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有機半導體薄膜的形成方法、以及使用該方法的有機半導體器件及其制造方法與流程

文檔序號:12514158閱讀:478來源:國知局
有機半導體薄膜的形成方法、以及使用該方法的有機半導體器件及其制造方法與流程
本發(fā)明涉及有機半導體薄膜的形成方法,使用該形成方法的有機半導體器件,以及使用該形成方法的有機半導體器件的制造方法。
背景技術
:在電極間形成有機半導體材料的薄膜而得到有機半導體器件的方法,由于可以利用低溫工藝制造,且可以制作撓性更高、輕量且不易損壞的器件,因而近年來積極地進行研究。然而,以往在有機半導體器件中所使用的有機半導體材料,其大多數(shù)難溶于有機溶劑,因此無法使用涂布或印刷等廉價的方法來形成其薄膜,一般是通過成本相對較高的真空蒸鍍法等在基板上形成其薄膜。最近積極進行如下研究:通過使用噴墨、柔版印刷、涂敷等涂布或印刷的方法來形成有機半導體薄膜,并得到有機半導體器件,從而可以得到具有相對較高的載流子遷移率(以下適當?shù)睾喎Q為“遷移率”)的有機半導體器件。上述的使用涂布或印刷的方法,在場效應晶體管的制作工序中,期待能夠以低成本且高生產(chǎn)量來制造大面積的場效應晶體管。然而現(xiàn)狀是,使用涂布工藝或印刷工藝、并使用遷移率高且耐久性優(yōu)良的有機半導體的場效應晶體管尚未實用化。一般而言,有機半導體薄膜通過以真空蒸鍍法為首的真空工藝、或者使用溶劑的旋涂法或刮涂法等涂布工藝來形成。然而,就利用真空工藝的有機半導體薄膜的形成方法而言,除了需要用于進行真空工藝的設備以外,還存在有機半導體材料的損耗增多的缺點。就利用涂布工藝的有機半導體薄膜的形成方法而言,由于將有機半導體溶液涂布在整個基板上,因而與真空工藝一樣,也存在有機半導體材料的損耗增多的缺點。作為其它的有機半導體薄膜的形成方法,已知噴墨法等印刷法。就印刷法而言,可以將必要量的有機半導體材料涂布在目標位置,但是與其它涂布或印刷法一樣,為了控制由溶液生成的晶體的取向方向,需要一邊進行溫度、氣氛、涂布面的處理等精密的工藝控制,一邊緩慢地進行有機半導體薄膜的成膜,或者需要在晶體生成后為了晶體生長而進行數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘的燒結。因此,在這些利用涂布或印刷法的有機半導體薄膜的形成方法中,有機半導體薄膜的成膜或用于晶體生長的燒結會耗費時間,存在生產(chǎn)量不高的缺點。此外現(xiàn)狀是,利用涂布或印刷法等以往的有機半導體薄膜形成方法的有機半導體器件的制造方法,關于遷移率等有機半導體器件的性能,不足以面向實用化。作為利用涂布或印刷法等以往的有機半導體薄膜形成方法的有機半導體器件的制造方法不足以實用化的原因之一,可以列舉:根據(jù)有機半導體材料的多晶間的晶界或分子取向控制等有機半導體薄膜狀態(tài)的不同,有機薄膜晶體管等有機半導體器件的特性會大幅變化。作為不存在晶界的單晶的有機半導體薄膜的形成方法,示出了:非專利文獻1中所記載的通過氣相法(物理氣相生長)來形成單晶的有機半導體薄膜的方法;專利文獻1中所記載的使基板傾斜并在基板上形成有機半導體溶液的液滴,由此使溶劑蒸發(fā)并使晶體從有機半導體溶液朝著固定方向(傾斜的方向)生長的方法;專利文獻2中所記載的利用雙噴墨法的單晶性的有機半導體薄膜的制造方法等。然而,非專利文獻1中所記載的利用氣相法的有機半導體薄膜的形成方法在應用于實際的有機半導體器件的制造時伴有困難。另外,就專利文獻1中所記載的在溶液法中使基板傾斜的方法而言,使基板本身傾斜是非常困難的。另外,就專利文獻2中所記載的利用雙噴墨法的有機半導體薄膜的制造方法而言,溶劑的選擇是困難的,且需要控制干燥性。其結果是存在以下問題:需要使用對環(huán)境具有負面影響的溶劑,或者無法實現(xiàn)生產(chǎn)量高的有機半導體薄膜的制造方法。另外,作為有機半導體的單晶以外的晶體的取向方法,例如專利文獻3中公開了如下方法:將液晶性的有機半導體材料涂布在取向膜上,并利用液晶相變使晶體取向。然而,上述方法中,由于冷卻過程中的相變而有可能在晶體間形成龜裂,需要精密地控制冷卻過程的溫度。非專利文獻2中記載了如下方法:在形成多晶的有機半導體薄膜后,通過暴露在溶劑蒸氣中而促進晶體的再取向。然而,上述方法中,為了使晶體再取向,需要使結晶的有機半導體薄膜長時間暴露在溶劑中,不適合應用于生產(chǎn)量高的有機半導體的制造方法。另一方面,作為熱塑性樹脂等的加工技術,已知超聲波焊接。已知超聲波焊接是利用通過超聲波振動與壓力而產(chǎn)生的摩擦熱的接合和加工技術,且是加工時間短的加工技術。超聲波焊接主要用于點焊、薄膜的密封、無紡布的密封、金屬的嵌入等許多領域中。然而,目前為止還不知道通過超聲波振動和壓力而將有機半導體材料制成薄膜的技術。作為有機半導體薄膜的形成中使用超聲波的例子,在專利文獻4中記載了如下方法:對含有有機半導體材料等作為主要成分的涂膜照射超聲波。然而,專利文獻4中所記載的方法是通過對涂膜照射超聲波而使涂膜改性并使其低電阻化的技術。因此,就專利文獻4中的超聲波的照射而言,只不過是代替在有機半導體薄膜的形成后通過通常的烘箱等進行的熱燒結工藝或干燥工藝,而并非是通過超聲波的照射和壓力在短時間內進行有機半導體薄膜的形成。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:國際公開第2011/040155號專利文獻2:日本特開2012-49291號公報專利文獻3:日本專利第4867168號公報專利文獻4:日本特開2013-74065號公報非專利文獻非專利文獻1:ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials,2009,10,024314非專利文獻2:APPLIEDPHYSICSLETTERS,94,093307,2009技術實現(xiàn)要素:發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜的有機半導體薄膜的形成方法,并且提供利用上述有機半導體薄膜的有機半導體器件以及生產(chǎn)量高的有機半導體器件的制造方法。用于解決問題的手段本發(fā)明人等為了解決上述問題而進行了深入研究,結果發(fā)現(xiàn),對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動而使有機半導體材料薄膜化的有機半導體薄膜的形成方法,可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜,以及通過使用該有機半導體薄膜的形成方法,能夠以高生產(chǎn)量制造使用有機半導體薄膜的有機半導體器件,從而完成了本發(fā)明。即,本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法為包含有機半導體材料的有機半導體薄膜的形成方法,其特征在于,對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,由此將有機半導體材料制成薄膜。本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法為包含有機半導體薄膜的有機半導體器件的制造方法,其特征在于,通過本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法形成有機半導體薄膜。本發(fā)明的有機半導體器件的特征在于,其通過上述制造方法制造。發(fā)明效果通過本發(fā)明,能夠提供可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜的有機半導體薄膜的形成方法、使用上述有機半導體薄膜的有機半導體器件、以及生產(chǎn)量高的有機半導體器件的制造方法。附圖說明圖1為表示用于實施本發(fā)明的一個實施方式的有機半導體薄膜的形成方法的超聲波焊接機的構成的概略圖。圖2為表示用于制造本發(fā)明的有機半導體器件的一個實施方式的例子的制造方法的一個工序的概略圖,并且為表示將在源極-漏極基板與柵極基板之間夾持有有機半導體材料的結構設置在超聲波焊接機的加熱臺上的工序的狀態(tài)(工序結束時的狀態(tài))的概略圖。圖3為表示用于制造本發(fā)明的有機半導體器件的一個實施方式的例子的制造方法的另一個工序的概略圖,并且為表示使超聲波焊接機的焊頭下降從而對有機半導體材料施加壓力的工序的概略圖。