(57)【要約】【課題】電気伝導性の良好な有機半導体膜の製造方法を提供する。【解決手段】低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、前記塗布液を支持体表面に塗布する塗布工程と、前記支持体表面に塗布された前記塗布液を加熱する加熱工程と、を有する、有機半導体膜の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、
前記塗布液を支持体表面に塗布する塗布工程と、
前記支持体表面に塗布された前記塗布液を加熱する加熱工程と、を有する、有機半導体膜の製造方法。
【請求項２】
前記低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位の絶対値は、前記高分子有機半導体化合物の酸化還元電位の絶対値よりも低い、請求項１に記載の有機半導体膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の有機半導体膜の製造方法により形成された有機半導体膜。
【請求項４】
請求項３に記載の有機半導体膜を含む有機半導体素子。
【請求項５】
請求項３に記載の有機半導体膜を含むチャネル層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、を含む、有機トランジスタ。
【請求項６】
低分子有機半導体化合物前駆体と、高分子有機半導体化合物と、を含む、有機半導体膜形成用塗布液。
【請求項７】
前記低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位の絶対値は、前記高分子有機半導体化合物の酸化還元電位の絶対値よりも低い、請求項６に記載の有機半導体膜形成用塗布液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体膜及びその製造方法、有機半導体素子、有機トランジスタ、並びに有機半導体膜形成用塗布液に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機物化合物を用いた電子デバイスの研究開発が盛んに行われている。その開発に伴い、それらを、輪転機あるいはプリンターで集積化、配線して作製する研究が進んでいる。この方法により、現在の半導体集積回路作製に利用されている、真空、高温、超高価な装置などが不必要になり、安価で大量に電子デバイスが作製されることになる。
【０００３】
現在、それらの方法としてインクジェットプリンターによる直接描画法や、版を作製して印刷するスクリーン印刷法、レーザープリンターを用いるラインパターニング法等のいわゆる塗布プロセスによる研究が進められている。
特にプリンターを用いる方法はスクリーン印刷用の版あるいは通常の半導体回路作製用の光学マスクが不必要であるため、安価に作製されると期待されている。またプリンターを用いる方法は、通常のＰＣ（パーソナルコンピュータ）から簡易に、かつ、オンデマンドで印刷されるといった優れた特徴を持つ。すなわち、１つの回路素子の特注にも、大量生産にも、適用される。
またプリンターからの印刷（塗布）は高温プロセスを伴わないので、プラスチック基板のようなフレキシブル基板に回路を作製し、フレキシブルディスプレイ、電子ペーパーといった電子デバイスの新たな応用の可能性を示している。
【０００４】
一方、特許文献１では、有機半導体オリゴマーおよびカーボン・ナノチューブを含む固体膜が開示されている。また特許文献２では、結晶性低分子有機半導体化合物の結晶粒を多数含有する有機半導体薄膜において、結晶粒の間の隙間に有機半導体成分を介在させ、結晶粒を接続した有機半導体薄膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９３６９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いた場合に比較して、電気伝導性の良好な有機半導体膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、
前記塗布液を支持体表面に塗布する塗布工程と、
前記支持体表面に塗布された前記塗布液を加熱する加熱工程と、を有する、有機半導体膜の製造方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位の絶対値は、前記高分子有機半導体化合物の酸化還元電位の絶対値よりも低い、請求項１に記載の有機半導体膜の製造方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
請求項１又は請求項２に記載の有機半導体膜の製造方法により形成された有機半導体膜である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
請求項３に記載の有機半導体膜を含む有機半導体素子である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、
