有机半导体装置的制造方法及粉体制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种有机半导体装置的制造方法以及适合该制造方法的材料，该制造方法能以无溶剂且高生产量地形成有机半导体薄膜。有机半导体装置的制造方法，包含将含有有机半导体材料的带电粉体通过静电场的外加而在基材(23)上图案化的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机半导体装置的制造方法及粉体
本专利技术涉及有机半导体装置的制造方法、及使用于该制造方法的粉体。
技术介绍
在电极间形成有机半导体材料的薄膜而得到有机半导体装置的方法，因可用低温制程制造，所以可作成弯曲性优异、轻量且不易崩坏的有机半导体装置，故近年来都在积极研究。不过，以往可使用于有机半导体装置的有机半导体材料，因大多难溶于有机溶剂中，故不能利用涂布或印刷等价廉的方式形成该薄膜，通常是以比较高成本的真空蒸镀法等在基板上形成该薄膜。最近，则盛行通过利用喷墨、柔版印刷、涂布等涂布或印刷的方法形成有机半导体薄膜，获得有机半导体装置的研究，变得有可得具有较高载体迁移率(以下，适当地简称为“迁移率”)的有机半导体装置的情况。期望通过使用上述的涂布或印刷的方法，可用低成本制造电场效应晶体管的制作步骤中的生产量高、且大面积的电场效应晶体管。通常，有机半导体薄膜通过以真空蒸镀法为首的真空制程，或使用溶剂的旋转涂布法或刮涂法等涂布制程形成。不过，以真空制程形成有机半导体薄膜的方法，除了需要进行真空制程用的设备之外，还有使有机半导体材料的耗损变多的缺点。以涂布制程形成有机半导体薄膜的方法，因为在整个基板涂布有机半导体溶液，故也与真空制程同样会使有机半导体材料的耗损变多。其他的有机半导体薄膜的形成方法，已知有喷墨法等印刷法。印刷法，可在目标位置涂布必要量的有机半导体材料，虽然因为期望取代真空制程并可大面积化/高速印刷等而有各式各样的探讨，但在目前的印刷法中，为了溶解有机半导体材料而需要卤系溶剂或芳香族系溶剂等挥发性有机溶剂。此等有机溶剂不仅对作业人员有直接的影响，就保护地球环境等的观点而言，不能说是最适用的印刷方式。所以，寻求无溶剂且图案化的技术作为环境负荷少、可持续的技术。此种以不使用溶剂的印刷方式使用有机半导体材料的技术，已熟知的是以OPC(有机感光体)为代表的印刷技术，但OPC中使用的电荷输送层本身，以使用溶剂的方式形成，通过电晕放电等使感光体表面带电，将通过激光照射而产生的电荷输送到表层或下层，形成潜影的方式，并非将有机半导体材料本身图案化。已有数项研究在探讨由此种感光体的技术利用静电力(带电)而形成有机半导体材料的方式。在专利文献1至3中，已知使组件构成要素的电极带电，通过喷墨法或喷涂法等供应带有与电极相反电荷的有机半导体材料的溶液，可将有机半导体材料图案化。不过，任一方式均是使用有机溶剂的印刷方式，并未建议以无溶剂形成有机半导体层的方式。另外，在使用有机溶剂的印刷方法中，除了需要溶剂的干燥以外，在欲控制由溶液生成的结晶的定向方向时，也必须一边进行温度、气体环境、涂布面的处理等精致的制程控制一边缓缓地进行有机半导体薄膜的成膜，或在结晶生成后为了结晶成长而花费数分钟至数十分钟进行烧制。因此在目前的印刷方法中，有所谓必须使用对环境有负面影响的溶剂，或无法实现高生产量的有机半导体薄膜的形成方法的问题。另外，在目前，通过涂布或印刷法等以往的有机半导体薄膜形成方法制造有机半导体装置的方法，在有关迁移率等有机半导体装置性能，尚不足以实用化。生产量高的结晶控制方法，虽然已知有专利文献4等的热层叠方法，但仍停留在将使用熔融状态或涂布印刷方法所制膜的半导体材料进行控制结晶的方式，并没有通过无溶剂将有机半导体材料图案化的具体例示。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005–12061号公报；专利文献2：日本特开2011–3442号公报；专利文献3：日本特开2008–78339号公报；专利文献4：国际公开第2014/136942号。非专利文献非专利文献1：PhysicaStatusSolidiRRL,7,1093(2013)。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的为提供一种可由无溶剂且短时间的处理形成有机半导体薄膜的有机半导体装置的制造方法、及可在该制造方法中使用的粉体。解决问题的技术方案本专利技术人等，为了解决上述课题而深入研究的结果发现，不使用溶剂，且包含将含有有机半导体材料的带正电或带负电的粉体通过静电场的外加而在基材上图案化(对所期望的部位散布)的步骤的有机半导体装置的制造方法，可无溶剂且高生产量地制造有机半导体装置，而完成本专利技术。即，本专利技术的有机半导体装置的制造方法，是将有机半导体材料图案化而制造有机半导体装置的方法，且包含将含有有机半导体材料的带电粉体通过静电场的外加而在基材上图案化的步骤。本专利技术的粉体为带电的粉体，且含有有机半导体材料。[专利技术的效果]通过本专利技术，可提供一种有机半导体装置的制造方法、及可使用在该制造方法中的粉体，该制造方法可用无溶剂、短时间的处理形成有机半导体薄膜，并且对环境负荷少且高生产量。