圖4為表示用于制造本發(fā)明的有機半導體器件的一個實施方式的例子的制造方法的另一個工序的概略圖,并且為表示在對有機半導體材料施加壓力的狀態(tài)下,對有機半導體材料賦予超聲波振動而加熱有機半導體材料的工序的概略圖。圖5為表示用于制造本發(fā)明的有機半導體器件的一個實施方式的例子的制造方法的另一個工序的概略圖,并且為表示結束對有機半導體材料賦予超聲波振動而形成有機半導體薄膜的工序的概略圖。圖6為表示用于制造本發(fā)明的有機半導體器件的一個實施方式的例子的制造方法的另一個工序的概略圖,并且為表示使超聲波焊接機的焊頭上升而得到有機半導體器件的工序的概略圖。圖7為表示作為本發(fā)明的有機半導體器件的一例的有機薄膜晶體管的結構實施方式的例子的概略圖。圖8為表示本發(fā)明的實施的一例的有機半導體薄膜的形成方法中的有機半導體材料的溫度歷程的圖。圖9為表示在本發(fā)明的一個實施例中將有機半導體材料配置在加熱臺上的時刻的有機半導體材料的偏光顯微鏡照片。圖10為表示在本發(fā)明的一個實施例中用100℃的加熱臺加熱有機半導體材料后的有機半導體材料的偏光顯微鏡照片。圖11為通過本發(fā)明的一個實施例的有機半導體薄膜的形成方法形成的有機半導體薄膜的偏光顯微鏡照片。圖12為在本發(fā)明的另一個實施例中將有機半導體材料配置在加熱臺上的時刻的有機半導體材料的偏光顯微鏡照片。圖13為通過本發(fā)明的另一個實施例的有機半導體薄膜的形成方法形成的有機半導體薄膜的偏光顯微鏡照片。圖14為在本發(fā)明的另一個實施例中將有機半導體材料配置在加熱臺上的時刻的有機半導體材料的偏光顯微鏡照片。圖15為通過本發(fā)明的另一個實施例的有機半導體薄膜的形成方法形成的有機半導體薄膜的偏光顯微鏡照片。具體實施方式以下詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明的第一目的在于提供可以在短時間內形成有機半導體薄膜的有機半導體薄膜的形成方法。本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法的特征在于,對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,由此將有機半導體材料制成薄膜而形成包含有機半導體材料的有機半導體薄膜。根據(jù)上述方法,可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜。另外,上述方法中,在賦予超聲波振動結束后的冷卻過程中對有機半導體材料施加壓力時,不容易發(fā)生由于冷卻過程中的相變等而在有機半導體薄膜中產(chǎn)生龜裂。對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動的處理中,可以單獨使用有機半導體材料作為被處理物,但是更優(yōu)選的是,使用將有機半導體材料配置在基材上而得到的結構作為被處理物,對基材上的有機半導體材料實施上述處理。本發(fā)明的方法中,認為通過對基材上的有機半導體材料實施上述處理而引起晶體的再取向并使晶體的取向均勻化,因此將有機半導體材料配置在基材上時,不需要進行用于晶體的再取向的處理(例如利用溶液工藝的有機半導體材料的配置后的燒結處理)。另外,將有機半導體材料配置在基材上時,即使有機半導體材料的配置位置從想要形成有機半導體薄膜的期望位置(例如在制造有機薄膜晶體管時,基材上的源極與漏極之間的位置)稍微偏離,也可以通過上述處理而沿基材表面方向延展有機半導體材料,因此可以將有機半導體薄膜形成在期望位置。因此,在有機半導體材料的配置中不要求高精度。對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動的處理中,進一步優(yōu)選的是,使用將有機半導體材料夾在一對基材之間而得到的結構作為被處理物,并對夾在一對基材之間的有機半導體材料實施上述處理。由此,在上述處理時,可以避免有機半導體材料附著在超聲波焊接裝置的焊頭或臺座等上,并且可以避免由于冷卻過程中的相變等而在有機半導體薄膜中產(chǎn)生龜裂。作為上述基材,可以列舉:在后文作為構成有機薄膜晶體管10A和10B的基材1和1’的例子所列舉的玻璃等無機基板或各種樹脂膜,在無機基板或各種樹脂膜上形成有電極和/或絕緣層的結構等。上述一對基材優(yōu)選為樹脂膜。將有機半導體材料配置在基材上時,可以將有機半導體材料以固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)配置在基材上。另外,將有機半導體材料以固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)配置在基材上的方法具有可以在不使用環(huán)境負荷高的有機溶劑的情況下將有機半導體材料配置在基材上等優(yōu)點。作為將有機半導體材料以固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)配置在基材上的方法,可以使用:將塊狀粉末、微細粉末等固體狀態(tài)的有機半導體材料直接配置在基材上的方法;將塊狀粉末、微細粉末等固體狀態(tài)的有機半導體材料配置在充分加熱后的金屬棒等構件上而使其熔融,然后將熔融狀態(tài)的有機半導體材料從上述構件上滴落至基材上的方法等。作為將有機半導體材料配置在基材上的方法,除此以外,還可以使用液滴澆注法等溶液工藝(例如由涂布或印刷使有機半導體材料溶解在有機溶劑中而得到的溶液的工序以及干燥工序等構成)。本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法中,對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,由此產(chǎn)生摩擦熱而使有機半導體材料升溫后,結束超聲波振動的賦予時,有機半導體材料被冷卻。認為在該冷卻過程中有機半導體材料的晶體再取向而使晶體的取向均勻化。因此,使用溶液工藝將有機半導體材料配置在基材上時,在從含有有機半導體材料的有機溶劑溶液使有機半導體材料結晶化的階段中,晶體的取向可以為隨機的。因此,本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法中,用于將有機半導體材料配置在基材上的溶液工藝中,在涂布或印刷使有機半導體材料溶解在有機溶劑中而得到的溶液后,可以僅使溶液中所包含的有機溶劑蒸發(fā)。因此,在涂布或印刷使有機半導體材料溶解在有機溶劑中而得到的溶液后,不需要為了使晶體的取向均勻化而實施利用長時間的烘烤而進行的晶體取向控制或利用后處理而進行的晶體的再取向的工藝。以這樣的方式配置在基材上的有機半導體材料,通過對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動而制成薄膜,從而得到有機半導體薄膜。作為對有機半導體材料施加壓力的方法,沒有特別限定,優(yōu)選為直接或隔著保護膜或保護層將加壓構件按壓在有機半導體材料上的方法。隔著保護膜或保護層將加壓構件按壓在有機半導體材料上時,更優(yōu)選使用將有機半導體材料夾在基材與保護膜或保護層之間而得到的結構作為被處理物,并隔著保護膜或保護層將加壓構件按壓在基材上的有機半導體材料。另外,作為對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動的方法,沒有特別限定,但是優(yōu)選為將有機半導體材料配置在基材上,并直接或隔著保護膜或保護層一邊將加壓構件按壓在有機半導體材料上,一邊使加壓構件進行超聲波振動的方法。作為上述加壓構件,只要是可以對有機半導體材料整體施加壓力的構件就沒有特別限定,當基材為平板時,優(yōu)選加壓構件的與有機半導體材料接觸的面為平面。由此,可以形成均勻厚度的有機半導體薄膜。關于上述保護膜或保護層,如后所述。作為本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法,可以列舉:使用包裝膜的壓接等中使用的一般的超聲波焊接機(超聲波焊接機)的方法。使用一般的超聲波焊接機時,從包含有機半導體材料的被處理物(單獨的有機半導體材料、有機半導體材料與基材的組合、有機半導體材料與保護膜或保護層的組合、或有機半導體材料、基材與保護膜或保護層的組合)的上方,通過超聲波焊接機對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,利用通過超聲波振動而產(chǎn)生的摩擦熱與壓力,將有機半導體材料制成薄膜,由此形成本發(fā)明的有機半導體薄膜。一般的超聲波焊接機具有:用于通過按壓被處理物而對被處理物施加壓力并且賦予超聲波振動的焊頭作為加壓構件。