(57)【要約】【課題】成膜性の良好な有機半導体層の作製方法を提供し、該方法を用いた有機薄膜トランジスタ、更に、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】基板に、少なくとも溶媒と有機半導体材料を含む塗布液を供給する工程、該溶媒を揮発させて成膜する工程を有する有機半導体層の作製方法において、該基板に塗布液が供給される領域では、前記基板が凹部及び凸部を有することを特徴とする有機半導体層の作製方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、少なくとも溶媒と有機半導体材料を含む塗布液を供給する工程、該溶媒を揮発させて成膜する工程を有する有機半導体層の作製方法において、
該基板に塗布液が供給される領域では、前記基板が凹部領域及び凸部領域を有することを特徴とする有機半導体層の作製方法。
【請求項２】
前記基板の構成層としてゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層の表面が凹部領域及び凸部領域を有することを特徴とする請求項１に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項３】
前記有機半導体材料が縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項４】
前記基板の凹部領域における表面エネルギー値と、凸部領域における表面エネルギー値が異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項５】
前記基板の凹部領域における表面エネルギー値が、前記基板の凸部領域における表面エネルギー値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項６】
前記基板の凹部領域及び凸部領域が少なくともチャネル長に対して垂直方向に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項７】
前記基板の凹部領域に、ソース電極とドレイン電極が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法を用いて製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法を用いることを特徴とする有機薄膜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層の作製方法、有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、さらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーまたはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
従来、有機薄膜トランジスタの製造においては、真空蒸着法やスピンコート法、キャスト法といったウエットプロセスにより、有機半導体層（以下「有機半導体薄膜」ともいう。）を形成している。
【０００４】
ところで、移動度の高い良質な有機半導体薄膜の形成方法としては、蒸着による方法が代表的であるが、材料の特性により種々の方法が用いられ、その中でも、塗布或いはインクジェット等、溶液、液体を基板に適用するウエットプロセスによる方法は、蒸着等よりも容易に薄膜が得られるという特徴があり、こういったウエットプロセスを用いて、アモルファスシリコンなど従来のシリコン半導体に匹敵するようなキャリア移動度が大きい有機半導体薄膜を得ようとする試みが多くなされている。
【０００５】
有機半導体層におけるキャリア移動度は、形成される有機半導体材料膜中における分子配列などにより決まってくるため、分子の配向が重要であり、半導体溶液が適用される基板の表面エネルギーの調整という観点で、例えば、配向膜を用いたり、また、液晶性の材料を用い、配向処理された面に塗布する等、分子配向をもたせる方法が報告されている。
【０００６】
しかしながら、これらのみで、形成される半導体材料膜のキャリア移動度の増大や、薄膜トランジスタの性能向上は難しい状況となっている。
【０００７】
一方、溶液プロセスにより、絶縁層（膜ともいう）チャネル部分、ソース電極上あるいはドレイン電極上の少なくとも何れかに改質被覆を持ち、チャネル部分の表面エネルギーが、ソース電極またはドレイン表面の表面エネルギーよりも大きくなるように調整した有機薄膜トランジスタがいか、等しくなるようにしたドランジスタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかしながら、有機半導体材料を含有する溶液の粘性（粘度）が低い低分子材料においては、表面エネルギーの制御のみでは半導体層の膜質や形状の安定性を保つのが極めて困難であるという問題点があった。
【０００９】
また、表面処理したソース電極、ドレイン電極間に半導体溶液を浸透させ、半導体層を形成するという技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）
しかしながら、ソース電極やドレイン電極の各々の端部では半導体溶液の流れ出しを制御できず、他の電極との半導体層の接触によりｏｆｆ電流が増加しやすいという問題点があった。
【特許文献１】米国特許第７０１９３２８号明細書
【特許文献２】国際公開第０５／１１２１４６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、成膜性の良好な有機半導体層の作製方法を提供し、該方法を用いた有機薄膜トランジスタ、更に、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
【００１２】
１．基板に、少なくとも溶媒と有機半導体材料を含む塗布液を供給する工程、該溶媒を揮発させて成膜する工程を有する有機半導体層の作製方法において、
該基板に塗布液が供給される領域では、前記基板が凹部領域及び凸部領域を有することを特徴とする有機半導体層の作製方法。