請求項３に記載の有機半導体膜を含むチャネル層と、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、を含む、有機トランジスタである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、
低分子有機半導体化合物前駆体と、高分子有機半導体化合物と、を含む、有機半導体膜形成用塗布液である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
前記低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位の絶対値は、前記高分子有機半導体化合物の酸化還元電位の絶対値よりも低い、請求項６に記載の有機半導体膜形成用塗布液である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いた場合に比較して、製造された有機半導体膜の電気伝導性が良好となる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物の相対的な酸化還元電位を考慮しない場合に比較して、製造された有機半導体膜の電気伝導性が良好となる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いて製造された場合に比較して、電気伝導性が良好となる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、有機半導体膜が低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いて製造された場合に比較して、電気伝導性が良好となる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、有機半導体膜が低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いて製造された場合に比較して、最大電流値が高くなる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む場合に比較して、電気伝導性の良好な有機半導体膜が形成される。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物の相対的な酸化還元電位を考慮しない場合に比較して、電気伝導性の良好な有機半導体膜が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の有機トランジスタの層構成の一例を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２３】
［有機半導体膜及びその製造方法］
本実施形態の有機半導体膜は、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を調整する塗布液調整工程と、塗布液を支持体表面に塗布する塗布工程と、支持体表面に塗布された塗布液を加熱する加熱工程と、を有する製造方法により製造されたものである。
【００２４】
本実施形態の有機半導体膜は、上記方法により製造されたものであるため、電気伝導性が良好である。その理由は定かではないが、以下のように推測される。
本実施形態の有機半導体膜の製造方法では、塗布液に、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物が含まれている。塗布液を支持体表面に塗布した後に加熱すると、支持体表面において、塗布液に含まれる低分子有機半導体化合物前駆体が反応して低分子有機半導体化合物となり、結果として低分子有機半導体が含まれた有機半導体膜が形成される。
【００２５】
このとき、加熱工程においては、低分子有機半導体化合物前駆体と高分子有機半導体化合物との両方が含まれる塗布液が加熱される。そのため、低分子有機半導体化合物前駆体が反応して還元されると共に、高分子有機半導体化合物が酸化され、酸素原子が高分子有機半導体化合物に付加すると考えられる。そして、酸素原子が付加することにより、高分子有機半導体に電気が流れやすくなり、有機半導体膜の電気伝導性が向上すると考えられる。
【００２６】
すなわち、例えば低分子有機半導体化合物前駆体を用いずに、低分子有機半導体化合物そのものを用いる場合（すなわち、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液を用いる場合）のように、加熱工程において高分子有機半導体化合物の酸化が起こりにくい場合に比較して、本実施形態では形成された有機半導体膜の電気伝導性が良好になると考えられる。
【００２７】