以下基于圖1說明適合用于本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法的超聲波焊接機的一個實施方式。需要說明的是,對于各圖中具有相同功能的構件,附加相同符號并省略其說明。如圖1所示,超聲波焊接機20具有:超聲波振蕩器(發(fā)生器)21、超聲波振子(換能器)22、增幅器23、焊頭24、加壓機構(壓制單元)25、以及加熱臺26。焊頭24的與被處理物接觸的面為平面。加熱臺26在其上配置被處理物。另外,加熱臺26具有用于將加熱臺26的上表面加熱至規(guī)定溫度的加熱器26a。需要說明的是,加熱臺26的上表面也可以不加熱。因此,也可以使用不具有加熱器26a的單純的臺來代替加熱臺26。加壓機構25具有:安裝有超聲波振子22、增幅器23以及焊頭24的臂部25a;以能夠沿豎直方向上下滑動的方式支撐臂部25a的支柱25b;以及用于使臂部25a沿豎直方向上移動并且對配置在加熱臺26上的被處理物通過垂直向下按壓焊頭24而施加壓力的未圖示的驅動機構(例如氣缸)。超聲波焊接機20中,利用超聲波振蕩器21將從未圖示的商用電源輸入的電信號放大為高頻的電信號,利用超聲波振子22將放大后的電信號轉換成機械振動能,并從超聲波振子22發(fā)出機械振動(超聲波振動)。從超聲波振子22發(fā)出的機械振動(超聲波振動)利用增幅器23增減其振幅后,傳送至焊頭24。通過加壓機構25,對有機半導體材料通過沿豎直方向向下按壓焊頭24而施加壓力時,將傳送至焊頭24的超聲波振動傳送至包含有機半導體材料的被處理物。作為對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動時控制的參數(shù),主要可以列舉:超聲波振動的振蕩時間、超聲波振動的振幅、加壓壓力、超聲波焊接機的焊頭的形狀(使用具有焊頭的超聲波焊接機時)等。超聲波振動的振蕩時間為對有機半導體材料賦予超聲波振動的時間,時間越長,施加在有機半導體材料的熱量越大,但是需要按照有機半導體材料的物性適當調節(jié)。另外,考慮到有機半導體薄膜形成處理的節(jié)拍時間,優(yōu)選在短時間內進行適當?shù)奶幚?,通常設定使得能夠進行1分鐘以內、優(yōu)選10秒以內、特別優(yōu)選1秒以內的處理。超聲波振動的振幅表示對有機半導體材料賦予的超聲波振動的大小(使用具有焊頭的超聲波焊接機時,從焊頭的前端傳送至有機半導體材料的超聲波振動的大小)。使用超聲波焊接機時,即使使用相同輸出功率的超聲波焊接機,通過改變超聲波振動的振幅,也可以改變對有機半導體材料施加的熱量。超聲波振動的振幅越高,能夠將對有機半導體材料賦予越大的熱量,但是將有機半導體材料與基材等其它材料組合使用時,需要同時考慮對基材等其它材料的損傷,設定使得超聲波振動的振幅不會過高。就超聲波振動的振幅而言,根據(jù)超聲波焊接機的輸出功率(使用超聲波焊接機時)、超聲波振動的振動數(shù)(頻率)等,適當?shù)恼穹l(fā)生變化。因此,需要按照所使用的有機半導體材料的種類、根據(jù)需要與有機半導體材料組合使用并賦予超聲波振動時施加摩擦熱的構件的種類,控制為適當?shù)恼穹?。作為上述賦予超聲波振動時施加摩擦熱的構件,可以列舉例如:基材、電極(柵極、源極、漏極等)、絕緣層(例如柵極絕緣層)、薄膜晶體管保護層、隔著其它構件對有機半導體材料按壓焊頭等加壓構件而賦予超聲波振動時與焊頭等加壓構件接觸的構件(保護膜或保護層等)等。即,本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法中,優(yōu)選將超聲波振動的振幅控制在適當?shù)恼穹?,以使得有機半導體材料的溫度被控制在適當?shù)臏囟取<訅簤毫閷Π袡C半導體材料的被處理物賦予的機械能(使用具有焊頭的超聲波焊接機時,從焊頭傳送至有機半導體材料的機械能),其大小與通過超聲波振動而在有機半導體材料中產(chǎn)生的熱量和處理時間(將有機半導體材料制成薄膜所花費的時間)相關。對包含有機半導體材料的被處理物施加過強的壓力時,與超聲波振動的振幅過大時相同,有可能對有機半導體材料造成損傷,另外,在將有機半導體材料與基材等其它材料組合使用時,有可能對基材等其它材料造成損傷。因此,需要考慮這些損傷而設定加壓壓力使得其不會過強。這些參數(shù)(超聲波振動的振蕩時間、超聲波振動的振幅和加壓壓力)相互產(chǎn)生影響,需要按照所使用的有機半導體材料的種類、根據(jù)需要與有機半導體材料組合使用并在賦予超聲波振動時施加摩擦熱的構件的種類來適當?shù)亟M合。為了將被傳送的超聲波振動傳送至有機半導體材料,超聲波焊接機的焊頭的形狀需要適當?shù)慕Y構,有時超聲波振動的振幅根據(jù)焊頭的形狀而改變。另外,對有機半導體材料施加的熱量也根據(jù)焊頭表面的大小(處理面積)而改變,因此需要單獨控制焊頭的形狀和焊頭表面的大小。就對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動時(以下,適當?shù)胤Q為“加壓和賦予超聲波振動時”)的有機半導體材料的溫度而言,根據(jù)有機半導體材料的種類而設定。有機半導體材料具有相變點(相變溫度)時,優(yōu)選將加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的溫度調節(jié)至相對于有機半導體材料的相變點為0~+80℃的范圍內。另外,在組合使用有機半導體材料與基材時,優(yōu)選將加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的溫度設定為低于所使用的基材的玻璃化轉變點(玻璃化轉變溫度)的溫度,并通過有機半導體材料的相變點與基材的玻璃化轉變點的組合,設定加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的溫度的最佳的溫度范圍。需要說明的是,此處所述的“加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的溫度”的意思是,如實施例的測定方法所述,配置熱傳導片來代替有機半導體材料并進行加壓和賦予超聲波振動時的熱傳導片的溫度。另外,也可以根據(jù)需要在對有機半導體材料賦予超聲波振動的同時,對有機半導體材料進行傳導加熱。組合使用有機半導體材料與基材時,也可以根據(jù)需要在賦予超聲波振動的同時,對基材進行輔助性的傳導加熱。此時,基材的加熱溫度只要根據(jù)加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的加熱溫度來改變即可,但是為了避免基材的變形或其它構件的損傷(將有機半導體材料和基材與其它構件組合使用時),盡量設定在低溫側。為了將有機半導體材料制成薄膜,加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的溫度優(yōu)選設定為超過有機半導體材料的相變點(即液晶相變點、玻璃化轉變點、熔點等)的溫度。此時,在該條件下,有機半導體材料在加壓和賦予超聲波振動時從固相發(fā)生相變(相變化)至液晶相、玻璃相、液相等,具有流動性,并通過所賦予的壓力而形成薄膜。此時,在結束超聲波振動的賦予后的冷卻過程中,有機半導體材料重結晶,從而得到有機半導體薄膜。即,本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法中,優(yōu)選的是,對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,由此使固相的有機半導體材料發(fā)生相變,然后使有機半導體材料重結晶,從而將有機半導體材料制成薄膜。由此,通過使固相的有機半導體材料發(fā)生相變,提高有機半導體材料的流動性,因此容易將有機半導體材料制成薄膜。需要說明的是,在加壓和賦予超聲波振動時,即使未發(fā)生有機半導體材料的相變,通過使有機半導體材料在通過超聲波振動而被加熱的狀態(tài)下受到充分的壓力,也可以發(fā)生薄膜化。對有機半導體材料一邊施加壓力一邊開始賦予超聲波振動后,結束超聲波振動的賦予時,有機半導體材料的溫度會急劇降低,引起有機半導體材料的再取向和重結晶。結束超聲波振動的賦予后,為了得到在厚度方向上均勻的有機半導體薄膜,也可以持續(xù)對有機半導體材料進行加壓,在賦予超聲波振動的結束后持續(xù)加壓的時間優(yōu)選根據(jù)加壓和賦予超聲波振動時的有機半導體材料的最高達到溫度、賦予超聲波振動的結束時(冷卻后)的有機半導體材料的溫度與室溫的溫度差、以及基材的表面能(組合使用有機半導體材料與基材時)來調節(jié)。