(57)【要約】  有機半導体材料として下記式（１）及び式（２）で表される化合物を含有し、特定のトップゲート−ボトムコンタクト構造を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。【化１】2012033073.tif 000012（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に無置換またはハロゲノ置換Ｃ１〜Ｃ３６脂肪族炭化水素基を表す。）【化２】2012033073.tif 000013（式（２）中Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基であり、ｎは６以上の整数を表す。）
2012033073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）及び式（２）で表される化合物を含有してなる有機半導体材料。
【化１】
2012033073.tif 000009
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に無置換またはハロゲノ置換Ｃ１〜Ｃ３６脂肪族炭化水素基を表す。）
【化２】
2012033073.tif 000010
（式（２）中、Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基であり、ｎは６以上の整数を表す。）。
【請求項２】
式（２）におけるＡｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３が各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基に置換されたフェニル基であり、分子量が５０００以上である請求項１に記載の有機半導体材料。
【請求項３】
式（２）で表される化合物が分子量５０００以上の下記式（３）で表される化合物である請求項２に記載の有機半導体材料。
【化３】
2012033073.tif 000011
（式（３）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち、少なくとも一つがハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、それ以外が、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、ｍは１０以上の整数を表す。）
【請求項４】
式（３）におけるＲ３、Ｒ４及びＲ５の少なくとも１つがメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基であり、それ以外が水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基である請求項３に記載の有機半導体材料。
【請求項５】
式（１）におけるＲ１及びＲ２がそれぞれ独立に直鎖のＣ６〜Ｃ１２アルキル基である請求項１乃至４のいずれかに記載の有機半導体材料。
【請求項６】
式（１）で表される化合物と式（２）で表される化合物の比率が５：１から１：１である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の有機半導体材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料が少なくとも１種類の有機溶媒に溶解及び／又は分散してなる有機半導体組成物。
【請求項８】
沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる請求項７に記載の有機半導体組成物。
【請求項９】
沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる請求項８に記載の有機半導体組成物。
【請求項１０】
上記有機半導体材料の固形分が０．５％以上５％以下である請求項７乃至９のいずれかに記載の有機半導体組成物。
【請求項１１】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料からなる有機薄膜。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって形成された有機薄膜。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項１４】
トップゲート構造である請求項１３に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項１５】
ソース電極とドレイン電極とを有する基板上に上記有機半導体材料を含む半導体層が設けられ、該有機半導体材料の上部の一部又は全部にゲート絶縁体層が設けられ、該ゲート絶縁体層の上部に接するようにゲート電極が設けられたトップゲート構造を有したトップゲート−ボトムコンタクト型構造である、請求項１４に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項１６】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成する電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成し、塗布印刷プロセスによって該半導体層の上部にゲート絶縁体層を形成するトップゲート−ボトムコンタクト型構造の電界効果トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体材料、有機半導体組成物、有機薄膜、有機半導体材料を塗布又は印刷してなるトランジスタ及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は有機複素環式化合物と特定の高分子材料との組成物を半導体材料として用いた特定の構造を有した電界効果トランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界効果トランジスタは、一般に、基板上の半導体材料にソース電極、ドレイン電極、及びこれらの電極と絶縁体層を介してゲート電極等を設けた構造から成る。現在、電界効果トランジスタには、シリコンを中心とする無機系の半導体材料が使われており、特にアモルファスシリコンを用いて、ガラスなどの基板上に作製された薄膜トランジスタはディスプレイ等に利用されており、論理回路素子として集積回路に使用されるほか、スイッチング素子等にも幅広く利用されている。さらに最近は半導体材料に酸化物半導体を用いた検討が盛んに行なわれている。しかし、このような無機系の半導体材料を用いた場合、電界効果トランジスタの製造時に高温や真空での処理が必要があり、その基板には耐熱性に劣るフィルムやプラスチック等を利用する事が出来ず、また高額な設備投資や、製造に多くのエネルギーを要するため、コストが非常に高いものとなり、その応用範囲が非常に制限されている。【０００３】
これに対して、電界効果トランジスタの製造時に高温処理を必要としない有機半導体材料を用いた電界効果トランジスタの開発が行われている。有機半導体材料を用いることが出来れば、低温プロセスでの製造が可能になり、使用可能な基板材料の範囲が拡大される。その結果、よりフレキシブルで、且つ軽量で、壊れにくい電界効果トランジスタの作製が可能となる。また、電界効果トランジスタの作製工程において、有機半導体材料を含有する溶液を塗布したり、インクジェット等による印刷方法により、大面積の電界効果トランジスタを低コストで製造できる可能性がある。【０００４】
しかしながら、従来、有機半導体材料に用いられた多くの有機化合物は有機溶媒に難溶であるため、塗布印刷等の安価な手法を用いることができず、比較的コストの高い真空蒸着法等で半導体の基板上に薄膜を形成させることが一般的であった。近年、有機溶媒に溶解し、塗布法で製膜、電界効果トランジスタを作製し、比較的高いキャリア移動度を有するデバイスが得られるようになった。しかし、現状では、塗布・印刷プロセスを用いて、移動度が高く且つ耐久性に優れた有機半導体を用いた電界効果トランジスタは実用化されておらず、各適性が向上したトランジスタを得るために多くの検討が現在も盛んに行われている。【０００５】
特許文献１にはベンゾセレノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾセレノフェン（下記式（１）中の硫黄原子がセレン原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子で表される化合物）及びベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェン（下記式（１）において、Ｒ１及びＲ２が水素原子で表される化合物）のアリール誘導体を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【０００６】
特許文献２にはベンゾセレノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾセレノフェン及びベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのアルキル誘導体を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【０００７】
特許文献３にはベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのアルキル誘導体と特定の溶解度パラメーターを有する高分子化合物の混合液を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【０００８】
特許文献４にはベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのアルキル誘導体と高分子材料を含む組成物を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【０００９】
特許文献５には特定の置換基を導入して有機溶媒に可溶化したペンタセン誘導体と高分子化合物とを混合した組成物等を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【００１０】
非特許文献１には、ベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのアルキル誘導体を用いた電界効果トランジスタが開示されている。【００１１】
非特許文献２には、ベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのアルキル誘導体を用いて、表面選択析出法により作製した電界効果トランジスタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００６／０７７８８８号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／０４７８９６号パンフレット
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２００９−２６７３７２号公報」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２００９−２８３７８６号公報」
【特許文献５】日本国公開特許公報「特表２００９−５２４２２６号公報」
【特許文献６】国際公開第１９９９／３２５３７号パンフレット
【特許文献７】国際公開第１９９８／６７７３号パンフレット
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００７，１２９，１５７３２．
【非特許文献２】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，９４，９３３０７，２００９．
【非特許文献３】Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８６，５１，２６２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は均一性の高い薄膜形成が可能な優れた印刷適性を有するだけでなく、キャリア移動度、ヒステリシスや閾値安定性等の半導体特性にも優れた実用的な電界効果トランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、半導体材料として特定の有機複素環式化合物及び特定の高分子化合物とを有機溶媒中に混合した組成物を用いた電界効果トランジスタを形成した場合に、均一性の高い薄膜形成が可能な優れた印刷適性を有し、さらにキャリア移動度、ヒステリシスや閾値安定性等の半導体特性に優れた実用的な電界効果トランジスタを提供出来ることを見出し、本発明を完成させるに至った。【００１６】
即ち、本発明は、
（１） 下記式（１）及び式（２）で表される化合物を含有してなる有機半導体材料、【００１７】
【化１】
2012033073.tif 000003
【００１８】
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に無置換またはハロゲノ置換Ｃ１〜Ｃ３６脂肪族炭化水素基を表す。）【００１９】
【化２】
2012033073.tif 000004
【００２０】
（式（２）中、Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に置換もしくは無置換の芳香族基であり、ｎは６以上の整数を表す。）、に関する。
【発明の効果】
【００２１】
上記式（１）及び式（２）の化合物を含有してなる有機半導体材料を用いて、電界効果トランジスタを形成した場合に、均一性の高い薄膜形成が可能な優れた印刷適性を有し、さらにキャリア移動度、ヒステリシスや閾値安定性等の半導体特性に優れた実用的な電界効果トランジスタを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の電界効果トランジスタの構造の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の電界効果トランジスタの特性を示すグラフである。
【図３】本発明の電界効果トランジスタの大気安定性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を詳細に説明する。本発明は特定の有機複素環式化合物及び特定の高分子化合物を含有してなる有機半導体材料、有機薄膜及びそれらを用いた電界効果トランジスタ並びにその製造方法に関する。
【００２４】
先ず、上記式（１）で表される化合物について説明する。上記式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に無置換またはハロゲノ置換Ｃ１〜Ｃ３６脂肪族炭化水素基を表す。脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和の直鎖、分岐鎖又は環状の脂肪族炭化水素基であり、好ましくは直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくは直鎖の脂肪族炭化水素基である。炭素数は通常Ｃ１〜Ｃ３６であり、好ましくはＣ２〜Ｃ２４、より好ましくはＣ４〜Ｃ２０、更に好ましくはＣ６〜Ｃ１２である。
【００２５】
直鎖又は分岐鎖の飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｉｓｏ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−ノナデシル、ｎ−エイコシル、ドコシル、ｎ−ペンタコシル、ｎ−オクタコシル、ｎ−トリコンチル、５−（ｎ−ペンチル）デシル、ヘネイコシル、トリコシル、テトラコシル、ヘキサコシル、ヘプタコシル、ノナコシル、ｎ−トリアコンチル、スクアリル、ドトリアコンチル、ヘキサトリアコンチル等が挙げられる。
【００２６】
また、環状の飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、シクロヘキシル、シクロペンチル、アダマンチル、ノルボルニル等が挙げられる。
【００２７】
直鎖又は分岐鎖の不飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、ビニル、アリール、エイコサジエニル、１１，１４−エイコサジエニル、ゲラニル（トランス−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン−１−イル）、ファルネシル（トランス，トランス−３，７，１１−トリメチル−２，６，１０−ドデカトリエン−１−イル）、４−ペンテニル、１−プロピニル、１−ヘキシニル、１−オクチニル、１−デシニル、１−ウンデシニル、１−ドデシニル、１−テトラデシニル、１−ヘキサデシニル、１−ノナデシニル等が挙げられる。
【００２８】
直鎖、分岐鎖及び環状の脂肪族炭化水素基のうち、好ましいものは直鎖又は分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくは直鎖の脂肪族炭化水素基である。
【００２９】
飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基とは、飽和のアルキル基、炭素−炭素二重結合を含むアルケニル基及び炭素−炭素三重結合を含むアルキニル基が挙げられ、より好ましくはアルキル基またはアルキニル基であり、さらに好ましくはアルキル基である。脂肪族炭化水素残基としては、これらの飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基を組み合わせたもので、すなわち脂肪族炭化水素基中の部位に炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合を同時に含む場合も全て含まれる。
【００３０】
ハロゲノ置換脂肪族炭化水素基とは、任意の種類のハロゲン原子が上記の脂肪族炭化水素基の任意の位置に任意の数で置換されているものを意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、さらに好ましくはフッ素原子及び臭素原子が挙げられる。ハロゲノ置換脂肪族炭化水素基の具体例としては、クロロメチル、ブロモメチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ｎ−ペルフルオロプロピル、ｎ−ペルフルオロブチル、ｎ−ペルフルオロペンチル、ｎ−ペルフルオロオクチル、ｎ−ペルフルオロデシル、ｎ−（ドデカフルオロ）−６−ヨードヘキシル、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル等が挙げられる。
【００３１】
上記式（１）で表される化合物は、例えば非特許文献１に記載の公知の方法により合成することができる。また、特許文献２に記載の方法でも得られる。
【００３２】
上記式（１）で表される化合物の精製方法は、特に限定されず、再結晶、カラムグロマトグラフィー、及び真空昇華精製等の公知の方法が採用できる。また必要に応じてこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
下記表１に上記式（１）で表される化合物の具体例を示す。
【００３４】
【表１】
2012033073.tif 000005
【００３５】
