喷墨法在源电极、漏电极和基板上施与液状组合物，所述液状组合物是 使作为有机半导体材料的聚（3-己基噻吩）（P3HT)(重均分子量：30000)分散在作为第1溶 剂的二甲苯中而成的。液状组合物的施与量以有机半导体膜的设计膜厚成为20nm的方式 确定。作为液状组合物，以作为第1溶剂的二甲苯的含有率为99质量％、作为有机半导体 材料的聚（3-己基噻吩）（P3HT)的含有率为1质量％的方式将它们混合，从而调制成组合 物，将调制好的组合物在调制后马上使用。
[0234] < 3 >第1溶剂除去工序
[0235] 然后，在100°C X 10分钟这样的条件下对被施与在源电极、漏电极和基板上的液 状组合物实施加热处理，使第1溶剂从液状组合物中挥发。
[0236] < 4 >第2溶剂施与工序
[0237] 然后，通过喷墨法，在基板的被施与了液状组合物的区域（干燥状态的有机半导 体材料存在的部位）选择性地施与作为第2溶剂的苯甲醚。由此，有机半导体材料溶解于 第2溶剂。
[0238] < 5 >第2溶剂除去工序
[0239] 然后，在80°C X 10分钟这样的条件下实施加热处理，使第2溶剂挥发。由此，在源 电极、漏电极和基板上形成由有机半导体材料构成的有机半导体膜。
[0240] < 6 >栅绝缘层形成工序
[0241] 然后，通过旋转流延（spin cast)法在有机半导体膜上涂布含有环稀径聚合物的 涂布液。另外，旋转流延法在倾斜1秒-2000rpm60秒-倾斜2秒的条件下进行。涂布后， 将环烯烃聚合物膜在60°C下干燥10分钟。由此，形成膜厚500nm的含有环烯烃聚合物的栅 绝缘层。
[0242] 对于含有环烯烃聚合物的涂布液，使用以如下方式调制出的涂布液。首先，将环烯 烃聚合物（日本七'才 > (株）制、ZE0NEX330R)(Tgl23°C、吸水率0.01%、折射率1.509)以 成为5质量％的浓度的方式溶解在辛烷中。另外，环烯烃聚合物在辛烷中的溶解，通过实施 80°C X 1小时的加热处理来进行。溶解后，降至室温，然后用0. 2 ym的过滤器进行过滤。由 此，获得含有环烯烃聚合物的涂布液。
[0243] <7>受容层形成工序
[0244] 通过旋转流延法在栅绝缘层上涂布该聚乙烯基苯酚溶液。另外，作为聚乙烯基苯 酚溶液，使用将聚乙烯基苯酚以成为0.5质量％的浓度的方式溶解于异丙醇而调制成的溶 液。另外，旋转流延法的条件与上述同样。
[0245] 涂布后，通过60°C X5分钟的加热处理将异丙醇除去，获得由聚乙烯基苯酚构成 的受容层（厚度l〇nm)。
[0246] < 8 >栅电极形成工序
[0247] 最后，通过喷墨法在栅绝缘层上涂布银胶体墨，图案化出栅电极。图案化之后，在 80°C下烧成10分钟。由此，获得以银为构成材料的栅电极。
[0248] 通过以上工序获得图2所示那样的半导体装置。另外，半导体装置的沟道宽度为 1000 y m，沟道长度为10 y m。
[0249] 另外，在液状组合物施与工序中，作为液状组合物，使用在刚调制好后收纳于密闭 容器中在25°C的环境下保存了 3天的组合物，除此之外，以与上述同样的方式制造了半导 体装置。
[0250] (实施例2)
[0251] 除了以表1所示的那样变更液状组合物和第2溶剂的构成之外，以与上述实施例 1同样的方式制造了半导体装置。
[0252] (实施例3)
[0253] 通过将被施与了液状组合物的基材暴露在含有气化状态的第2溶剂的气氛中来 进行第2溶剂施与工序，除此之外，以与上述实施例1同样的方式制造了半导体装置。在第 2溶剂施与工序中，将气氛的温度调节至25 °C，将气氛中的第2溶剂的含量调节为22g/m3。
[0254] (实施例4)
[0255] 除了以表1所示那样变更液状组合物和第2溶剂的构成之外，以与上述实施例3 同样的方式制造了半导体装置。
[0256] (比较例1)
[0257] 除了省略了第2溶剂施与工序和第2溶剂除去工序之外，以与上述实施例1同样 的方式制造了半导体装置。
[0258] (比较例2)
[0259] 除了使用苯甲醚作为构成液状组合物的溶剂之外，以与上述比较例1同样的方式 制造了半导体装置。
[0260] (比较例3)
[0261] 使用苯甲醚作为构成液状组合物的溶剂，使用二甲苯作为第2溶剂施与工序中使 用的溶剂，除此之外，以与上述实施例1同样的方式制造了半导体装置。
[0262] 表1中汇总示出了上述各实施例和各比较例的制造条件。另外，表1中，第1溶剂 的第二维里系数的栏示出了 25°C下第1溶剂相对于有机半导体材料的第二维里系数，第2 溶剂的第二维里系数的栏示出了 25°C下第2溶剂相对于有机半导体材料的第二维里系数。 另外，在第2溶剂的施与量的栏示出了相对于基材上的lg有机半导体材料的第2溶剂施与 量。另外，在第2溶剂的施与方法的栏中，将通过使第2溶剂的液滴附着在被施与了液状组 合物的基材上而进行的方法记为"液滴附着"，将通过使被施与了液状组合物的基材暴露在 含有气化状态的第2溶剂的气氛中而进行的方法记为"气氛暴露"。
[0263]表1
[0264]
[0265] 2.半导体特性评价