以這樣的方式得到的有機半導體薄膜與由一般的溶液工藝得到的有機半導體薄膜相比,晶粒間不容易產(chǎn)生龜裂。使用具有焊頭的超聲波焊接機來進行加壓和賦予超聲波振動時,為了不使焊頭直接接觸于半導體材料,可以在有機半導體材料上設置保護膜或保護層,并隔著保護膜或保護層將焊頭按壓在有機半導體材料上。將保護膜或保護層設置在基材上形成的有機半導體材料上時,此處所使用的保護膜或保護層可以與基材相同也可以不同。另外,為了在形成有機半導體薄膜后從保護層剝離,也可以將在脫模材料上層疊有保護層的薄膜以脫模材料與有機半導體材料接觸的方式設置在有機半導體材料上。有機半導體材料的液晶相變點、玻璃化轉變點和熔點可以使用示差掃描量熱儀(DSC)、偏光顯微鏡(POM)觀察、自動熔點測定裝置等來了解相變行為而測定。另外,關于有機半導體材料的高階結構,可以使用X射線衍射(XRD)來了解有機半導體材料的分子結構、液晶性和結晶性的關系。作為有機半導體材料,可以使用:顯示出半導體特性的低分子有機化合物(低分子有機半導體化合物)、顯示出半導體特性的高分子化合物(高分子有機半導體化合物)(特別是數(shù)均分子量為1000以上的高分子化合物)、以及顯示出半導體特性的重復單元為2~20的低聚物(低聚物有機半導體化合物)中的任一種。有機半導體材料中,優(yōu)選為在加壓和賦予超聲波振動時的最高達到溫度以下具有液晶相變點、玻璃化轉變點、熔點等相變點的有機半導體材料。另外,在組合使用有機半導體材料與具有玻璃化轉變溫度的基材(特別是樹脂膜等樹脂基材)時,有機半導體材料優(yōu)選具有低于基材的玻璃化轉變溫度的相變點,特別優(yōu)選具有加壓和賦予超聲波振動時的最高達到溫度以下且低于基材的玻璃化轉變點的相變點。在組合使用有機半導體材料與樹脂基材時,有機半導體材料的相變點優(yōu)選在70℃~280℃的范圍內,有機半導體材料的相變點更優(yōu)選在100℃~280℃的范圍內。本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法中,其特征之一在于,認為通過有機半導體材料的晶體進行再取向而使晶體的取向均勻化。因此,在這些有機半導體材料中,特別是使用具有結晶性的有機半導體材料時,可以在短時間內容易得到遷移率等半導體特性優(yōu)良的有機半導體器件。作為上述低分子有機半導體化合物,可以列舉:多并苯類、將多并苯類的碳原子的一部分取代成氮原子、硫原子、氧原子等原子、或羰基等多價官能團、或將多并苯類的氫原子的一部分取代成芳基、?;?、烷基、烷氧基等1價官能團而得到的衍生物(三苯并二嗪衍生物、三苯并二噻嗪衍生物、由后述的通式(1)所示的噻吩并噻吩衍生物等)。另外,作為上述低分子有機半導體化合物,除此以外,還可以列舉:二苯乙烯衍生物、金屬酞菁類、稠環(huán)四羧酸二酰亞胺類、部花青色素類或半花菁色素類等色素、以四(十八烷基硫基)四硫富瓦烯為代表的電荷遷移絡合物等。作為上述稠環(huán)四羧酸二酰亞胺類,可以列舉:萘-1,4,5,8-四甲酸二酰亞胺、N,N’-雙(4-三氟甲基芐基)萘-1,4,5,8-四甲酸二酰亞胺、N,N’-雙(1H,1H-全氟辛基)-1,4,5,8-四甲酸二酰亞胺、N,N’-雙(1H,1H-全氟丁基)-1,4,5,8-四甲酸二酰亞胺、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四甲酸二酰亞胺、萘-2,3,6,7-四甲酸二酰亞胺等萘四甲酸二酰亞胺類;蒽-2,3,6,7-四甲酸二酰亞胺等蒽四甲酸二酰亞胺類等。作為上述高分子有機半導體化合物,可以列舉例如:聚吡咯、聚(N-取代吡咯)、聚(3-取代吡咯)、聚(3,4-二取代吡咯)等聚吡咯類;聚噻吩、聚(3-取代噻吩)、聚(3,4-二取代噻吩)、聚苯并噻吩等的聚噻吩類;聚異硫茚等聚異硫茚類;聚噻吩乙烯等聚噻吩乙烯類;聚(對苯乙烯)等聚(對苯乙烯)類;聚苯胺、聚(N-取代苯胺)、聚(3-取代苯胺)、聚(2,3-二取代苯胺)等聚苯胺類;聚乙炔等聚乙炔類;聚二乙炔等聚二乙炔類;聚甘菊環(huán)等聚甘菊環(huán)類;聚芘等聚芘類;聚咔唑、聚(N-取代咔唑)等咔唑類;聚硒吩等聚硒吩類;聚呋喃、聚苯并呋喃等聚呋喃類;聚(對苯撐)等聚(對苯撐)類;聚吲哚等聚吲哚類;聚噠嗪等聚噠嗪類;聚苯硫醚、聚乙烯基硫醚等聚硫醚類等。作為上述低聚物有機半導體化合物,其為具有與上述聚合物相同的重復單元的低聚物,可以列舉例如:作為噻吩六聚物的α-六噻吩、α,ω-二己基-α-六噻吩、α,ω-二己基-α-五噻吩、α,ω-雙(3-丁氧基丙基)-α-六噻吩等低聚物。作為實施本發(fā)明時特別優(yōu)選的有機半導體材料的一例,可以列舉:由下述通式(1)所示的噻吩并噻吩衍生物,(上述式中,R1和R2各自獨立地表示氫原子、烷基、可以具有取代基的芳基、可以具有取代基的雜環(huán)基、烷氧基、烷氧基烷基,R1和R2可以彼此相同也可以不同,m和n各自獨立地表示0或1)。上述烷基為直鏈、支鏈或環(huán)狀的脂肪族烴基,優(yōu)選為直鏈或支鏈的脂肪族烴基,特別優(yōu)選為直鏈的脂肪族烴基。上述烷基的碳原子數(shù)通常為1~36,優(yōu)選為2~24,特別優(yōu)選為4~20,進一步優(yōu)選為6~12。上述芳基為苯基、聯(lián)苯基、芘基、二甲苯基、二甲苯甲基、異丙苯基、芐基、苯基乙基、α-甲基芐基、三苯基甲基、苯乙烯基、肉桂基、聯(lián)苯基、1-萘基、2-萘基、蒽基、菲基等芳香族烴基。上述雜環(huán)基為2-噻吩基、苯并噻吩基、噻吩并噻吩基等。這些芳基和雜環(huán)基各自可以具有上述烷基等取代基,當具有多個取代基時,這些多個取代基可以相同也可以不同。為了使得由上述通式(1)所示的噻吩并噻吩衍生物在上述范圍(70℃~280℃)內具有相變點,R1和R2的至少一者優(yōu)選為烷基,該烷基鏈的長度優(yōu)選為碳原子數(shù)4以上。由上述通式(1)所示的噻吩并噻吩衍生物可以通過JournaloftheAmericanChemicalSocciety,2007,Vol.129,No.51,p.15732-15733和AdvancedMaterials,2011,23,p.1222-1225中所記載的公知的方法合成。作為由通式(1)所示的噻吩并噻吩衍生物的純化方法,沒有特別限定,可以采用重結晶、柱層析和真空升華純化等公知的方法。另外,可以根據(jù)需要組合使用這些方法。本發(fā)明的第二目的在于提供使用上述有機半導體薄膜的有機半導體器件,第三目的在于提供使用上述有機半導體薄膜的有機半導體器件的制造方法。本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法為包含有機半導體薄膜的有機半導體器件的制造方法,其為通過本發(fā)明的有機半導體薄膜的制造方法來形成有機半導體薄膜的方法。另外,本發(fā)明的有機半導體器件為通過上述本發(fā)明的制造方法而制造的有機半導體器件。通過本發(fā)明的制造方法而制造的有機半導體器件,只要是將包含有機半導體薄膜的半導體層夾在電極間的構成即可,沒有特別限定,但是優(yōu)選為有機薄膜晶體管。通過本發(fā)明的制造方法而制造的有機半導體器件,更優(yōu)選為如下構成的有機薄膜晶體管:源極和漏極的2個電極與包含有機半導體薄膜的半導體層接觸,并利用隔著柵極絕緣層施加在稱為柵極的另一個電極上的電壓來控制在這些源極和漏極之間流通的電流。即,作為通過本發(fā)明的制造方法而制造的有機半導體器件,更優(yōu)選為如下作為有機場效應晶體管的有機薄膜晶體管,該有機場效應晶體管具有:以相互隔開的方式設置的源極和漏極、設置在上述源極與上述漏極之間的含有包含有機半導體材料的有機半導體薄膜的半導體層、以與上述半導體層相對的方式設置的柵極、以及設置在上述半導體層與上述柵極之間的絕緣層(柵極絕緣層)。上述有機場效應晶體管進一步優(yōu)選在基材上具有上述源極、漏極、半導體層、柵極和絕緣層。本發(fā)明的有機薄膜晶體管的實施方式的例子如圖7(a)和圖7(b)所示。圖7(a)所示的有機薄膜晶體管10A稱為底柵型有機場效應晶體管。有機薄膜晶體管10A具有:基材1、層疊在基材1上的柵極2、層疊在柵極2的上表面(與基材1相對的面的背面)上的柵極絕緣層3、以相互隔開的方式設置在柵極絕緣層3的上表面的一部分上的源極5和漏極6、以及設置在柵極絕緣層3的上表面(其中,不包括設置有源極5和漏極6的部分)上的含有包含有機半導體材料的有機半導體薄膜的半導體層4。