附图说明图1为表示本专利技术一实施例的为了散布有机半导体材料而使用的粉体图案化装置的构成的示意图。图2为表示本专利技术一实施例的为了将有机半导体材料薄膜化而使用的热层叠机的构成的示意图。图3为表示本专利技术一实施例的为了将有机半导体材料薄膜化而使用的超声波熔接机的构成的示意图。图4为本专利技术一实施例中，已混合有机半导体材料与载体粒子的带电的含有有机半导体材料的粉体的偏光显微镜照片。图5为本专利技术一实施例中，通过直流电压将有机半导体材料散布在基板上之前的基板的偏光显微镜照片。图6为本专利技术一实施例中，通过直流电压将有机半导体材料散布在基板上之后的基板的偏光显微镜照片。图7为本专利技术一实施例中，通过交流电压将有机半导体材料散布在基板上之前的基板的偏光显微镜照片。图8为本专利技术一实施例中，通过交流电压将有机半导体材料散布在基板上的后的基板的偏光显微镜照片。图9为本专利技术一实施例的通过热层叠法而薄膜化之前的已散布的有机半导体材料的偏光显微镜照片。图10为本专利技术一实施例的通过热层叠法将已散布的有机半导体材料薄膜化的有机半导体薄膜的偏光显微镜照片。图11为表示作为本专利技术的有机半导体装置一例的有机薄膜晶体管的结构形态例的示意图。具体实施方式详细说明本专利技术。本专利技术的第一目的，为提供一种无溶剂且高生产量地制造有机半导体装置的方法。本专利技术的有机半导体装置的制造方法，为包含将含有有机半导体材料的带电粉体通过静电场的外加而散布在基材上并图案化的步骤，且可用无溶剂进行有机半导体材料的图案化。本专利技术的有机半导体装置的制造方法，可视需要而进一步包含通过热及压力将基材上的有机半导体材料薄膜化的步骤，此时，可用无溶剂一贯进行图案化至薄膜化。本专利技术的制造方法中，可使用含有带电的有机半导体材料的粉体、含有带电的有机半导体材料与带电的载体粒子(后述)的粉体、及含有不带电的有机半导体材料与带电的载体粒子(后述)的粉体中的任一种粉体。本专利技术的有机半导体装置的制造方法的必要步骤，是将含有有机半导体材料的带电粉体通过外加静电场而散布在基材表面并图案化的步骤(以下，也称为“图案化步骤”)。所述图案化步骤，为例如将由带电的半导体性的有机化合物形成的有机半导体材料的粉体，通过外加电压而转印至基板表面的步骤。若通过上述方法，即可不使用溶剂并将有机半导体材料在基材表面的所期望的部位散布成所期望的图案。以下依据图1说明本专利技术的有机半导体装置的制造方法中的图案化步骤中适用的粉体图案化装置一实施例。另外，各图中的具有相同功能的构件是附记相同的符号，并省略其说明。如图1中所示，将含有有机半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机半导体装置的制造方法，为将有机半导体材料图案化而制造有机半导体装置的方法，该制造方法包含：图案化步骤，该步骤中，将含有有机半导体材料的带电粉体通过静电场的外加而在基材上图案化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.28 JP 2015-1684911.一种有机半导体装置的制造方法，为将有机半导体材料图案化而制造有机半导体装置的方法，该制造方法包含：图案化步骤，该步骤中，将含有有机半导体材料的带电粉体通过静电场的外加而在基材上图案化。2.根据权利要求1所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述有机半导体材料包含带电的有机半导体材料。3.根据权利要求1或2所述的有机半导体装置的制造方法，还包含：薄膜化步骤，该步骤中，在所述图案化步骤之后，通过热及压力将有机半导体材料薄膜化。4.根据权利要求3所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述薄膜化步骤包含通过以热辊构成的热层叠机对有机半导体材料施加热及压力从而将有机半导体材料薄膜化的步骤。5.根据权利要求3所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述薄膜化步骤包含一边对有机半导体材料施加压力一边给予超声波振动而将有机半导体材料薄膜化的步骤。6.根据权利要求1或2所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述图案化步骤通过磁性自含有有机半导体材料及载体粒子的带电粉体使载体粒子分离，仅将有机半导体材料散布在基材上的步骤。7.根据权利要求3所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述薄膜化步骤为于已在一片基板上图案化的有机半导体材料上再承载一片基材，而将有机半导体材料夹持在一对基材之间，由该承载的基材上部同时给予热及压力而将有机半导体材料薄膜化的步骤。8.根据权利要求7所述的有机半导体装置的制造方法，其中，所述一对基材是树脂膜。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井正俊，工藤一浩，贞光雄一，
申请(专利权)人：国立大学法人千叶大学，日本化药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP