日本大阪大學(xué)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究所教授竹谷純一的研發(fā)小組，利用可形成圖案的涂布工藝，制作出了載流子遷移率為5～12cm2/Vs的有機(jī)半導(dǎo)體晶體管（OFET）。載流子遷移率較高，超過(guò)了顯示器像素TFT中廣泛使用的非晶硅。據(jù)大阪大學(xué)介紹，可以通過(guò)印刷技術(shù)，簡(jiǎn)單且低成本制作高性能像素TFT等。

　　竹谷的研發(fā)小組早在2007年就采用有機(jī)半導(dǎo)體材料紅熒烯（Rubrene），制作出了載流子遷移率超過(guò)20cm2/Vs的OFET，在有機(jī)半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)領(lǐng)域處于世界前列。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的制造工藝采用了基于200℃以上真空技術(shù)的蒸著法。

此次開(kāi)發(fā)出了名為“Gap Cast法”的涂布工藝，解決了原來(lái)的課題。該方法是一種有機(jī)半導(dǎo)體油墨滴落時(shí)會(huì)流入楔狀縫隙中，從而統(tǒng)一結(jié)晶生長(zhǎng)方向的技術(shù)。油墨會(huì)在5～10分鐘內(nèi)干枯，顯示出較高的結(jié)晶性。干燥溫度約為100℃，還可用于塑料基板中。有機(jī)半導(dǎo)體體材料采用了廣島大學(xué)教授瀧宮和男的研發(fā)小組開(kāi)發(fā)的“C10-DNTT”（圖1）。據(jù)悉，可以制成通道長(zhǎng)度為50μm左右的OFET。

　　圖1：結(jié)晶生長(zhǎng)方向因“傾斜”而變得整齊

　　圖中顯示的是大阪大學(xué)竹谷研發(fā)小組試制的有機(jī)半導(dǎo)體晶體管的半導(dǎo)體材料（a）、印刷方法（b）以及傳導(dǎo)特性（c）。據(jù)大阪大學(xué)介紹，如果使印模底面傾斜的話，溶劑變干時(shí)結(jié)晶生長(zhǎng)方向就會(huì)變得整齊，載流子遷移率會(huì)得到提高。印模中采用了作為光刻膠材料的環(huán)氧類樹(shù)脂“SU-8”。

 

　　另外，竹谷等人還將Gap Cast法用于印模（Stamp）印刷技術(shù)中，以較高的位置精度一次性地成功制作出了晶體管陣列。據(jù)竹谷介紹，可通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)制作出5×5等的晶體管陣列，并獲得了平均為5cm2/Vs的載流子遷移率。

　　此前，涂布工藝中存在的課題是有機(jī)半導(dǎo)體結(jié)晶性的提高。竹谷表示，“采用噴墨法的話，結(jié)晶生長(zhǎng)方向會(huì)出現(xiàn)分散”。因此，竹谷等人于2009年開(kāi)發(fā)出了“Edge Cast法”：使有機(jī)半導(dǎo)體油墨按一定傾斜角度單向流到基板上并干燥。竹谷等人進(jìn)一步發(fā)展了該方法，從而可以制作出高性能的OFET，這就是此次的Gap Cast法。