[发明专利]有机半导体墨组合物和使用其的有机半导体图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于有机半导体图案形成用的有机半导体墨组合物和有机半导体图案的形成方法。

背景技术

近年来，应用了有机半导体的有机晶体管元件受到瞩目(参照非专利文献1)。有机晶体管元件可以利用印刷法等湿法形成，从而与需要高昂的制造设备的现有的硅工艺相比，能够剧烈降低生产成本。另外，由于能够降低工艺的温度、还可以在塑料基板上形成，因此作为实现挠性薄膜晶体管元件(TFT)的技术被广泛研究。作为有机TFT的应用例，正在进行适合于电子纸、显示器、RFID、各种传感器等的实用化的研究。

有机晶体管为以三个要素、即电极层、绝缘层和半导体层为必须部件的有机半导体元件。构成元件的电极层、绝缘层、半导体层的形成方法中，有印刷法等湿法和真空蒸镀、溅射等干法，在生产率、低成本化方面，湿法具有压倒性的优势(参照非专利文献2)。

在晶体管电路的形成中，有机半导体的图案化很重要。晶体管电路中，所用区域、例如横型TFT元件的情况下，以横跨各源电极/漏极间的方式形成半导体层，需要使相邻元件部和半导体层相互电分离。由此，能够抑制漏电流所致的邻近元件间的干扰，能够抑制晶体管的关断电流(off current)、准确地控制电路。

作为利用湿法形成有机半导体层的方法，最通常使用旋涂法、浸涂法，但这些方法中，有机半导体膜一并覆盖很多装置区域，导致作为一个相连的膜形成。这些方法中，难以仅在所需区域形成自如的有机半导体的图案。作为在晶体管电路的所用位置形成有机半导体层的方法，正在研究喷墨法。但是喷墨法难以形成50μm以下的图案，图案精细性存在界限。另外，难以形成任意的形状。此外，印刷速度慢，生产率存在问题。

为了解决这些问题，近年来，研究了使用防液性的转印版的各种图案转印方法。例如，专利文献1、专利文献2中公开了一种半导体装置(元件)的制造方法和半导体装置(元件)的制造装置，所述方法的特征在于，在具有疏水性的印模版的疏水面形成有机半导体晶体层，将其按压到预先形成有源电极/漏极的被转印基板上，转印半导体层。但是该文献中，关于适用于使用了转印板(印模基板)的该印刷法的半导体墨组成，除了仅将有机半导体溶解于有机溶剂中而作为墨提供以外，关于组成没有任何公开。仅通过使用溶解有有机半导体的溶液，难以在印模基板上无缺损地形成精密、微细的图案并进而完全转印到被转印基板上，因多发图案不良，最终无法供于实用。所述印刷方法中要求最适合该方法的特殊的有机半导体墨。

非专利文献1：アドバンスドマテリアルズ(Advanced Materials)2002年，第14号，P.99

非专利文献2：ケミストリ一オブマテリアルズ(Chemistry of Materials)2004年，第16号，P.4543

专利文献1：日本特开2007-67390号公报

专利文献2：日本特开2007-184437号公报

发明内容

发明要解决的问题

一种转印用有机半导体墨，其用于通过以反转印刷法、微接触印刷法为代表的、在防液性的转印用基版上形成墨层并根据需要进行墨的图案化后转印到印刷基材上的方法得到期望的图案，对于该转印用有机半导体油墨要求的印刷特性为：(1)能够在防液性的转印用基版表面形成均匀的墨涂膜；(2)墨干燥膜或半干燥膜易于通过转印基版而转印到形成有机晶体管的被转印基材上；另外应用反转印刷法的情况下还要求(3)通过切版，能够由转印基版上形成的墨整面涂膜形成准确的图案；等。另外，除了这些印刷特性之外，对于有机半导体墨还要求所形成的有机半导体薄膜具有优异的晶体管特性。

关于本发明的课题，第一，在于提供一种有机半导体墨组合物，其满足这些要求特性、最适合于微接触印刷法、反转印刷法等使用防液性的转印用基版来转印图案从而形成有机晶体管的方法。第二，本发明的课题在于提供使用了上述有机半导体墨组合物的有机晶体管的有机半导体图案的形成方法。

用于解决问题的方案

首先，本发明提供一种有机半导体墨组合物，其特征在于，其为用于将设置于防液性的转印用基版上的墨转印到印刷基材上从而得到所期望的图案的有机半导体墨组合物，且其含有有机半导体、有机溶剂和氟系表面活性剂。

第二，本发明提供一种有机晶体管的有机半导体图案形成方法，其特征在于，其包括以下工序：使用所述有机半导体墨组合物，通过微接触印刷法和/或反转印刷法形成有机半导体图案层。