次に上記式（２）の化合物について説明する。上記式（２）中のＡｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に置換もしくは無置換の芳香族基であり、ｎは６以上の整数を表す。Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などがその例として挙げられる。Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３に置換基がある場合、特に置換位置は限定されない。置換基としては、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ１２脂肪族炭化水素基や環状の飽和脂肪族炭化水素基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルコキシル基、シアノ基などが置換したアリール基等が挙げられる。Ｃ１〜Ｃ１２脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｉｓｏ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル等が挙げられる。環状の飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、シクロヘキシル、シクロペンチル、アダマンチル、ノルボルニル等が挙げられる。また、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシル基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等が挙げられる。Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルキル基の具体例としてはクロロメチル、トリクロロメチルなどのクロロ置換アルキル、トリフルオロメチル、トリフルオロエチル、ペンタフルオロエチルなどのフルオロ置換アルキル等が挙げられる。Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルコキシル基としてはトリフルオロメトキシ、ペンタフルオロエトキシ等が挙げられる。上記置換基のうち、特にハロゲン原子やＣ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基、シアノ基が置換したアリ−ル基であることが好ましく、Ａｒ１がハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基、シアノ基のいずれかに置換されたフェニルであり、Ａｒ２、Ａｒ３は無置換のフェニルであることが更に好ましい。更にＡｒ１の２，４，６位が置換された下記式（３）の構造（式（３）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち、少なくとも一つがハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、それ以外が、水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であることが好ましく、特に少なくとも一つがメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基であることが好ましい。ｎは６以上である整数を表すが、少なくとも１５以上であることが好ましく、分子量が５０００以上であることが更に好ましい。なお、上記式（２）で表される化合物は、例えば特許文献６、特許文献７あるいは非特許文献３に記載の公知の方法により合成することができる。
【００３６】
【化３】
2012033073.tif 000006
【００３７】
本発明の有機半導体材料は、少なくとも前記式（１）及び式（２）で表される化合物を含有するものであるが、前記式（１）で表される化合物及び式（２）で表される化合物を１種類ずつ含有しても、前記式（１）で表される化合物及び式（２）で表される化合物の一方又は両方の数種類の誘導体を混合して用いてもよい。本発明の有機半導体材料における式（１）の化合物の含有率は総量に対して１０〜９９質量％であることが好ましく、３０〜９５質量％であるとより好ましく、５０〜８５質量％であることが更に好ましい。一方、本発明の有機半導体材料における式（２）の化合物の含有率は総量に対して１〜９０質量％であることが好ましく、５〜７０質量％であるとより好ましく、１５〜５０質量％であることが更に好ましい。
【００３８】
本発明の有機半導体材料には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、電界効果トランジスタ特性の改善や他の特性を付与するために必要に応じて他の有機半導体材料や各種添加剤を混合してもよい。これらの添加剤としては、キャリア発生剤、導電性物質、粘度調整剤、表面張力調整剤、レベリング剤、浸透剤、レオロジー調整剤、配向剤、分散剤等が挙げられる。
【００３９】
このような添加剤は本発明の有機半導体材料の総量に対して０〜３０質量％の範囲で含まれてもよいが、０〜２０質量％であることが好ましく、１０質量％以下であることが更に好ましい。
【００４０】
次に、有機半導体材料を塗布印刷プロセスに適応するために本発明の有機半導体材料を有機溶媒に溶解又は分散させた有機半導体組成物を用いることが好ましい。使用できる溶媒としては化合物が基板上に成膜出来れば特に限定されるものではないが、有機溶媒が好ましく、単一の有機溶媒を使用可能であるし、複数の有機溶媒を混合して使用することも出来る。具体的にはトルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、デカリン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、オクタン、デカン等炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶媒；オクタフルオロペンタノール、ペンタフルオロプロパノール等のフッ化アルコール系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸エチル、炭酸ジエチル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；テトラヒドロフラン、ジイソブチルエーテル等のエーテル系溶媒を用いることが出来るが、実際の塗布印刷プロセスを想定した場合には、溶媒の安全性及び保管、製造条件での組成安定性を考慮する必要があり、少なくとも１種類の溶媒の沸点が１５０℃以上が好ましく、更には１８０℃以上の沸点をもつ溶媒を少なくとも１種類使用することが好ましい。すなわち、本発明に係る有機半導体組成物は、沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなることが好ましく、沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなることがより好ましい。なお、上記溶液は、溶質が溶媒に均一に溶解した状態である。
【００４１】
本発明の電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＦＥＴと略記する場合がある）は、半導体層に接してソース電極及びドレイン電極の２つの電極があり、その２つの電極間に流れる電流を、ゲート絶縁体層を介してゲート電極と呼ばれるもう一つの電極に印加する電圧で制御されるものである。
【００４２】
図１に本発明の電界効果トランジスタのいくつかの態様例を示すが、各層や電極の配置は素子の用途により適宜選択できる。
【００４３】
次に、図１に示される本発明の電界効果トランジスタの各構成要素について説明するが、本発明に係る電界効果トランジスタは当該構成要素に限定されるものではない。なお、図１において同じ名称には同じ番号を付すものとする。
【００４４】
基板１は、その上に形成される各層が剥離することなく保持できることが必要である。例えば、樹脂板や樹脂フィルム、紙、ガラス、石英、セラミック等の絶縁性材料；金属や合金等の導電性基板上に絶縁層をコーティングした形成物；樹脂と無機材料等との各種組合せからなる材料等が使用できる。中でも一般に使用される樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルイミド等が挙げられる。樹脂フィルムまたは紙を用いると、半導体素子に可撓性を持たせることができ、フレキシブルで、軽量となり、実用性が向上する。基板の厚さは、通常１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜３ｍｍである。
【００４５】
ソース電極２、ドレイン電極３、ゲート電極６には導電性を有する材料が用いられる。例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、コバルト、銅、鉄、鉛、錫、チタン、インジウム、パラジウム、モリブデン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、リチウム、カリウム、ナトリウム等の金属及びそれらを含む合金；ＩｎＯ２、ＺｎＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等の導電性酸化物；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ等）、ポリアセチレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアセチレン等の導電性高分子化合物；ＢＥＤ−ＴＴＦなどの有機電荷移動錯体；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素等の半導体；カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料、等が使用できる。また、導電性高分子化合物や半導体にはドーピングを行ってもよく、ドーパントとしては、例えば、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸；ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸；ヨウ素等のハロゲン原子；リチウム、ナトリウム、カリウム等の金属原子、等が用いられる。電極の接触抵抗を低下させるために酸化モリブデンをドーピングすること、または金属にチオールなどの処理をしてもよい。また、上記材料にカーボンブラックや金、白金、銀、銅等の金属粒子などを分散した導電性の複合材料も用いられる。各電極２、３、６には配線が連結されるが、配線も電極とほぼ同じ材料で作製される。ソース電極２、ドレイン電極３およびゲート電極６の膜厚は、材料によって異なるが、通常０．１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜１０μｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜５μｍである。