また本実施形態では、塗布前に予め低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を混合して塗布液を調整したのち、支持体表面にその塗布液を塗布する。そのため、形成された有機半導体膜中において、低分子有機半導体と高分子有機半導体との電気的な接続が良好となると考えられる。よって、例えば低分子有機半導体と高分子有機半導体とを別々に形成する場合（すなわち、支持体表面に、低分子有機半導体形成用塗布液を塗布した後に、高分子有機半導体形成用塗布液を塗布する場合）に比べて、有機半導体膜の電気伝導性が良好になると考えられる。
【００２８】
以下、本実施形態の有機半導体膜の製造方法について、各工程に分けて説明する。
＜塗布液調整工程＞
塗布液調整工程では、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物を含む塗布液（有機半導体膜形成用塗布液）を調整する。具体的には、例えば、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物を溶媒に溶解させることにより、低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物の混合溶液である塗布液が調整される。
【００２９】
−低分子有機半導体化合物前駆体−
低分子有機半導体化合物前駆体とは、加熱による反応の結果として低分子有機半導体化合物が生成する化合物を意味する。
【００３０】
低分子有機半導体化合物前駆体としては、例えば、低分子有機半導体化合物に脱離基が付加した化合物が挙げられる。
脱離基としては、例えば、酸素原子を含む脱離基が挙げられ、酸素原子の他に窒素原子を含む脱離基がより好ましい。酸素原子及び窒素原子を含む脱離基としては、例えば、下記一般式（１）に示される脱離基等が挙げられる。また酸素原子を含む脱離基としては、上記の他に例えば、下記構造式（２）に示される脱離基（すなわちカルボニル基）等が挙げられる。
【００３１】
【化１】
2010186936.tif 000002
【００３２】
【化２】
2010186936.tif 000003
【００３３】
ここで、上記一般式（１）中、Ｒ１は、炭素数１から８のアルキル基であり、直鎖状であっても分岐したものであってもよい。また上記一般式（１）及び上記構造式（２）中「＊」は、低分子有機半導体化合物に結合する箇所を示す。
【００３４】
低分子有機半導体化合物としては、具体的には、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フラーレン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニン、又はこれらの誘導体等が挙げられる。その中でも、形成された有機半導体膜の電気伝導性が良好であるという観点から、ペンタセンが好ましい。
【００３５】
低分子有機半導体化合物に脱離基が付加した化合物としては、具体的には、例えば、１３，６−Ｎ−スルフィニルアセトアミドペンタセン（１３，６−Ｎ−Ｓｕｌｆｉｎｙｌａｃｅｔａｍｉｄｏｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、６，１３−ジヒドロ−６，１３−メタノペンタセン−１５−オン等のペンタセン前駆体等が挙げられる。
【００３６】
低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位の絶対値は、高分子有機半導体化合物の酸化還元電位の絶対値よりも低いことが好ましい。
低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位をＥＬ（Ｖ）、高分子有機半導体化合物の酸化還元電位をＥＨ（Ｖ）としたとき、酸化還元電位の絶対値の差（｜ＥＨ｜−｜ＥＬ｜）は、０．１Ｖ以上３．０Ｖ以下が好ましく、０．２Ｖ以上２．５Ｖ以下がより好ましい。また、｜ＥＨ｜と｜ＥＬ｜とが等しい（すなわち、｜ＥＨ｜−｜ＥＬ｜＝０である場合）は、ＥＬ＜ＥＨであることが好ましい。
一方、低分子有機半導体化合物前駆体の酸化還元電位（ＥＬ）は、−２．０Ｖ以上−０．１Ｖ以下が好ましく、−１．５Ｖ以上−０．３Ｖ以下がより好ましい。
【００３７】
酸化還元電位の測定方法は、具体的には、サイクリックボルタンメトリー法で測定した。サイクリックボルタンメトリーとは電極電位を直線的に掃引し、応答電流を測定する手法である。本発明の測定においては、作用極、対極として白金、参照極として銀／塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）を用いた。また支持電解質として過塩素酸リチウムを使用した。本実施形態では、印加電圧をマイナス側に振ったときのピークの値が還元電位、プラス側でのピークの電位が酸化電位とし、それらの値の平均を酸化還元電位とした。
【００３８】
−高分子有機半導体化合物−
高分子有機半導体化合物としては、具体的には、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルビレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ビレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ブチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体、又はこれらの誘導体等が挙げられる。
【００３９】
−溶媒−
溶媒としては、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物が溶解するものであれば特に限定されず、公知の溶媒が用いられ、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物の種類及び特性（例えば溶媒に対する溶解度）等に応じて選択される。具体的には、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン、アルコール等が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。
【００４０】
＜塗布工程＞
塗布工程では、支持体表面に、塗布液調整工程において調整された塗布液を、塗布する。
【００４１】
−支持体−
支持体としては、具体的には、例えば、シリコン単結晶基板（例えばリン等を高濃度にドープしたシリコン単結晶基板等）、ガラス基板、プラスチック基板（例えばポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、又はシリコン樹脂等）等が挙げられるが、これに限定されるものではない。また支持体として、上記基板に電極等を設けたものを用いてもよい。
【００４２】
支持体表面に塗布液を塗布する方法としては、具体的には、例えば、スピンコーティング法、インクジェット法、スプレー法、エレクトロスプレー法、バーコート法、ナノインプリント法等が挙げられる。
支持体表面に塗布された塗布液の層厚は、特に限定されるものではなく、形成された有機半導体膜の用途等に応じて選択される。
【００４３】
＜加熱工程＞
加熱工程では、塗布工程において支持体表面に塗布された塗布液を、加熱する。塗布液を加熱することにより、低分子有機半導体化合物前駆体が反応して（例えば、低分子有機半導体化合物に脱離基が付加した化合物の脱離基が脱離して）低分子有機半導体化合物となり、低分子有機半導体及び高分子有機半導体を含む有機半導体膜が形成される。
【００４４】
加熱温度は、用いる低分子有機半導体化合物前駆体及び溶媒の種類に応じて選択される。例えば、低分子有機半導体化合物前駆体が反応して低分子有機半導体化合物となり、かつ、溶媒が蒸発する温度を、加熱温度として設定する。具体的な加熱温度としては、支持体（特に有機材料を含む基板や、電極等が形成された基板）に対する熱の影響を考慮するといった観点から、２００℃以下が好ましい。
【００４５】
［有機半導体素子、有機トランジスタ］
以上説明した製造方法により製造された有機半導体膜は、例えば、有機トランジスタ等の有機半導体素子に用いられる。
図１に、本実施形態の有機トランジスタの一例として、ボトムゲート型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）の構成を模式的に示す。
図１に示す有機トランジスタは、例えば、基板１上にゲート電極５及びゲート絶縁層６がこの順に設けられ、このゲート絶縁層６上にソース電極２及びドレイン電極３が離間した位置に設けられている。そして、ゲート絶縁層６上に設けられたソース電極２及びドレイン電極３を被覆するようにチャネル層４が設けられている。
【００４６】
本実施形態では、チャネル層４として、上記製造方法により製造された有機半導体膜が用いられている。また本実施形態では、基板１に、ゲート電極５、ゲート絶縁層６、ソース電極２、及びドレイン電極３を設けたものが、上記支持体に相当する。
【００４７】
ここで、基板１としては、例えば、シリコン単結晶基板（例えばリン等を高濃度にドープしたシリコン単結晶基板等）、ガラス基板、プラスチック基板（例えばポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、又はシリコン樹脂等）等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４８】
ゲート電極５、ソース電極２、及びドレイン電極３を構成する材料としては、電荷注入し得る材料が挙げられ、具体的には、例えば、金属、金属酸化物、導電性高分子等が挙げられる。ここで「導電性」とは、体積抵抗率が１０１２Ω・ｃｍ以下であることをいう。
金属としては、例えば、金属（白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、又はマグネシウム（Ｍｇ）等）、これらの金属元素を含む合金、これらの金属からなる導電性粒子、又はこれらの金属を含む合金の導電性粒子を挙げられる。
【００４９】
金属酸化物としては、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、又は酸化インジウム亜鉛等の金属酸化物が挙げられる。