[0266] 使用半导体参数分析器（ア'フレy卜?テクy口'一社制：4156C)对各实施例和 各比较例中得到的半导体装置（使用刚调制好的液状组合物制造的半导体装置、以及使用 调制后在25°C的环境下保存了 3天的液状组合物制造的半导体装置）的传递特性进行测 定。
[0267] 至于测定条件，在大气中施加-40V的漏电压、施加+-40V的栅电压的情况下测定 漏电流。
[0268] 3.液状组合物的保存稳定性评价
[0269] 将上述各实施例和各比较例中使用的液状组合物（含有有机半导体材料的液状 的组合物）在25°C的环境下静置90天。然后，目视观察液状组合物的状态，并根据以下的 评价基准进行评价。
[0270] A:在溶液中完全看不到固体成分的沉淀和凝集。
[0271] B:在溶液中几乎看不到固体成分的沉淀和凝集。
[0272] C:在溶液中看到少许固体成分的沉淀和凝集。
[0273] D:在溶液中清楚地看到固体成分的沉淀和凝集。
[0274] E :在溶液中显著看到固体成分的沉淀和凝集。
[0275] 这些结果在表2中示出。
[0276] 表2
[0277]
[0278] 由表1可知，本发明的半导体装置的半导体特性优异。另外，可以看出，在本发明 中，由于液状组合物的保存稳定性优异，所以可以长期进行稳定制造有机半导体膜。相对于 此，在各比较例中，不能获得令人满意的结果。
【主权项】
1. 一种有机半导体膜的制造方法，其特征在于，具有以下工序： 液状组合物施与工序，在基材上以规定的图案施与液状组合物，所述液状组合物是使 有机半导体材料溶解或分散在第1溶剂中而成的， 第2溶剂施与工序，在所述基材的被施与了所述液状组合物的区域施与第2溶剂，所述 第2溶剂对所述有机半导体材料的溶解性比所述第1溶剂低，以及 第2溶剂除去工序，将所述第2溶剂除去。2. 根据权利要求1所述的有机半导体膜的制造方法，所述有机半导体材料为聚合物。3. 根据权利要求1或2所述的有机半导体膜的制造方法，在所述液状组合物施与工序 和所述第2溶剂施与工序之间，还具有将所述第1溶剂除去的第1溶剂除去工序。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，所述第2溶剂施与 工序通过以下方式进行：在被施与了所述液状组合物的所述基材上施与所述第2溶剂的液 滴。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，所述第2溶剂施与 工序通过以下方式进行：将被施与了所述液状组合物的所述基材暴露在含有气化状态的所 述第2溶剂的气氛中。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，在25°C下所述第1 溶剂相对于所述有机半导体材料的第二维里系数为正值，在25°C下所述第2溶剂相对于所 述有机半导体材料的第二维里系数为负值。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，相对于Ig所述有机 半导体材料，所述第2溶剂的施与量为IOg以上且1000 Og以下。8. 根据权利要求1~7中任一项所述的有机半导体膜的制造方法， 所述有机半导体材料为选自具有噻吩环的聚合物、以及聚对苯乙炔、聚噻吩乙炔、聚芳 胺、芘甲醛树脂、乙基咔唑甲醛树脂、芴-芳胺共聚物及它们的衍生物中的1种或2种以上。9. 根据权利要求1~8中任一项所述的有机半导体膜的制造方法，所述第1溶剂为选 自十氢萘、三甲基苯、环己烷、甲苯、十六烷、对二甲苯、十二烷、四氢萘、癸烷、辛烷、庚烷、三 氯乙烷、氯苯、氯仿中的1种或2种以上。10. 根据权利要求1~9中任一项所述的有机半导体膜的制造方法， 所述第2溶剂为选自环己酮、1，4-二嘴、烷、甲基萘、二氯苯、二氯甲烷、四氢呋喃、丁 烷、苯甲醚及乙酸丁酯中的1种或2种以上。11. 一种有机半导体膜，其特征在于，是使用权利要求1~10中任一项所述的方法制造 的。12. -种薄膜晶体管，其特征在于，具备权利要求11所述的有机半导体膜。13. -种有源矩阵装置，其特征在于，具备权利要求11所述的有机半导体膜。14. 一种电光学装置，其特征在于，具备权利要求11所述的有机半导体膜。15. -种电子设备，其特征在于，具备权利要求11所述的有机半导体膜。
【专利摘要】本发明的有机半导体膜的制造方法的特征在于，具有以下工序：液状组合物施与工序，在基材上以规定的图案施与液状组合物，所述液状组合物是使有机半导体材料溶解或分散在第1溶剂中而成的；第2溶剂施与工序，在所述基材的被施与了所述液状组合物的区域施与第2溶剂，所述第2溶剂对所述有机半导体材料的溶解性比所述第1溶剂低；第2溶剂除去工序，将所述第2溶剂除去。
【IPC分类】H01L51/30, H01L51/05, H01L51/00, H01L51/40
【公开号】CN104882539
【申请号】CN201510088686
【发明人】守谷壮一
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月26日
【公告号】US20150249216