【００４６】
ゲート絶縁体層５は絶縁性を有する材料であり、例えば、ポリパラキシリレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のポリマー及びこれらを組み合わせた共重合体；二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル等の酸化物；ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３等の強誘電性酸化物；窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物；硫化物；フッ化物などの誘電体、あるいはこれら誘電体の粒子を分散させたポリマー等が使用できる。ゲート絶縁体層５の膜厚は、材料によって異なるが、通常０．１ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは０．５ｎｍ〜５０μｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１０μｍである。
【００４７】
半導体層４に含まれる有機半導体材料は、少なくとも前記式（１）及び式（２）からなるが、前記式（１）又は式（２）で表される化合物の数種類の誘導体を混合して用いてもよい。有機半導体材料は半導体層４の総量に対して５０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上含まれる。この際、電界効果トランジスタ特性の改善や他の特性を付与するために、必要に応じて他の有機半導体材料や各種添加剤を混合してもよい。また、半導体層４は複数の層から成っていてもよい。半導体層４の膜厚は、必要な機能を失わない範囲で、薄いほど好ましい。電界効果トランジスタにおいては、所定以上の膜厚があれば半導体素子の特性は膜厚に依存しないが、膜厚が厚くなると漏れ電流が増加してくることが多い。逆に薄すぎると電荷の通り道（チャネル）が形成できなくなるため、適度の膜厚は必要である。半導体が必要な機能を示すための半導体層の膜厚は、通常、０．１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは０．５ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１ｎｍ〜３μｍである。
【００４８】
保護層７の材料としては特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、ポリオレフィン等の各種樹脂からなる膜や、酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪素等、無機酸化膜や窒化膜等の誘電体からなる膜が好ましく用いられ、特に、酸素透過率や吸水率の低い樹脂（ポリマー）が好ましい。また、有機ＥＬディスプレイ用に開発されている保護材料も使用が可能である。保護層の膜厚は、その目的に応じて任意の膜厚を採用できるが、通常１００ｎｍ〜１ｍｍである。保護層を形成すると、湿度などの外気の影響を小さくすることができ、また、デバイスのＯＮ／ＯＦＦ比を上げることが出来るなど、電気的特性を安定化できる利点もある。
【００４９】
本発明の電界効果トランジスタは、基板表面の洗浄処理として塩酸や硫酸、酢酸等による酸処理、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等によるアルカリ処理、オゾン処理、フッ素化処理、酸素やアルゴン等のプラズマ処理、ラングミュア・ブロジェット膜の形成処理、その他の絶縁体や半導体の薄膜の形成処理、機械的処理、コロナ放電などの電気的処理等を行うことで優れた印刷適正を示すことができるが、その他、上記した各層の間や、半導体素子の外面に必要に応じて他の層を設けてもよい。また、半導体層が積層される基板または絶縁体層上などに予め表面処理を行うことにより、基板、電極等とその後に成膜される半導体層との界面部分の分子配向や結晶性の制御、電極界面や絶縁体層上のトラップ部位の低減によりキャリア移動度等の特性を改良したり、基板表面の親水性／疎水性のバランスを調整することにより、その上に形成された膜の膜質や基板への塗れ性の改良によってデバイスの均一性を更に向上させることが可能である。このような基板処理としては、例えば、フェニルエチルトリクロロシラン等によるシランカップリング処理、チオール処理や繊維等を利用したラビング処理等が挙げられる。
【００５０】
本発明において各層を設ける方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、印刷法、ゾルゲル法等が適宜使用できるが、生産性を考慮すると、塗布法や、インクジェット印刷等の印刷法が好ましい。
【００５１】
次に、本発明の電界効果トランジスタの製造方法について、図１の態様例に基づき以下に説明する。
【００５２】
（基板及び基板処理）
本発明の電界効果トランジスタは、上記でも説明した基板１上に必要な電極や各種の層を設けることで作製される（図１参照）。この基板１上には前述の表面処理などを行う事も可能である。基板１の厚みは、必要な機能を妨げない範囲で薄い方が好ましい。材料によっても異なるが、通常１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜３ｍｍである。
【００５３】
（ソース電極及びドレイン電極の形成）
上記の電極材料等を用いて基板１上にソース電極２及びドレイン電極３を形成する。ソース電極２及びドレイン電極３の材料は同じでも、異なってもよい。電極を形成する方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、熱転写法、印刷法、ゾルゲル法等が挙げられる。成膜時又は成膜後、所望の形状になるよう必要に応じてパターニングを行うのが好ましい。パターニングの方法としても各種の方法を使用できるが、例えばフォトレジストのパターニングとエッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法等が挙げられる。また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法、及びこれら手法を複数組み合わせた手法を利用し、パターニングすることも可能である。ソース電極２及びドレイン電極３の膜厚は、材料によっても異なるが、通常１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜１０μｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜５μｍである。ソース電極２及びドレイン電極３の膜厚は同じでも、異なっていてもよい。
【００５４】
（半導体層の形成）
半導体層は上記で説明した有機半導体材料からなり、これらを溶媒中に溶解又は分散した有機半導体組成物を用いて塗布印刷プロセスによって成膜される。
【００５５】
塗布印刷プロセスとは、溶剤可溶性を有する半導体材料、例えば本発明の前記式（１）及び式（２）で表される化合物を予め有機溶媒に溶解し、得られた有機半導体組成物を塗布（例えば、基板に有機半導体組成物を塗布する）し、その後、乾燥させて優れた半導体特性を有する半導体層を容易に形成できる半導体層の作製方法を言う。塗布による製造方法、すなわち塗布印刷プロセスはデバイス製造時の環境を真空や高温状態にする必要が無く、大面積の電界効果トランジスタを低コストで製造できるため工業的にも有利であり、各種半導体層の作製方法の中でも特に好ましい。
【００５６】
具体的には、上記式（１）及び式（２）の化合物を溶媒に溶解、または分散化することで本発明の有機半導体組成物を調製する。上記式（１）及び式（２）の化合物を同時に溶解、または分散化するか、個別に溶媒に溶解または分散した後に混合して調製してもよい。組成物中における上記式（１）及び式（２）の化合物または複数の該化合物の濃度は、溶媒の種類や、作製する半導体層の膜厚によって異なるが、有機半導体組成物の総量に対して通常０．００１〜５０質量％であり、０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５％以上５％以下であることが特に好ましい。半導体層の成膜性の向上や電界効果トランジスタの特性の改善、他の特性を付与するために添加剤や他種の半導体材料を混合することも可能である。
【００５７】
有機半導体組成物を調製するには、上記の有機半導体材料等を上記の溶媒に溶解又は分散させる必要があるが、場合により加熱溶解処理を行ってもよい。さらに得られた有機半導体材料の組成物をフィルターを用いてろ過し、不純物等を除去してもよい。これを基板上に塗布すると、半導体層の成膜性の向上が見られ、上記式（１）及び式（２）の化合物を含む有機半導体組成物は好適に使用される。
【００５８】
上記の通りに調製した有機半導体組成物を、基板（ソース電極及びドレイン電極の露出部）に塗布する。塗布法としては、キャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法；インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、グラビア印刷等の印刷法；マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法等、さらにはこれらの手法を複数組み合わせた方法を採用出来る。また、塗布法に類似した方法として水面上に上記の有機半導体材料を含む組成物を滴下することにより作製した半導体層の単分子膜を基板に移して積層するラングミュア・ブロジェット法、液晶や融液状態の材料を２枚の基板で挟んで毛管現象で基板間に導入する方法等も採用出来る。これらの方法により作製される有機半導体層の膜厚は、機能を損なわない範囲で薄い方が好ましい。膜厚が大きくなると漏れ電流が増大する場合がある。有機半導体層の膜厚は、上記の半導体層４に同じである。
【００５９】