圖7(b)所示的有機薄膜晶體管10B為有機場效應晶體管,具有:基材1’、層疊在基材1’上的柵極絕緣層3’、以相互隔開的方式設置在柵極絕緣層3’的上表面(與基材1’相對的面的背面)的一部分上的源極5和漏極6、設置在柵極絕緣層3’的上表面(其中,不包括設置有源極5和漏極6的部分)上的含有包含有機半導體材料的有機半導體薄膜的半導體層4、設置在半導體層4的上表面上的柵極絕緣層3、層疊在柵極絕緣層3的上表面上的柵極2、以及層疊在柵極2的上表面上的基材1。需要說明的是,有機薄膜晶體管10B中,可以省略基材1’與柵極絕緣層3’的一者。另外,本發(fā)明的有機薄膜晶體管可以為從有機薄膜晶體管10B去除基材1’和柵極絕緣層3’這兩者的結構(稱為頂柵型有機場效應晶體管)的有機薄膜晶體管。接著,對于圖7(a)和圖7(b)所示的本發(fā)明的有機薄膜晶體管的實施方式的例子的各構成要素進行說明。作為基材1和1’,除了玻璃等無機基板以外,還可以使用樹脂膜。考慮到有機薄膜晶體管10A和10B的撓性,基材1和1’優(yōu)選為樹脂膜。作為構成上述樹脂膜的樹脂,可以列舉例如:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、三乙酸纖維素酯、聚醚酰亞胺等。基材1和1’的種類可以根據(jù)加壓和賦予超聲波振動時的工藝溫度來選擇。另外,為了提高這些基材1和1’的表面光滑性,可以在基材1和1’上具有平坦化層。在構成上述樹脂膜的樹脂中,為了提高金屬粘附性、耐久性,可以分散具有納米級(例如5nm)的平均粒徑的無機氧化物粒子(例如二氧化硅粒子)。作為這些基材1和1’,優(yōu)選玻璃化轉變溫度為100℃以上進一步優(yōu)選玻璃化轉變溫度為150℃以上?;?和1’的厚度通常為1μm~10mm,優(yōu)選為5μm~3mm。使用樹脂膜作為基材1時,考慮到有機薄膜晶體管的耐彎曲性,可以形成如有機薄膜晶體管10B那樣將半導體層4夾在基材1和1’之間的構成。在該構成的情況下,優(yōu)選2種基材1和1’的材質相同。通過使用包含這樣的樹脂膜的基材1和1’,可以使有機薄膜晶體管具有撓性,能夠實現(xiàn)具有高耐彎曲性的可撓且輕量的有機薄膜晶體管,提高有機薄膜晶體管的實用性。在源極5、漏極6和柵極2中,使用導電性材料(具有導電性的材料)。作為上述導電性材料,可以使用例如:鉑、金、銀、鋁、鉻、鎢、鉭、鎳、鈷、銅、鐵、鉛、錫、鈦、銦、鈀、鉬、鎂、鈣、鋇、鋰、鉀、鈉等金屬以及包含這些的合金;InO2、ZnO2、SnO2、ITO(氧化銦錫)等導電性無機氧化物;聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩(PEDOT-PSS等)、聚乙炔、聚對苯乙烯、聚二乙炔等導電性高分子化合物;碳納米管、石墨等碳材料等。為了降低源極5、漏極6和柵極2的接觸電阻,可以在上述列舉的各種材料中摻雜氧化鉬,或者利用硫醇等對上述金屬進行處理。另外,作為上述導電性材料,也可以使用在上述列舉的各種材料中分散有碳黑的導電性復合材料,或者將金、鉑、銀、銅等金屬等的粒子分散在上述列舉的各種材料(但是,是與粒子不同的材料)的導電性復合材料。在使有機薄膜晶體管10A和10B工作時,將布線與柵極2、源極5和漏極6連接。布線也使用與柵極2、源極5和漏極6的材料基本相同的材料來制作。源極5、漏極6和柵極2的厚度根據(jù)其材料而不同,通常為1nm~10μm,優(yōu)選為10nm~5μm,更優(yōu)選為30nm~1μm。柵極絕緣層3和3’為絕緣性材料(具有絕緣性的材料)的層。作為上述絕緣性材料,可以使用例如:在聚合物中分散有下列介電體的粒子的材料等:聚對二甲苯、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙酸酯(丙酸酸類樹脂)、聚苯乙烯、聚乙烯基苯酚、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚砜、含氟樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等聚合物以及組合它們而得到的共聚物;二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鉭等無機氧化物;SrTiO3、BaTiO3等強介電性無機氧化物;氮化硅、氮化鋁等無機氮化物;無機硫化物;無機氟化物等。用于柵極絕緣層3的絕緣性材料優(yōu)選預先確認有無由于加壓和賦予超聲波振動而造成的損害,與基材1同樣,除了要求熱穩(wěn)定性以外,還需要考慮加壓和賦予超聲波振動的處理后的絕緣破壞等。柵極絕緣層3和3’的厚度根據(jù)用于柵極絕緣層的絕緣性材料而不同,通常為10nm~10μm,優(yōu)選為50nm~5μm,特別優(yōu)選為100nm~1μm。在具有圖7(b)所示的將半導體層4夾在2片基材1和1’之間的構成的有機薄膜晶體管10B的情況下,考慮到有機薄膜晶體管10B的耐彎曲性,柵極絕緣層3和3’優(yōu)選采用相同的材質。半導體層4包含包含所述有機半導體材料的有機半導體薄膜。作為構成半導體層4的半導體材料,可以單獨使用上述有機半導體材料,也可以組合使用上述有機半導體材料和至少1種其它半導體材料。為了改善有機薄膜晶體管10A和10B的特性,可以根據(jù)需要在構成半導體層4的半導體材料中混合各種添加劑。半導體層4的厚度在不失去必要功能的范圍內越薄越好。有機薄膜晶體管10A和10B中,如果半導體層4具有規(guī)定以上的厚度,則有機薄膜晶體管10A和10B的特性不依賴于半導體層4的厚度,但是半導體層4的厚度變厚時,漏極電流增加的情況多。相反地,半導體層4的厚度過薄時,在半導體層4中無法形成電荷的通路(通道),因此半導體層4需要具有適度的厚度。用于使有機薄膜晶體管10A和10B顯示出必要功能的半導體層4的厚度,通常為1nm~5μm,優(yōu)選為10nm~1μm,特別優(yōu)選為10nm~500nm。本發(fā)明的有機薄膜晶體管中,在上述各構成要素之間、或者上述各構成要素的露出的表面上,可以根據(jù)需要設置其它層。例如,可以將用于保護有機薄膜晶體管10A的薄膜晶體管保護層直接或隔著其它層形成在有機薄膜晶體管10A的半導體層4上。由此,可以減小濕度等外部空氣對有機晶體管的電特性的影響,使有機晶體管的電特性穩(wěn)定。另外,可以提高有機晶體管的開關比等電特性。作為構成上述薄膜晶體管保護層的材料,沒有特別限定,例如優(yōu)選為環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙酸酸類樹脂、聚氨酯、聚酰亞胺、聚乙烯醇、含氟樹脂、聚烯烴等各種樹脂;氧化硅、氧化鋁、氮化硅等無機氧化物;以及氮化物等介電體等,更優(yōu)選為氧的透過率、水分的透過率、以及吸水率小的樹脂(聚合物)。作為構成上述薄膜晶體管保護層的材料,也可以使用為了用于有機電致發(fā)光顯示器而開發(fā)的氣體阻隔性保護材料。薄膜晶體管保護層的厚度可以根據(jù)其目的而采用任意的厚度,通常為100nm~1mm。接著,對于本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法進行詳細說明。本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法中,例如將有機半導體材料配置在在基材上形成有絕緣層和電極的所述基材上,對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,從而制造有機半導體器件。在有機半導體器件為作為有機場效應晶體管的有機薄膜晶體管的情況下,該有機場效應晶體管在基材上具有:以相互隔開的方式設置的源極和漏極、設置在所述源極與所述漏極之間的含有包含有機半導體材料的有機半導體薄膜的半導體層、以與所述半導體層相對的方式設置的柵極、以及設置在所述半導體層與上述柵極之間的絕緣層,本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法優(yōu)選包括:在通過本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法形成有機半導體薄膜前,將有機半導體材料配置在所述基材上的配置工序。該制造方法中,可以制造圖7(a)所示的有機薄膜晶體管10A或圖7(b)所示的有機薄膜晶體管10B。在所述配置工序中,對于在其上設置有所述源極和漏極的所述基材,可以將有機半導體材料以固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)配置在所述基材上的所述源極與所述漏極之間的區(qū)域或其附近,或者對于在其上設置有所述源極和漏極的所述基材,將含有有機半導體材料的溶液涂布在所述基材上,然后進行干燥,由此將有機半導體材料配置在所述基材上的所述源極與所述漏極之間的區(qū)域或其附近。