導電性高分子としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］やポリアニリン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピリジン、又はポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等の有機材料が挙げられる。
ゲート電極、ソース電極２、及びドレイン電極３は、上記材料を含む層の積層構造としてもよい。
【００５０】
ゲート電極５、ソース電極２、及びドレイン電極３の形成方法としては、これらを構成する材料によるが、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ）法；有機金属化合物化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）法を含む各種の化学気相成長法（ＣＶＤ）法；リフトオフ法；シャドウマスク法；電解メッキ法や無電解メッキ法若しくはこれらの組み合わせとったメッキ法；又は塗布液（液体材料）を塗布する方法として、スピンコーティング法、インクジェット法、スプレー法、エレクトロスプレー法などのうちいずれかと、必要に応じたパターニング技術との組み合わせが挙げられる。
【００５１】
ゲート絶縁層６を構成する絶縁材料としては、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機物、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂等の有機絶縁高分子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００５２】
ゲート絶縁層６の形成方法としては、特に制限はなく、例えばＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、蒸着法、スピンコーティング法、ディッピング法、クラスタイオンビーム蒸着法およびＬＢ法などが挙げられる。
【００５３】
本実施形態では、チャネル層４として上記製造方法により製造された有機半導体膜を用いているため、チャネル層４の電気伝導性が良好であることにより、性能が良好な（例えば、最大電流値の高い）有機トランジスタが得られる。
【００５４】
なお、本実施形態の有機トランジスタでは、水分や酸素による有機半導体トランジスタ素子の劣化を防ぐために、例えばチャネル層４を覆って保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ＭｇＯ、ＳＩＯ２、ＴＩＯ２等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。また保護層の形成には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用される。
【００５５】
また、本実施形態の有機トランジスタでは、上記構成に限られず、例えば、ソース電極２及びドレイン電極３がチャネル層を挟んで設けられた構成（すなわち、ソース電極２を覆うようにチャネル層４が設けられ、チャネル層４上にドレイン電極３が設けられた構成）の電界効果型トランジスタ、トップゲート型（すなわち、ゲート電極５及びゲート絶縁層６が、チャネル層４の基板１と反対側の面に設けられた構成）の電界効果型トランジスタ、又は静電誘導型トランジスタ等が挙げられる。
【００５６】
また、本実施形態では、上記有機半導体膜を有機トランジスタに用いているが、これに限られない。上記有機半導体膜が用いられる有機半導体素子としては、上記有機トランジスタの他に、例えば有機電界発光素子等が挙げられる。
有機電界発光素子としては、具体的には、例えば、透明絶縁体基板上に、電極、正孔輸送層、発光層、及び背面電極が順次積層されたものが挙げられる。本実施形態では、例えば、正孔輸送層として、上記製造方法により製造された有機半導体膜を用いる。それにより、正孔輸送層の正孔輸送性が良好となり、性能の良好な有機電界発光素子が得られる。その場合は、例えば、電極が設けられた透明絶縁体基板が上記支持体に相当する。
【００５７】
また、有機電界発光素子は、上記構成のものに限られず、例えば、透明絶縁体基板上に、電極、発光層、電子輸送層、及び背面電極が順次積層された構成のものや、透明絶縁体基板上に、電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び背面電極が順次積層された構成のものや、透明絶縁体基板上に、電極、電荷輸送能を持つ発光層、及び背面電極が順次積層された構成等のものであってもよい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００５９】
［実施例Ａ１］
＜塗布液調整工程＞
ペンタセン前駆体（低分子有機半導体化合物前駆体）として１３，６−Ｎ−スルフィニルアセトアミドペンタセンを用い、テトラヒドロフランに加えて溶解させ、１質量％のペンタセン前駆体溶液Ａ１を調整した。