このように作製された半導体層は、後処理により半導体特性を改良することができる。例えば、半導体層を形成した後に基板を熱処理することによって、成膜時に生じた膜中の歪みが緩和され、膜中の配列・配向を制御できる等の理由により、半導体特性の向上や安定化を図ることができ、ピンホール等も低減できる。熱処理は半導体層が形成されていればどの段階で行ってもよい。熱処理の温度は特に制限は無いが、通常室温〜１５０℃で、好ましくは４０〜１２０℃である。熱処理の時間は、特に制限は無いが、通常１秒〜２４時間、好ましくは１分〜１時間である。最適な条件で熱処理を行えば、その後の耐熱性を大幅に向上させることもできる。熱処理は大気中でもよいが、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気下で行ってもよい。
【００６０】
また、その他の半導体層の後処理方法として、膜中のキャリア密度の増減を目的に、酸素や水素等の酸化性あるいは還元性の気体や、酸化性あるいは還元性の液体などで処理し、酸化、または還元により特性の変化を誘起する手法がある。すなわち、微量の元素、原子団、分子、高分子を半導体層に加えることにより、半導体層中のキャリア密度が増減し、半導体特性である電気伝導度、キャリア極性（ｐ型−ｎ型変換）、フェルミ準位、等を変化させる手法であり、特にシリコン等の無機系の材料を用いた半導体素子では一般的に利用されている。例えば、酸素及び水素等のガスを接触させたり、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、またはＰＦ５、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸等を含む溶液に浸したり、ヨウ素等のハロゲン原子、またはナトリウム、カリウム等の金属原子等を電気化学的に処理することにより達成できる。これらのドーピングは半導体層の作製後でなくても、真空蒸着法により半導体層を形成する材料に、またはドーピングに用いる材料を添加して共蒸着したり、半導体層作製時の雰囲気中に混合したり（ドーピング材料を存在させた環境下で半導体層を作製する方法）、イオンを真空中で加速して半導体層に衝突させてドーピングすることも可能である。
【００６１】
（絶縁体層の形成）
上記の絶縁体材料等を用いて半導体層４上にゲート絶縁体層５を形成する（図１参照）。ゲート絶縁体層５の形成方法としては、例えばスピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、キャスト、バーコート、ブレードコーティング等の塗布法；スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット等の印刷法；真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法、ＣＶＤ法等のドライプロセス法、等が挙げられる。また、ゾルゲル法やアルミニウム上のアルマイトのように金属表面に酸化物膜を形成する方法も使用できる。
【００６２】
ゲート絶縁体層５の膜厚は、その機能を損なわない範囲で薄い方が好ましく、通常０．１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜５０μｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１０μｍである。
【００６３】
（ゲート電極の形成）
ゲート電極６は、ソース電極２及びドレイン電極３の作製方法と同じ方法で形成することが出来る。膜厚は、材料によっても異なるが、通常１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜１０μｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜５μｍである。
【００６４】
（保護層）
前記の保護層材料を使用して保護層７を形成すると、外気の影響を最小限にでき、電界効果トランジスタの電気的特性を安定化できるという利点がある（図１参照）。保護層７の膜厚は、その目的に応じて任意の膜厚を採用できるが、通常１００ｎｍ〜１ｍｍである。保護層を成膜するには各種の方法を採用できるが、保護層が樹脂からなる場合は、例えば、樹脂を含有する溶液を塗布後に乾燥させて樹脂膜とする方法、樹脂モノマーを塗布あるいは蒸着した後に重合する方法等が挙げられ、成膜後に架橋処理を行ってもよい。保護層が無機物からなる場合は、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の真空プロセスでの形成方法や、ゾルゲル法等の塗布印刷プロセスでの形成方法を用いることができる。本発明の電界効果トランジスタは、保護層を半導体層表面の他に、各層の間にも必要に応じて設けることが出来る。設置された保護層は、電界効果トランジスタの電気的特性の安定化に役立つ場合がある。
【００６５】
一般に電界効果トランジスタの動作特性は、半導体層のキャリア移動度、電導度、絶縁層の静電容量、素子の構成（ソース・ドレイン電極間距離及び幅、絶縁層の膜厚等）などにより決まる。電界効果トランジスタの半導体層に用いられる有機材料には、高いキャリア移動度が要求されるが、低コストで製造できる本発明の上記式（１）の化合物は有機半導体材料として高いキャリア移動度を発現する。また、本発明の電界効果トランジスタは比較的低温プロセスでの製造が可能であり、高温条件下では使用できないプラスチック板、プラスチックフィルム等のフレキシブルな材質も基板として用いることができる。その結果、軽量で柔軟性に優れた壊れ難い素子の製造が可能であり、ディスプレイのアクティブマトリクスのスイッチング素子等として利用することができる。ディスプレイとしては、例えば液晶ディスプレイ、高分子分散型液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、エレクトロクロミック型ディスプレイ、粒子回転型ディスプレイ等が挙げられる。さらに、本発明の電界効果トランジスタは、成膜性が良好であることから、塗布等の塗布印刷プロセスで製造でき、従来の真空蒸着プロセスと比べて非常に低コストで大面積ディスプレイ用途の電界効果トランジスタの製造にも適用できる。
【００６６】
本発明の電界効果トランジスタは、メモリー回路素子、信号ドライバー回路素子、信号処理回路素子などのデジタル素子やアナログ素子としても利用でき、これらを組み合わせることによりＩＣカードやＩＣタグの作製が可能である。更に、本発明の電界効果トランジスタは化学物質等の外部刺激によりその特性に変化を起こすことができるので、ＦＥＴセンサーとしての利用も期待できる。
【００６７】
なお、本発明には以下の（２）〜（１６）の形態も含まれる。
（２）式（２）におけるＡｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３が各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基に置換されたフェニル基であり、分子量が５０００以上である（１）に記載の有機半導体材料、
（３）式（２）で表される化合物が分子量５０００以上の下記式（３）で表される化合物である（２）に記載の有機半導体材料、
【００６８】
【化４】
2012033073.tif 000007
【００６９】
（式（３）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち、少なくとも一つがハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、それ以外が、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、ｍは１０以上の整数を表す。）
（４）式（３）におけるＲ３、Ｒ４及びＲ５の少なくとも１つがメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基であり、それ以外が水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基である（３）に記載の有機半導体材料、
（５）式（１）におけるＲ１及びＲ２がそれぞれ独立に直鎖のＣ６〜Ｃ１２アルキル基である（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機半導体材料、
（６）式（１）で表される化合物と式（２）で表される化合物の比率が５：１から１：１である（１）乃至（５）のいずれかに記載の有機半導体材料、
（７）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料が少なくとも１種類の有機溶媒に溶解及び／又は分散してなる有機半導体組成物、
（８）沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる（７）に記載の有機半導体組成物、
（９）沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる（８）に記載の有機半導体組成物、
（１０）上記有機半導体材料の固形分が０．５％以上５％以下である（７）乃至（９）のいずれかに記載の有機半導体組成物、
（１１）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料からなる有機薄膜、
（１２）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって形成された有機薄膜、
（１３）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料を有することを特徴とする電界効果トランジスタ、
（１４）トップゲート構造である（１３）に記載の電界効果トランジスタ、
（１５）ソース電極とドレイン電極とを有する基板上に上記有機半導体材料を含む半導体層が設けられ、該有機半導体材料の上部の一部又は全部にゲート絶縁体層が設けられ、該ゲート絶縁体層の上部に接するようにゲート電極が設けられたトップゲート構造を有したトップゲート−ボトムコンタクト型構造である、（１４）に記載の電界効果トランジスタ、
（１６）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成する電界効果トランジスタの製造方法、
