为目的的、有机半导体层具有迁移率不同的至少两个以上的区域的场效应晶体管的方案(专利文献4)。可是，专利文献4所述的技术虽然是通过在有机半导体层中形成不同的迁移率的区域，从而减少漏电流，由此提高通断比的技术，但是与以前的有机半导体层相比，迁移率恐怕并未提闻。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开2007 - 311377号公报； 专利文献2 :日本特开2009 - 212127号公报； 专利文献3 :日本特开2008 - 277728号公报； 专利文献4 :日本特开2005 - 32978号公报。非专利文献 非专利文献 I :Atsushi TAKAUWA and Reiko AZUMI、“Influence of Solvents inMicropatterning of Semiconductors by Microcontact Printing and Application toThin — Film Transistor Devices，，、Jpn. J. AppI. Phys.、Vol. 47、No. 2、2008、pp.1115 - 1118 ； 非专利文献 2 :Υ· H. Kim etc.、“Fabrication of Poly (3 — hexylthiophene) ThinFilm Transistors Using Microcontact Printing Technology，，、Proc. Int. Disp.Workshops、Vol. 9、pp. 255 — 258 (2002)。
技术实现思路
第I个及第2个本专利技术的目的是提供新型的有机半导体膜及其制造方法和具有这种有机半导体膜的有机半导体器件。 第3个本专利技术的目的是提供新型的接触印刷用印模，特别是用于制造有机半导体膜的接触印刷用印模及使用这种接触印刷用印模的有机半导体膜的制造方法。(第I个本专利技术) 本专利技术人在采用溶液法制造有机半导体膜之际，发现通过在基体材料或第I印模上使未干燥的有机半导体膜熟化，在不与基体材料或第I印模相接的面上有机半导体膜的电荷迁移率得到改善，以及这种基体材料或第I印模的表面能较小时，在与基体材料或第I印模相接的面上有机半导体膜的电迁移率也得到改善，从而想到了下述第I个本专利技术的新型的有机半导体膜及其制造方法和有机半导体器件。(I) 一种有机半导体膜，是相对的两个表面侧的电荷迁移率之比{(电荷迁移率大的表面侧的电荷迁移率)/ (电荷迁移率小的表面侧的电荷迁移率)}的值为I以上且小于10,而且将在娃晶片(silicon wafer)上通过旋涂制作的相同厚度及材料的有机半导体膜的峰高度作为基准时，相对X射线反射峰高度为2. O以上。(2)上述(I)项所述的有机半导体膜，上述电荷迁移率之比的值为5以下。(3)上述(I)或(2)项所述的有机半导体膜，上述有机半导体膜是采用溶液法获得的。(4)上述(I) (3)项的任一项所述的有机半导体膜，上述有机半导体膜是采用接触印刷法获得的。(5)上述(I) (4)项的任一项所述的有机半导体膜，上述有机半导体膜的电荷迁移率大的表面侧的电荷迁移率为1.00X10_5cm2/ (V · s)以上。(6) —种有机半导体膜的制造方法,包含 提供溶解和/或分散有有机半导体材料的有机半导体溶液的步骤； 将上述有机半导体溶液应用于基体材料或第I印模上，获得未干燥的有机半导体膜的步骤； 在上述基体材料或第I印模上，使上述未干燥的有机半导体膜熟化的步骤， 而且上述基体材料或第I印模的表面与水的接触角为10°以上。(7)上述(6)项所述的方法，通过将上述未干燥的有机半导体膜保持10秒以上而进行上述熟化。(8)上述(6)或(7)项所述的方法，通过将上述未干燥的有机半导体膜保持在小于50°C的气氛中而进行上述熟化。(9)上述(6) (8)项的任一项所述的方法，还包含在上述第I印模上转印熟化后的有机半导体层的步骤。(10)上述(6) (9)项的任一项所述的方法，还包含干燥和/或烧制在上述基体材料或第I印模上熟化的有机半导体层的步骤。(11)上述(6) (10)项的任一项所述的方法，上述基体材料或第I印模的表面与 水的接触角为105°以上。(12)—种有机半导体器件，具有上述(I) (5)项的任一项所述的有机半导体膜。(13)上述(12)项所述的有机半导体器件，是薄膜晶体管。(14)上述(13)项所述的有机半导体器件，上述有机半导体膜是通过接触印刷法获得的，而且上述有机半导体器件是底栅底接触(bottom gate bottom contact)型或顶栅顶接触(top gate bottom contact)型的薄膜晶体管。(第2个本专利技术) 本专利技术人在采用溶液法制造有机半导体膜之际，发现通过在基体材料或第I印模上使未干燥的有机半导体膜熟化，在不与基体材料或第I印模相接的面上有机半导体膜的电荷迁移率得到改善，从而想到了下述第2个本专利技术的新型的有机半导体膜及其制造方法和有机半导体器件。(15) 一种有机半导体膜，相对的两个表面侧的电荷迁移率之比{(电荷迁移率大的表面侧的电荷迁移率)/ (电荷迁移率小的表面侧的电荷迁移率)}的值为2以上。(16)上述(15)项所述的有机半导体膜，电荷迁移率之比的值为10以上。(17)上述(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：串田尚，内藤裕义，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：
国别省市：