此處,基于使用2種基板的圖7(b)的實施方式的例子的有機薄膜晶體管10B,詳細說明本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法。就第1種基板(稱為“柵極基板9”)而言,在基材1上層疊有柵極2和柵極絕緣層3。就另1種基板(稱為“源極-漏極基板8”)而言,在基材1’上層疊有柵極絕緣層3’以及源極5和漏極6。另外,在以下說明中,對于半導體層4僅包含有機半導體薄膜的情況進行說明。(柵極基板9的制作)[基材1和1’的處理]柵極基板9通過將柵極2和柵極絕緣層3設置在上述所說明的基材1上而制作。在基材1的表面,為了提高層疊在基材1上的各層的潤濕性(層疊的容易度),可以進行表面處理(清洗處理)。作為表面處理的例子,可以列舉:利用鹽酸、硫酸、乙酸等的酸處理;利用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨等的堿處理;臭氧處理;氟化處理;利用氧或氬等的等離子體的等離子體處理;朗繆爾-布勞杰特(Langmuir-Blodgett)膜的形成處理;電暈放電等電處理等。[柵極2的形成]使用上述導電性材料(電極材料)在基材1上形成柵極2。作為形成柵極2的方法,可以列舉例如:真空蒸鍍法、濺射法、涂布法、熱轉印法、印刷法、溶膠凝膠法等。在導電性材料的成膜時或成膜后,可以根據(jù)需要進行圖案化以使得導電性材料成為期望的形狀。作為圖案化的方法,可以使用各種方法,可以列舉例如:組合光刻膠的圖案化與蝕刻的光刻法等。另外,作為圖案化的方法,也可以利用噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、平版印刷、凸版印刷等印刷法、微接觸印刷法等軟微影法、以及組合多種這些方法的方法。通過印刷法形成的電極通過賦予熱、光等能量直至達到期望的導電率而進行燒結。[柵極絕緣層3的形成]接著,使用上述絕緣性材料,在形成在基材1上的柵極2上形成柵極絕緣層3(參照圖7(b))。作為柵極絕緣層3的形成方法,可以列舉例如:旋涂法、噴涂法、浸涂法、澆鑄法、刮棒涂布法、刮刀涂布法等涂布法;絲網(wǎng)印刷、平版印刷、噴墨法等印刷法;真空蒸鍍法、分子束外延生長法、離子簇束法、離子鍍法、濺射法、大氣壓等離子體法、CVD(化學氣相生長)法等干式工藝法等??梢詫艠O絕緣層3進行表面處理。認為通過對柵極絕緣層3進行表面處理,可以容易地控制之后成膜的半導體層4與柵極絕緣層3的界面部分的分子取向或結晶性,并且減少基材1或柵極絕緣層3上的捕集部位,由此可以改良有機薄膜晶體管10B的載流子遷移率等特性。捕集部位是指,存在于未處理的基材1或柵極絕緣層3中的例如羥基等官能團,這樣的官能團存在于基材1或柵極絕緣層3中時,電子會被該官能團吸引,結果使有機薄膜晶體管10B的載流子遷移率降低。因此,減少基材1或柵極絕緣層3中的捕集部位,有時對于有機薄膜晶體管10B的載流子遷移率等特性的改良也是有效的。(源極-漏極基板8的制作)[基材1’的處理]柵極基板9通過將柵極絕緣層3’、源極5和漏極6設置在上述所說明的基材1’上而制作。在基材1’的表面,與基材1的表面一樣,可以進行上述表面處理。[柵極絕緣層3’的形成]接著,使用上述絕緣性材料,在基材1’上形成柵極絕緣層3’(參照圖7(b))。作為柵極絕緣層3’的形成方法,可以使用與柵極絕緣層3的形成方法相同的方法。對柵極絕緣層3’,可以與柵極絕緣層3一樣進行表面處理。[源極5和漏極6的形成]接著,使用上述導電性材料,在柵極絕緣層3’上形成源極5和漏極6。源極5和漏極6的材料可以相同也可以不同。作為形成源極5和漏極6的方法,可以使用與柵極2的形成方法相同的方法。為了降低源極5和漏極6的接觸電阻,可以在構成源極5和漏極6的導電性材料中摻雜氧化鉬。當源極5和漏極6由金屬構成時,可以利用硫醇等對該金屬進行處理。可以通過與導電性材料的成膜方法相同的方法將氧化鉬或硫醇等層疊在源極5和/或漏極6上。[將有機半導體材料配置在源極-漏極基板8上]接著,將有機半導體材料配置在由上述方法制作的源極-漏極基板8上??梢詫⒂袡C半導體材料以塊狀粉末等的固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)在無溶劑的條件下直接配置在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域或其附近,也可以通過將含有有機半導體材料的溶液涂布或印刷在源極-漏極基板8上,然后使其干燥的工藝(溶液工藝),將有機半導體材料配置在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域或其附近。作為溶液工藝,可以使用噴墨法、絲網(wǎng)印刷法、平版印刷法、微接觸印刷法等印刷法、或液滴澆注法等涂布法。雖然利用其它溶液工藝也可以將有機半導體材料配置在源極-漏極基板8上,但是為了提高有機半導體材料的利用效率,優(yōu)選為可以將必要量的有機半導體材料配置在必要處的方法。以下,對于有機半導體材料的配置方法進行詳細說明。首先,在將固體狀態(tài)或熔融狀態(tài)的有機半導體材料直接配置在源極-漏極基板8上時,將塊狀固體粉末的有機半導體材料或微細粉末化后的有機半導體材料直接配置或散布在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域或其附近,或者將加熱至熔點以上的溫度而成為熔融狀態(tài)的有機半導體材料,通過壓?;蚍峙淦鞯雀鞣N手段,涂布在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域或其附近。簡單來說,在充分加熱后的金屬棒的前端取有機半導體材料,使其成為熔融狀態(tài),然后將金屬棒前端的熔融狀態(tài)的有機半導體材料直接涂布在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域或其附近。接著,對于通過溶液工藝將有機半導體材料配置在源極-漏極基板8上的方法進行說明。溶液工藝是指,將具有溶劑可溶性的有機半導體材料,例如將由所述通式(1)所示的化合物等預先溶解在有機溶劑中,并在將所得到的有機半導體材料的溶液涂布或印刷后進行干燥,從而將有機半導體材料配置在期望之處的方法。通過溶液的涂布或印刷和干燥來配置有機半導體材料的方法,即溶液工藝,不需要使有機薄膜晶體管10B制造時的環(huán)境為真空或高溫狀態(tài),能夠以低成本制造大面積的有機薄膜晶體管10B,因此工業(yè)上也是有利的。另外,本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法中,當將溶液工藝用于將有機半導體材料配置在源極-漏極基板8上時,認為在賦予超聲波振動的結束后的有機半導體材料冷卻的過程中,有機半導體材料的晶體進行再取向而使晶體的取向均勻化,因此在有機半導體材料從溶液結晶化的階段,晶體取向可以為隨機的,在溶液的涂布或印刷后,可以僅使溶液中所包含的有機溶劑蒸發(fā)。因此,在溶液的涂布或印刷后,無需為了使晶體的取向均勻化而實施利用長時間的烘烤的晶體取向控制或利用后處理的晶體的再取向等工藝。有機半導體材料可以配置在源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域(通道)上或該區(qū)域(通道)外的該區(qū)域(通道)附近。僅利用液滴澆注法或噴墨法等涂布或印刷溶液的方法形成有機半導體層時,為了用有機半導體層覆蓋源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域(通道),需要考慮有機半導體材料的噴墨彈著精度等位置精度。與此相對,根據(jù)本方法,在配置有機半導體材料的工序中,不需要用有機半導體層完全覆蓋源極-漏極基板8上的源極5與漏極6之間的區(qū)域(通道),不需要對用于涂布或印刷的裝置要求高的位置精度。就配置有機半導體材料的位置而言,雖然也取決于有機半導體材料的量,但是為了得到良好的有機半導體薄膜,優(yōu)選將有機半導體材料配置在通道外的通道附近,通常優(yōu)選將有機半導體材料配置在通道外的距離源極5為5mm以下的范圍內。[半導體層4的形成和有機薄膜晶體管10B的制作]接著,將柵極基板9重疊在在其上配置有有機半導體材料的源極-漏極基板8上。使用以這樣的方式得到的在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有有機半導體材料的結構,隔著柵極基板9對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,由此對有機半導體材料賦予能量。