（１７）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成し、塗布印刷プロセスによって該半導体層の上部にゲート絶縁体層を形成するトップゲート−ボトムコンタクト型構造の電界効果トランジスタの製造方法
【実施例】
【００７０】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例中、部は特に指定しない限り質量部を、また％は質量％をそれぞれ表す。【００７１】
〔実施例１〕
（溶液調製）
表１に記載の化合物（１１）及びポリ（ビス（４−フェニル） ２，４，６−トリメチルフェニルアミン）（シグマアルドリッチ製）を各々４％となるようにテトラヒドロナフタレンに溶解した。この溶液を質量比で１：１となるように混合して組成物を作製した。【００７２】
（トランジスタ素子の作製）
フォトリソグラフィーによりソースドレインパターン（金電極：チャネル長１００μｍ×チャネル幅１５ｍｍ、３６個）を形成したガラス基板をプラズマ処理し、この基板上に１０ｍＭのペンタフルオロベンゼンチオール（アルドリッチ製）のＩＰＡ溶液をスピンコート法により塗布し、電極ＳＡＭ処理を行った。次いで１０ｍＭのフェニルエチルトリクロロシラン（アルドリッチ製）のトルエン溶液をスピンコート法により塗布して基板表面をＳＡＭ処理した後、上記のように調製した化合物（１１）及びポリ（ビス（４−フェニル） ２，４，６−トリメチルフェニルアミン）の組成物をスピンコート法により塗布し、有機薄膜を形成した。さらに、この有機薄膜上にＣＹＴＯＰ（旭硝子製）をスピンコート法により塗布して有機絶縁膜を形成した。そして、メタルマスクを用いた真空蒸着法により有機絶縁膜上に、ゲート電極として金を蒸着し、トップゲート−ボトムコンタクト素子を作製した。【００７３】
（特性評価）
得られた有機電界効果トランジスタにドレイン電圧を−２Ｖ、ゲート電圧Ｖｇを＋２０〜−１００Ｖに変化させた条件で１つの基板上の３６個の半導体特性を評価した。その結果算出された３６個の電極の移動度の平均値は１．６ｃｍ２／Ｖｓ（最大で２．０ｃｍ２／Ｖｓ）、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．２４ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−２１Ｖ、標準偏差１．９Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。この結果は、非特許文献２で示されている移動度０．５３ｃｍ２／Ｖｓ及びその標準偏差０．２４と比較すると高い移動度を示すだけでなく、均一な印刷特性をもつ組成物であることを示唆している。【００７４】
また、図２に示す半導体特性から、ヒステリシスもなく、繰り返し電圧をかけた場合の半導体特性の変化も見られなかった。更に、図３に示すように大気中に１３９日暴露した場合にも移動度、閾値電圧、ＯＮ電流の変化はわずかであり、優れた半導体特性を維持していた。【００７５】
〔比較例１〕
（トランジスタ素子の作製）
化合物（１１）の代わりに特許文献５に記載の下記化合物（１０１）を使用する以外は実施例１と同様にしてトップゲート−ボトムコンタクト素子を作製した。【００７６】
【化５】
2012033073.tif 000008
【００７７】
（特性評価）
得られた有機電界効果トランジスタを同様の条件で半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は０．９４ｃｍ２／Ｖ、標準偏差は０．２４ｃｍ２／Ｖｓであり、実施例１に比べて非常に劣る結果であった。【００７８】
〔比較例２〕
実施例１で作製した組成物の変わりに化合物（１１）の３％のテトラヒドロナフタレン溶液を用いること以外は実施例１と同様にしてトランジスタ素子を作製した。【００７９】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．７５ｃｍ２／Ｖｓと高い数値を示したものの、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．８５ｃｍ２／Ｖｓであり、実施例1に比べ個々の電極での移動度のばらつきが非常に大きかった。更にこの素子では形成した薄膜にクラックが入り、トランジスタ素子としての動作が確認できない電極も多く認められた。【００８０】
〔実施例２〕
実施例１で作製した組成物を用いて、有機絶縁膜をＣＹＴＯＰからＴｅｆｌｏｎ（登録商標）ＡＦ１６００（ＤｕＰｏｎｔ社製）に変える以外は実施例１と同様にしてトランジスタ素子を作製した。【００８１】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．５ｃｍ２／Ｖｓ（最大で３．３ｃｍ２／Ｖｓ）、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．４３ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１５Ｖ、標準偏差２．８Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００８２】
〔実施例３〕
実施例２で使用したポリ（ビス（４−フェニル） ２，４，６−トリメチルフェニルアミン）に変えてポリ（ビス（４−フェニル）２,４−ジメチルフェニルアミン）（HFR社製）を用いる以外は実施例２と同様にしてトランジスタ素子を作製した。【００８３】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は１．６５ｃｍ２／Ｖｓ（最大で２．０７ｃｍ２／Ｖｓ）、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．４０ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１７Ｖ、標準偏差２．２Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００８４】
〔実施例４〕
実施例３で用いた組成物をガラス基板上に同様にスピンコート法により塗布した後、１２０℃で３０分間熱処理をした。その後、この有機薄膜上にＣＹＴＯＰ（旭硝子製）をスピンコート法により塗布して有機絶縁膜を形成した。そして、メタルマスクを用いた真空蒸着法により有機絶縁膜上に、ゲート電極として金を蒸着し、トップゲート−ボトムコンタクト素子を作製した。【００８５】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は１．９８ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．３３ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１７Ｖ、標準偏差２．２Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００８６】
（耐熱性試験）
このトランジスタ素子を１３０℃３０分間再度加熱し、高温にさらされた際の耐熱性を確認した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．１６ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．１２ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１７Ｖ、標準偏差１．４Ｖであり、耐熱性試験を行う前の特性と比較してほぼ変化は認められなかった。【００８７】
〔実施例５〕
実施例１で使用したポリ（ビス（４−フェニル） ２，４，６−トリメチルフェニルアミン）に変えてポリ（ビス（４−フェニル）４−フルオロフェニルアミン）（HFR社製）を用いる以外は実施例１と同様にしてトランジスタ素子を作製した。【００８８】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は１．８２ｃｍ２／Ｖｓ（最大で２．２１ｃｍ２／Ｖｓ）、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．３９ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１．６Ｖ、標準偏差１．６Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００８９】
〔実施例６〕
実施例４で用いた化合物（１１）とポリ（ビス（４−フェニル）４−フルオロフェニルアミン）の質量比を１：１から３：１に変更した組成物を用いる以外は実施例４と同様にしてトランジスタ素子を作製した。【００９０】
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．７９ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．５９ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均０．８５Ｖ、標準偏差０．７Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００９１】
〔実施例７〕
実施例４で用いた化合物（１１）とポリ（ビス（４−フェニル）４−フルオロフェニルアミン）の質量比を１：１から５：１に変更した組成物を用いる以外は実施例４と同様にしてトランジスタ素子を作製した。
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．３３ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．４５ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均２．９Ｖ、標準偏差１．９Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。【００９２】