一方、高分子有機半導体化合物としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）を用い、テトラヒドロフランに加えて溶解させ、０．３質量％の高分子有機半導体化合物溶液Ａ１を調整した。
ペンタセン前駆体溶液Ａ１を１００質量部と、高分子有機半導体化合物溶液Ａ１を１００質量部と、を混合し、塗布液Ａ１を調整した。塗布液Ａ１中におけるペンタセン前駆体及び高分子有機半導体化合物の濃度は、それぞれ、０．５質量％及び０．１５質量％である。
【００６０】
＜支持体の作製＞
厚さ３００ｎｍのシリコン熱酸化膜（ゲート絶縁層）が成膜された直径３インチのｎ型シリコン基板（ハイドープ）に、フォトリソ工程によりソース電極及びドレイン電極を形成し、電極付きシリコン基板を作製した。この場合、シリコン基板自体が、ゲート電極となる（基板裏面からゲート電極をとる、所謂、バックゲート）。その後、電極付きシリコン基板に、ＵＶアッシャーを１００℃で１０分間施し、１Ｍのオクチルトリエチルシランのトルエン溶液に６０℃で１時間浸漬させた。その後トルエンで洗浄し、乾燥させることにより、支持体を作製した。なお、ソース電極−ドレイン電極間のチャネル長は２０μｍ、チャネル幅は５００μｍである。
【００６１】
＜塗布工程、加熱工程＞
上記支持体に、１０００ｒｐｍ、６０秒で、上記塗布液Ａ１をスピンコートした。スピンコート後、窒素雰囲気下において、１５５℃で１時間加熱し、有機トランジスタＡ１を作製した。
【００６２】
＜有機トランジスタの評価＞
半導体パラメータアナライザ（アジレントテクノロジー製４１５６Ｂ）を用いて、ゲート電圧を−５０Ｖ印加したときにおける電流−電圧特性（ソース電極−ドレイン電極間の電圧を０Ｖから−８０Ｖまで変化させたときの電流値）を測定し、最大電流値を求めた。評価結果を表１に示す。
また、低分子有機半導体化合物前駆体及び高分子有機半導体化合物の酸化還元電位を、併せて表１に示す。
【００６３】
［実施例Ａ２］
ペンタセン前駆体として６，１３−ジヒドロ−６，１３−メタノペンタセン−１５−オンを用いた以外は、実施例Ａ１と同様にして、塗布液Ａ２及び有機トランジスタＡ２を作製した。用いたペンタセン前駆体の酸化還元電位及び評価結果を表１に示す。
【００６４】
［実施例Ａ３］
高分子有機半導体化合物としてポリ［２−メトキシ−５−（３′，７′−ジメチルオクチルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］を用いた以外は、実施例Ａ１と同様にして、塗布液Ａ３及び有機トランジスタＡ３を作製した。用いた高分子有機半導体化合物の酸化還元電位及び評価結果を表１に示す。
【００６５】
［比較例Ａ１］
＜塗布液調整工程＞
６，１３−ジフェニルペンタセン（低分子有機半導体化合物）をテトラヒドロフランに加えて溶解させ、１質量％のペンタセン溶液Ａ４を調整した。
一方、高分子有機半導体化合物としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）を用い、テトラヒドロフランに加えて溶解させ、０．３質量％の高分子有機半導体化合物溶液Ａ４を調整した。
ペンタセン溶液Ａ４を１００質量部と、高分子有機半導体化合物溶液Ａ４を１００質量部と、を混合し、塗布液Ａ４を調整した。塗布液Ａ４中における低分子有機半導体化合物及び高分子有機半導体化合物の濃度は、それぞれ、０．５質量％及び０．１５質量％である。
【００６６】
＜支持体の作製、塗布工程、加熱工程、有機トランジスタの評価＞
塗布液Ａ１の代わりに塗布液Ａ４を用いた以外は、実施例１と同様にして、有機トランジスタＡ４を作製し、評価を行った。用いた低分子有機半導体化合物の酸化還元電位及び評価結果を表１に示す。
【００６７】
［比較例Ａ２］
＜塗布液調整工程、支持体の作製＞
実施例１と同様にして、ペンタセン前駆体溶液Ａ１、高分子有機半導体化合物溶液Ａ１、及び支持体を作製した。
【００６８】
＜塗布工程、加熱工程、有機トランジスタの評価＞
上記支持体に、１０００ｒｐｍ、６０秒で、上記ペンタセン前駆体溶液Ａ１をスピンコートした。スピンコート後、窒素雰囲気下において、１５５℃で１時間加熱した。その後、高分子有機半導体化合物溶液Ａ１を１０００ｒｐｍ、６０秒でスピンコートし、窒素雰囲気下において、１００℃で１時間加熱することにより、有機トランジスタＡ５を作製した。有機トランジスタの評価は実施例Ａ１と同様に行った。評価結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2010186936.tif 000004
【符号の説明】
【００７０】
１：  基板
２：  ソース電極
３：  ドレイン電極
４：  チャネル層
５：  ゲート電極
６：  ゲート絶縁層
【図１】
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