由此,將有機半導體材料制成薄膜,從而形成包含有機半導體薄膜的半導體層4作為通道,同時將源極-漏極基板8與柵極基板9壓接,從而完成有機薄膜晶體管10B。作為加壓和賦予超聲波振動的條件,可以使用與前述有機半導體薄膜的形成方法相同的條件來制造有機薄膜晶體管10B。根據(jù)有機半導體材料的性質,優(yōu)化振蕩時間(焊接時間)、振幅、加壓壓力等加壓和賦予超聲波振動的條件??梢愿鶕?jù)需要通過傳導加熱單元(加熱器26a等)加熱載置有基材1的臺(加熱臺26),由此對基材1(有機半導體材料)進行傳導加熱(臺加熱)。使用本發(fā)明的有機半導體薄膜的形成方法時,不需要像以往那樣的長時間的烘烤工序,如果優(yōu)化加壓和賦予超聲波振動的條件,則可以在短至1秒以下的極短的時間內形成有機半導體薄膜。接著,作為形成包含有機半導體薄膜的半導體層4的方法的一個實施方式,基于圖2~圖6,對于使用圖1所示的超聲波焊接機20形成半導體層4的方法進行說明。首先,如圖2所示,將在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有有機半導體材料7的結構設置在超聲波焊接機20的加熱臺26上。接著,如圖3所示,使焊頭24下降而對被處理物(即對有機半導體材料7)施加壓力。接著,如圖4所示,在對被處理物(即對有機半導體材料7)施加壓力的狀態(tài)下,通過從焊頭24隔著柵極基板9對有機半導體材料7賦予超聲波振動,加熱有機半導體材料7(對有機半導體材料7賦予能量)。由此,有機半導體材料7的厚度變薄。接著,如圖5所示,在對被處理物(即對有機半導體材料7)施加壓力的狀態(tài)下,結束對有機半導體材料7賦予超聲波振動,使有機半導體材料7冷卻。由此,形成厚度比原來的有機半導體材料7更薄的有機半導體材料的薄膜(有機半導體薄膜)作為半導體層4。最后,如圖6所示,使焊頭24上升而結束壓力的施加,由此完成有機薄膜晶體管10B。一般而言,有機薄膜晶體管的工作特性由半導體層的載流子遷移率和電導率、絕緣層的靜電電容、元件構成(源極與漏極之間的距離、源極和漏極的寬度、絕緣層的厚度等)等來決定。為了得到具有高載流子遷移率的包含有機半導體材料的半導體層4,要求有機半導體材料朝向規(guī)定方向具有取向秩序(晶體的取向均勻化,且更多的晶體沿規(guī)定方向取向)。本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法中,在結束賦予超聲波振動后的有機半導體材料冷卻的過程中,有機半導體材料的晶體再取向,從而可以得到包含沿規(guī)定方向具有取向秩序的有機半導體材料的半導體層4。另外,在具有2片基材1和1’與2層柵極絕緣層3和3’的有機薄膜晶體管10B中,在基材1和1’中使用相同材料且在柵極絕緣層3和3’中使用相同材料時,可以將有機薄膜晶體管10B的結構形成為以半導體層4為中心的對稱的夾層結構。結果是可以得到不易受到由不同材質造成的應變等影響、且具有高耐彎曲性的有機薄膜晶體管10B。此外,本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法由于可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜,因而與通過真空蒸鍍工藝形成有機半導體薄膜的以往的制造方法、或通過其它的涂布法或印刷法(溶液工藝)形成有機半導體薄膜的以往的制造方法相比,生產(chǎn)量更高,也能夠應用于以非常低的成本制造大面積顯示器用途的有機半導體器件。另外,本發(fā)明的有機半導體器件的制造方法由于可以通過短時間的處理而形成有機半導體薄膜,因而也可以實現(xiàn)片對片方式或輥對輥方式的制造方法。本發(fā)明的有機半導體器件可以用作顯示器的有源矩陣的開關元件等。作為顯示器,可以列舉例如:液晶顯示器、高分子分散型液晶顯示器、電泳型顯示器、電致發(fā)光(EL)顯示器、電致變色型顯示器、粒子旋轉型顯示器等。另外,本發(fā)明的有機半導體器件也可以用作存儲電路的元件、信號驅動器電路的元件、信號處理電路的元件等數(shù)字元件或模擬元件,通過組合這些元件,可以制作IC(集成電路)卡或IC標簽。此外,本發(fā)明的有機半導體器件由于可以通過化學物質等外部刺激使其特性發(fā)生變化,因此也可以期待作為FET(場效應晶體管)傳感器的應用。[實施例]以下,列舉實施例更詳細地說明本發(fā)明,但是這些實施例只是用于便于理解本發(fā)明,本發(fā)明并不限定于這些實施例。[實施例1]將作為有機半導體材料的由下述式(2)所示的化合物(以下稱為“化合物(2)”(2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩)的固體(熔點:127℃)載置在加熱后的金屬棒的前端而成為熔融狀態(tài),并將金屬棒前端的熔融狀態(tài)的半導體材料配置在厚度12μm的聚酰亞胺膜(制品名稱“Pomiran(注冊商標)N”,荒川化學工業(yè)株式會社制,具有在聚酰亞胺基質中分散有平均粒徑5nm的納米二氧化硅粒子的結構的二氧化硅混雜聚酰亞胺膜)上。此時的半導體材料的厚度為數(shù)μm。然后,隔著化合物(2)將另1片相同的聚酰亞胺膜重疊在該聚酰亞胺膜上。使用以這樣的方式得到的在2片聚酰亞胺膜之間夾持有化合物(2)的結構,來代替圖2所示的在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有有機半導體材料7的結構,作為被處理物,除此以外,以與圖2~圖6所示的制造方法相同的方式,形成了有機半導體薄膜。即,首先,以與圖2相同的方式,將被處理物(在2片聚酰亞胺膜之間夾持有化合物(2)的結構)設置在作為具有加熱臺26的圖1的超聲波焊接機20的一個例子的市售的超聲波焊接機(由制品名稱“ΣP-30B”的壓機主體與制品名稱“ΣG-620B”的振蕩器構成的超聲波焊接機,精電舍電子工業(yè)株式會社制,最大振幅(100%振幅)25μm,振動數(shù)(頻率)28.5kHz,焊頭形狀:四棱柱狀(有倒角),焊頭表面的大小(處理面積):64mm2)的加熱臺26上。接著,利用加熱器26a將加熱臺26加熱(用于對化合物(2)進行傳導加熱的加熱)以使得加熱臺26的溫度(表面溫度)達到100℃,以與圖3相同的方式,使焊頭24下降而對被處理物(即對化合物(2))施加0.15MPa的壓力。然后,以與圖4相同的方式,在對被處理物(即對化合物(2))施加0.15MPa的壓力的狀態(tài)下,在超聲波振動的振幅25%、30%或35%,超聲波振動的振蕩時間1秒以下的條件下,使超聲波焊接機進行超聲波振蕩,由此對化合物(2)賦予超聲波振動而加熱化合物(2)。接著,以與圖5相同相同的方式,在對被處理物(即對有機半導體材料)施加壓力的狀態(tài)下,結束超聲波焊接機的超聲波振蕩而使有機半導體材料冷卻,由此形成厚度比原來的化合物(2)更薄的化合物(2)的薄膜(有機半導體薄膜)作為半導體層4。最后,以與圖6相同的方式,使焊頭24上升而結束壓力的施加,從而得到有機半導體薄膜。此時的有機半導體材料(化合物(2))的溫度的變化如圖8所示。根據(jù)該結果確認了,通過超聲波振動的振幅變化,可以控制有機半導體材料的溫度,并且隨著超聲波振動的結束,有機半導體材料的溫度迅速地降低。根據(jù)這些確認了,通過對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動,可以使有機半導體材料薄膜化,即形成有機半導體薄膜。表1中,記載了在各振幅條件下的有機半導體材料的最高達到溫度、以及有機半導體材料的薄膜化的有無。根據(jù)表1的結果可知,不論在何種條件下,均可以使有機半導體材料薄膜化,形成數(shù)十nm的有機半導體薄膜。表1需要說明的是,利用如下的方法測定有機半導體材料的溫度。即,將片形溫度傳感器設置在聚酰亞胺膜上以代替有機半導體材料(化合物(2)),除此以外,進行與上述有機半導體薄膜的形成相同的處理,并通過片形溫度傳感器測定片形溫度傳感器的溫度(2片聚酰亞胺膜間的部分的溫度)的變化。[實施例2]本實施例中,制作了圖7(b)所示的有機薄膜晶體管10B的一個例子。首先將作為柵極絕緣層3’的“Parylene(注冊商標)C”(日本Parylene合同會社制)以900nm的厚度成膜在作為基材1’的厚度12μm的聚酰亞胺膜(制品名稱”Pomiran(注冊商標)N”)上,在該聚對二甲苯膜的上部,形成通道長度20μm、通道寬度5mm的作為源極5和漏極6的金電極,從而得到源極-漏極基板8。