以上のように、本発明の有機半導体材料からなる電界効果トランジスタは大気中で安定に動作し、半導体層を作製する際には特別な設備などを必要とする真空蒸着法を用いることなく、基板表面処理におけるパターニング等の煩雑な作業を必要とせず、塗布法などにより簡便かつ安価に作製できることが確認された。また、従来から知られているペンタセン誘導体からなる電界効果トランジスタやアルキル基を有するベンゾチエノ［３，２−ｂ］［１］ベンゾチオフェンのみからなる電界効果トランジスタよりも高い半導体特性及び均一性を示した。【００９３】
さらにはペンタセン誘導体などを用いる従来の有機電界効果トランジスタにおいては、半導体層に用いる化合物が大気中の湿気などにより分解することが知られており、大気中での安定性に問題があるのに対し、本発明の電界効果トランジスタは、１３９日後に半導体特性を再測定した場合においても、初期値と同等の値を示し、大気中でも非常に安定で長寿命であり、特にトップゲート−ボトムコンタクト構造から成る電界効果トランジスタとすることでより優れたトランジスタ性能を発揮するだけでなく、高い耐久性を有することが判明した。
【符号の説明】
【００９４】
１  基板
２  ソース電極
３  ドレイン電極
４  半導体層
５  ゲート絶縁体層
６  ゲート電極
７  保護層
【図１】
2012033073.tif 000014
【図２】
2012033073.tif 000015
【図３】
2012033073.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月1日(2013.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図１】Ａ〜Ｄは、本発明の電界効果トランジスタの構造の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の電界効果トランジスタの特性を示すグラフである。
【図３】本発明の電界効果トランジスタの大気安定性を示すグラフである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
直鎖又は分岐鎖の飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｉｓｏ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｓｅｃ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｓｅｃ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−ノナデシル、ｎ−エイコシル、ドコシル、ｎ−ペンタコシル、ｎ−オクタコシル、５−（ｎ−ペンチル）デシル、ヘネイコシル、トリコシル、テトラコシル、ヘキサコシル、ヘプタコシル、ノナコシル、ｎ−トリアコンチル、ドトリアコンチル、ヘキサトリアコンチル等が挙げられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
直鎖又は分岐鎖の不飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、ビニル、アリル、エイコサジエニル、１１，１４−エイコサジエニル、ゲラニル（トランス−３，７−ジメチル−２，６−オクタジエン−１−イル）、ファルネシル（トランス，トランス−３，７，１１−トリメチル−２，６，１０−ドデカトリエン−１−イル）、４−ペンテニル、１−プロピニル、１−ヘキシニル、１−オクチニル、１−デシニル、１−ウンデシニル、１−ドデシニル、１−テトラデシニル、１−ヘキサデシニル、１−ノナデシニル等が挙げられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
上記式（１）で表される化合物の精製方法は、特に限定されず、再結晶、カラムクロマトグラフィー、及び真空昇華精製等の公知の方法が採用できる。また必要に応じてこれらの方法を組み合わせて用いてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次に、有機半導体材料を塗布印刷プロセスに適用するために本発明の有機半導体材料を有機溶媒に溶解又は分散させた有機半導体組成物を用いることが好ましい。使用できる溶媒としては化合物が基板上に成膜出来れば特に限定されるものではないが、有機溶媒が好ましく、単一の有機溶媒を使用可能であるし、複数の有機溶媒を混合して使用することも出来る。具体的にはトルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、テトラヒドロナフタレン、デカリン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒；ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、オクタン、デカン等炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶媒；オクタフルオロペンタノール、ペンタフルオロプロパノール等のフッ化アルコール系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸エチル、炭酸ジエチル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；テトラヒドロフラン、ジイソブチルエーテル等のエーテル系溶媒を用いることが出来るが、実際の塗布印刷プロセスを想定した場合には、溶媒の安全性及び保管、製造条件での組成安定性を考慮する必要があり、少なくとも１種類の溶媒の沸点が１５０℃以上が好ましく、更には１８０℃以上の沸点をもつ溶媒を少なくとも１種類使用することが好ましい。すなわち、本発明に係る有機半導体組成物は、沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなることが好ましく、沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなることがより好ましい。なお、上記溶液は、溶質が溶媒に均一に溶解した状態である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
具体的には、上記式（１）及び式（２）の化合物を溶媒に溶解、または分散化することで本発明の有機半導体組成物を調製する。上記式（１）及び式（２）の化合物を同時に溶解、または分散化するか、個別に溶媒に溶解または分散した後に混合して調製してもよい。組成物中における上記式（１）及び式（２）の化合物または複数の該化合物の濃度は、溶媒の種類や、作製する半導体層の膜厚によって異なるが、有機半導体組成物の総量に対して通常０．００１〜５０質量％であり、０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。半導体層の成膜性の向上や電界効果トランジスタの特性の改善、他の特性を付与するために添加剤や他種の半導体材料を混合することも可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
（式（３）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち、少なくとも一つがハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、それ以外が、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、ｍは１０以上の整数を表す。）
（４）式（３）におけるＲ３、Ｒ４及びＲ５の少なくとも１つがメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基であり、それ以外が水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基である（３）に記載の有機半導体材料、
（５）式（１）におけるＲ１及びＲ２がそれぞれ独立に直鎖のＣ６〜Ｃ１２アルキル基である（１）乃至（４）のいずれかに記載の有機半導体材料、
（６）式（１）で表される化合物と式（２）で表される化合物の比率が５：１から１：１である（１）乃至（５）のいずれかに記載の有機半導体材料、
（７）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料が少なくとも１種類の有機溶媒に溶解及び／又は分散してなる有機半導体組成物、
（８）沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる（７）に記載の有機半導体組成物、
（９）沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる（８）に記載の有機半導体組成物、
（１０）上記有機半導体材料の固形分が０．５質量％以上５質量％以下である（７）乃至（９）のいずれかに記載の有機半導体組成物、
（１１）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料からなる有機薄膜、
（１２）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって形成された有機薄膜、
（１３）（１）乃至（６）のいずれかに記載の有機半導体材料を有することを特徴とする電界効果トランジスタ、
（１４）トップゲート構造である（１３）に記載の電界効果トランジスタ、
（１５）ソース電極とドレイン電極とを有する基板上に上記有機半導体材料を含む半導体層が設けられ、該有機半導体材料の上部の一部又は全部にゲート絶縁体層が設けられ、該ゲート絶縁体層の上部に接するようにゲート電極が設けられたトップゲート構造を有したトップゲート−ボトムコンタクト型構造である、（１４）に記載の電界効果トランジスタ、
（１６）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成する電界効果トランジスタの製造方法、
（１７）（７）乃至（１０）のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成し、塗布印刷プロセスによって該半導体層の上部にゲート絶縁体層を形成するトップゲート−ボトムコンタクト型構造の電界効果トランジスタの製造方法
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
〔実施例１〕
（溶液調製）
表１に記載の化合物（１１）及びポリ（ビス（４−フェニル）−２，４，６−トリメチルフェニルアミン）（シグマアルドリッチ製）を各々４％となるようにテトラヒドロナフタレンに溶解した。この溶液を質量比で１：１となるように混合して組成物を作製した。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
（トランジスタ素子の作製）
フォトリソグラフィーによりソースドレインパターン（金電極：チャネル長１００μｍ×チャネル幅１５ｍｍ、３６個）を形成したガラス基板をプラズマ処理し、この基板上に１０ｍＭのペンタフルオロベンゼンチオール（アルドリッチ製）のＩＰＡ溶液をスピンコート法により塗布し、電極ＳＡＭ処理を行った。次いで１０ｍＭのフェニルエチルトリクロロシラン（アルドリッチ製）のトルエン溶液をスピンコート法により塗布して基板表面をＳＡＭ処理した後、上記のように調製した化合物（１１）及びポリ（ビス（４−フェニル）−２，４，６−トリメチルフェニルアミン）の組成物をスピンコート法により塗布し、有機薄膜を形成した。さらに、この有機薄膜上にＣＹＴＯＰ（旭硝子製）をスピンコート法により塗布して有機絶縁膜を形成した。そして、メタルマスクを用いた真空蒸着法により有機絶縁膜上に、ゲート電極として金を蒸着し、トップゲート−ボトムコンタクト素子を作製した。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
（特性評価）
得られた有機電界効果トランジスタにドレイン電圧を−２Ｖ、ゲート電圧Ｖｇを＋２０〜−１００Ｖに変化させた条件で１つの基板上の３６個の半導体特性を評価した。その結果算出された３６個の電極の移動度の平均値は１．６ｃｍ２／Ｖｓ（最大で２．０ｃｍ２／Ｖｓ）、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．２４ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−２１Ｖ、標準偏差１．９Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。この結果は、非特許文献２で示されている移動度０．５３ｃｍ２／Ｖｓ及びその標準偏差０．２４ｃｍ２／Ｖｓと比較すると高い移動度を示すだけでなく、均一な印刷特性をもつ組成物であることを示唆している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
〔実施例３〕
実施例２で使用したポリ（ビス（４−フェニル）−２，４，６−トリメチルフェニルアミン）に変えてポリ（ビス（４−フェニル）−２,４−ジメチルフェニルアミン）（HFR社製）を用いる以外は実施例２と同様にしてトランジスタ素子を作製した。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
（耐熱性試験）
このトランジスタ素子を１３０℃で３０分間再度加熱し、高温にさらされた際の耐熱性を確認した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．１６ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．１２ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均−１７Ｖ、標準偏差１．４Ｖであり、耐熱性試験を行う前の特性と比較してほぼ変化は認められなかった。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
〔実施例５〕
実施例１で使用したポリ（ビス（４−フェニル）−２，４，６−トリメチルフェニルアミン）に変えてポリ（ビス（４−フェニル）−４−フルオロフェニルアミン）（HFR社製）を用いる以外は実施例１と同様にしてトランジスタ素子を作製した。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
〔実施例６〕
実施例５で用いた化合物（１１）とポリ（ビス（４−フェニル）−４−フルオロフェニルアミン）の質量比を１：１から３：１に変更した組成物を用いる以外は実施例５と同様にしてトランジスタ素子を作製した。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
〔実施例７〕
実施例５で用いた化合物（１１）とポリ（ビス（４−フェニル）−４−フルオロフェニルアミン）の質量比を１：１から５：１に変更した組成物を用いる以外は実施例５と同様にしてトランジスタ素子を作製した。
（特性評価）
得られたトランジスタ素子を実施例１と同一条件にて半導体特性を評価した結果、算出された３６個の電極の移動度の平均値は２．３３ｃｍ２／Ｖｓ、基板内のばらつきを示す指標である標準偏差は０．４５ｃｍ２／Ｖｓであった。また、閾値電圧は、平均２．９Ｖ、標準偏差１．９Ｖであり、優れた移動度と基板内の均一性を示した。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）及び式（２）で表される化合物を含有してなる有機半導体材料。
【化１】
2012033073.tif 000017
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に無置換またはハロゲノ置換Ｃ１〜Ｃ３６脂肪族炭化水素基を表す。）
【化２】
2012033073.tif 000018
（式（２）中、Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基であり、ｎは６以上の整数を表す。）。
【請求項２】
式（２）におけるＡｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３が各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基に置換されたフェニル基であり、分子量が５０００以上である請求項１に記載の有機半導体材料。
【請求項３】
式（２）で表される化合物が分子量５０００以上の下記式（３）で表される化合物である請求項２に記載の有機半導体材料。
【化３】
2012033073.tif 000019
（式（３）中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち、少なくとも一つがハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、それ以外が、各々独立に水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルキル基、Ｃ１〜Ｃ４ハロゲノアルコキシル基またはシアノ基であり、ｍは１０以上の整数を表す。）
【請求項４】
式（３）におけるＲ３、Ｒ４及びＲ５の少なくとも１つがメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基であり、それ以外が水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基またはフルオロ基である請求項３に記載の有機半導体材料。
【請求項５】
式（１）におけるＲ１及びＲ２がそれぞれ独立に直鎖のＣ６〜Ｃ１２アルキル基である請求項１乃至４のいずれかに記載の有機半導体材料。
【請求項６】
式（１）で表される化合物と式（２）で表される化合物の比率が５：１から１：１である請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の有機半導体材料。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料が少なくとも１種類の有機溶媒に溶解及び／又は分散してなる有機半導体組成物。
【請求項８】
沸点が１５０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる請求項７に記載の有機半導体組成物。
【請求項９】
沸点が１８０℃以上である少なくとも１種類の有機溶媒を含む溶液からなる請求項８に記載の有機半導体組成物。
【請求項１０】
上記有機半導体材料の固形分が０．５質量％以上５質量％以下である請求項７乃至９のいずれかに記載の有機半導体組成物。
【請求項１１】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料からなる有機薄膜。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって形成された有機薄膜。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれかに記載の有機半導体材料を有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項１４】
トップゲート構造である請求項１３に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項１５】
ソース電極とドレイン電極とを有する基板上に上記有機半導体材料を含む半導体層が設けられ、該有機半導体材料の上部の一部又は全部にゲート絶縁体層が設けられ、該ゲート絶縁体層の上部に接するようにゲート電極が設けられたトップゲート構造を有したトップゲート−ボトムコンタクト型構造である、請求項１４に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項１６】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成する電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて、塗布印刷プロセスによって半導体層を形成し、塗布印刷プロセスによって該半導体層の上部にゲート絶縁体層を形成するトップゲート−ボトムコンタクト型構造の電界効果トランジスタの製造方法。
【国際調査報告】
2012033073.tif 000020
2012033073.tif 000021
2012033073.tif 000022
2012033073.tif 000023