另一方面,在作為基材1的厚度12μm的聚酰亞胺膜(制品名稱“Pomiran(注冊商標)N”)上,形成作為柵極2的金電極,在該金電極的上部將作為柵極絕緣層3的聚對二甲苯以900nm的厚度成膜,從而得到柵極基板9。接著,如圖9所示,在源極-漏極基板8上的從源極5和漏極6(以及它們之間的區(qū)域)朝著源極-漏極基板8的端側(圖9中的右端側)距離約200μm的位置上,配置作為有機半導體材料的化合物(2)的固體(熔點:127℃)。接著,將柵極基板9重疊在在其上配置有化合物(2)的固體的源極-漏極基板8上。然后,使用以這樣的方式得到的在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有化合物(2)的結構,來代替實施例1的在2片聚酰亞胺膜之間夾持有化合物(2)的結構,作為被處理物,并將加熱臺的溫度變更為95℃,將超聲波振動的振幅變更為45%,除此以外,以與實施例1的有機半導體薄膜的形成方法相同的方式,形成包含化合物(2)的有機半導體薄膜。此時,有機半導體材料的最高達到溫度為230℃。圖9~圖11表示用偏光顯微鏡觀察實施例2的有機半導體材料的變化的結果。圖9表示將在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有有機半導體材料(化合物(2))的結構配置在加熱臺26上的時刻的有機半導體材料的形態(tài)。圖10表示利用100℃的加熱臺26加熱有機半導體材料后的有機半導體材料的形態(tài)。圖11表示用偏光顯微鏡確認在結束超聲波振動的賦予和壓力的賦予后從超聲波焊接機取出的試樣(在源極-漏極基板8與柵極基板9之間形成有有機半導體薄膜的結構)的有機半導體材料的形態(tài)的結果。如圖11所示,包含有機半導體薄膜的半導體層4形成在源極5和漏極6(中央的2條縱線)之間,可知能夠制作出有機薄膜晶體管10B。接著,對由實施例2得到的有機薄膜晶體管10B的半導體特性進行測定。使用KEITHLEY2635ASYSTEMSourceMeter進行有機薄膜晶體管10B的柵極電壓的施加與柵極電流的測定,使用KEITHLEY6430SUBFEMTOAMPREMOTESourceMeter進行有機薄膜晶體管10B的源極-漏極電壓的施加和漏極電流的測定。在將有機薄膜晶體管10B的漏極電壓設定為-30V,且在30V至-30V之間改變有機薄膜晶體管10B的柵極電壓Vg的條件下,測定有機薄膜晶體管10B的電流-電壓特性。從所得到的有機薄膜晶體管10B的電流-電壓特性,計算出有機薄膜晶體管10B的遷移率和閾值電壓。計算出的遷移率為0.038cm2/V·s,計算出的閾值電壓為1.2V,可以得到半導體層4具有p型半導體的特性的有機薄膜晶體管10B。需要說明的是,為了確認用于柵極絕緣層3和3’的厚度900nm的聚對二甲苯膜對于加壓和賦予超聲波振動的耐受性,在與本實施例的有機半導體薄膜的形成時的條件相同的條件下,對聚對二甲苯膜利用超聲波焊接機進行加壓和賦予超聲波振動的處理。其結果是,在處理前后未觀察到漏極電流密度實質上的變化,可以確認聚對二甲苯膜的絕緣特性不會由于利用超聲波焊接機的加壓和賦予超聲波振動而劣化。[實施例3]對于實施例2的源極5和漏極6,在加壓和賦予超聲波振動之前,使用五氟苯硫酚進行電極處理,除此以外,以與實施例2相同的方式得到了有機薄膜晶體管10B。以與實施例2的測定方法相同的方式測定由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的遷移率和閾值電壓,并計算出由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的遷移率和閾值電壓。將遷移率和閾值電壓的計算結果示于表2。另外,由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的半導體層4顯示出p型半導體的特性。[實施例4]將實施例3的源極5和漏極6的通道長度變更為100μm,除此以外,以與實施例3相同的方式得到了有機薄膜晶體管10B。以與實施例2的測定方法的相同的方式測定由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的半導體特性,并計算出由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的遷移率和閾值電壓。將遷移率和閾值電壓的計算結果示于表2。另外,由本實施例得到的有機薄膜晶體管10B的半導體層4顯示出p型半導體的特性。表2遷移率(cm2/V·s)閾值電壓(V)實施例20.0381.2實施例30.0982.8實施例40.19-0.1[實施例5]使用噴墨裝置(富士膠片株式會社制,型號“DMP-2831”)將包含化合物(2)的2重量%四氫萘溶液的有機半導體材料印刷在厚度12μm的聚酰亞胺膜(制品名稱“Pomiran(注冊商標)N”)上,使溶液自然干燥而除去溶劑(四氫萘),由此將有機半導體材料配置在聚酰亞胺膜上。如圖12所示,剛印刷后的有機半導體層(有機半導體材料的層)的形狀的凹凸大,有機半導體層的膜厚最大為450nm。然后,隔著有機半導體材料(化合物(2))將另1片相同的聚酰亞胺膜重疊在該聚酰亞胺膜上。接著,在加熱臺26的溫度(表面溫度)為100℃、對被處理物(有機半導體材料)的壓力為0.15MPa、超聲波振動的振幅為50%、超聲波振動的振蕩時間為1秒的條件下,以與實施例1相同的方式使超聲波焊接機進行超聲波振蕩。可以確認,有機半導體材料(化合物(2))的最高達到溫度為180℃,超聲波焊接處理后可以形成如圖13所示的有機半導體薄膜。[實施例6]在實施例2中所使用的源極-漏極基板8的源極5與漏極6之間,使用在實施例5中所使用的噴墨裝置,印刷包含化合物(2)的2重量%四氫萘溶液的有機半導體材料,使溶液自然干燥而除去溶劑(四氫萘)。通過有機半導體材料的印刷,沿著源極5描繪直線狀的圖案,但是隨著溶液的干燥,在通道內有機半導體層(有機半導體材料的層)斷裂,而成為不連續(xù)的有機半導體層(圖14)。然后,隔著有機半導體材料(化合物(2))將在實施例2中所使用的柵極基板9重疊在該源極-漏極基板8上,從而將有機半導體材料夾持在源極-漏極基板8與柵極基板9之間,在與實施例5相同的條件下使超聲波焊接機進行超聲波振蕩,從而得到有機半導體薄膜。由此,得到有機薄膜晶體管10B。所得到的有機半導體薄膜的偏光顯微鏡圖像如圖15所示。根據(jù)該圖像確認了,通過超聲波焊接處理,可以得到具有均勻的通道的有機半導體薄膜。[比較例1]首先,以與實施例2相同的方式得到了在源極-漏極基板8與柵極基板9之間夾持有化合物(2)的結構作為被處理物。接著,根據(jù)非專利文獻(PhysicaStatusSolidiA,Volume210,Issue7,p.1353-1357(2013)),在最高達到溫度125℃、壓力1.6MPa的條件下,通過熱壓法(上述非專利文獻的圖1(b))對被處理物進行處理而使化合物(2)薄膜化。薄膜化所耗費的時間為2分鐘。薄膜化后,以冷卻速度1.5℃/分鐘使被處理物冷卻,由此可以得到與實施例2相同(但是,半導體特性與實施例2不同)的比較用的有機薄膜晶體管。以與實施例2相同的方式測定所得到的比較用有機薄膜晶體管的半導體特性,其結果為,比較用有機薄膜晶體管的遷移率為0.052cm2/Vs,閾值電壓為-15.8V,與實施例2的有機薄膜晶體管10B的半導體特性幾乎相同。然而,在本比較例中,薄膜化所耗費的時間(節(jié)拍時間)如上所述為2分鐘,與實施例2的薄膜化所耗費的時間(1秒)相比大幅變差,薄膜化所需的壓力如上所述為1.6MPa,與實施例2的薄膜化所需的壓力(0.15MPa)相比也大幅變差。根據(jù)各實施例中所記載的結果顯示出,不僅可以通過對有機半導體材料一邊施加壓力一邊賦予超聲波振動而使有機半導體材料薄膜化的方法來形成有機半導體薄膜,而且使用該方法制作的有機半導體器件具有高半導體特性。另外,可以確認,在形成有機半導體薄膜時,不需要進行用于真空蒸鍍法或晶體生長的繁雜且精密的工藝控制,能夠在極短時間內形成有機半導體薄膜。因此,可以確認,各實施例的有機半導體器件的制造方法為高生產(chǎn)量的制造方法。附圖標記1、1’基材2柵極3、3’柵極絕緣層(絕緣層)4半導體層(有機半導體薄膜)5源極6漏極7有機半導體材料8源極-漏極基板9柵極基板10A有機薄膜晶體管(有機半導體器件)10B有機薄膜晶體管20超聲波焊接機21超聲波振蕩器22超聲波振子23增幅器24焊頭25加壓機構26加熱臺26a加熱器當前第1頁1 2 3 
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