【００１３】
２．前記基板の構成層としてゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層の表面が凹部領域及び凸部領域を有することを特徴とする前記１に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１４】
３．前記有機半導体材料が縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする前記１または２に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１５】
４．前記基板の凹部領域における表面エネルギー値と、凸部領域における表面エネルギー値が異なることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１６】
５．前記基板の凹部領域における表面エネルギー値が、前記基板の凸部領域における表面エネルギー値よりも大きいことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１７】
６．前記基板の凹部領域及び凸部領域が少なくともチャネル長に対して垂直方向に形成されることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１８】
７．前記基板の凹部領域に、ソース電極とドレイン電極が形成されることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法。
【００１９】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法を用いて製造されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００２０】
９．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体層の作製方法を用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、成膜性の良好な有機半導体層の作製方法を提供し、該方法を用いた有機薄膜トランジスタ、更に、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の有機半導体層の製造方法においては、請求項１〜７のいずれか１項に規定される構成を用いることにより、成膜性の良好な有機半導体層（膜ともいう）が得られる、有機半導体層の製造方法を提供することができた。
【００２３】
該製造方法により得られた有機半導体層は、優れたトランジスタ特性（例えば、高いキャリア移動度、良好なＯＮ／Ｏｆｆ特性等）を示した。また、該有機半導体層を用いた有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴともいう）を併せて得ることが出来た。
【００２４】
また、本発明の有機ＴＦＴを具備した有機エレクトロルミネッセンス素子は、良好な発光特性を示すことが判った。
【００２５】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００２６】
《有機半導体層の作製方法》
本発明の有機半導体層の作製方法について説明する。
【００２７】
本発明者等は、有機半導体層の作製方法において、有機半導体層（有機半導体膜ともいう）の基板上での成膜位置（層形成位置）や膜厚の安定性向上の観点から、上記特許文献１、２に記載の技術の問題点を種々検討した結果、従来公知の有機半導体層の製造方法に開示されている技術は、有機半導体材料を含む塗布液を単に、ソース電極、ドレイン電極間に供給して半導体層を形成する技術であり、チャネル部分、ソース電極、ドレイン電極の表面エネルギー値の調整が行われているのみであり、有機半導体材料を含む塗布液をチャネル形成領域の成膜位置の安定化、生成する有機半導体層の膜厚の均一性を実用的に十分な程には確保できていないことがわかった。
【００２８】
また、チャネル領域の表面エネルギー値を調整することは成膜位置の安定性に効果はあるものの、単にチャネル領域の表面エネルギー値を調整するだけでは、有機半導体層の形成が必要に前記チャネル領域以外にも不必要な有機半導体層の形成が見られる等の問題点を解決することができていなかった。
【００２９】
ここで、チャネル領域とは、後述する実施例や、図１〜図４においても説明するが、ソース電極とドレイン電極との間に設けられる領域を表す。
【００３０】
上記の問題点を解決する為には、本願請求項１に記載のように基板に有機半導体材料を含有する塗布液を供給して有機半導体層を成膜する工程において、基板の表面に予め凹部領域（本発明では、凹部領域がチャネル領域となる）及び凸部領域を設け、凹部領域及び凸部領域を利用することにより、チャネル領域である凹部領域のみに有機半導体層を形成する技術が必須技術であることが判った。
【００３１】
《基板の表面に設けられる凹部領域及び凸部領域》
本発明に係る基板の表面に設けられる凹部領域及び凸部領域について説明する。
【００３２】
本発明に係る基板（基板については後に詳細に説明する。）上に、有機半導体材料を含む塗布液（本発明においては、塗布液とは、均一溶液でもよく、また、固体粒子が溶媒中に分散されている分散液でもよい）を供給する領域では、基板上に、凹部領域及び凸部領域が形成されている。
【００３３】
また、基板の凹部領域、凸部領域が少なくともチャネル長に対して垂直方向に形成されることが好ましく、前記基板の凹部領域が島状に形成されることが好ましい。
【００３４】
因みに、図１の（ｆ）１、図２の（ｄ）１、図３の（ｅ）１、図４の（ｄ）１は、各々、基板の凹部領域、凸部領域がチャネル長に対して垂直方向に形成されている有機薄膜トランジスタの一例を示している。
【００３５】
ここで、凹部領域が島状に形成されるとは、凹部領域が凸部領域に包囲された状態で形成されることを表す。
【００３６】
更にまた、本発明に係る基板の凹部領域には、後述するソース電極とドレイン電極が形成されることが好ましい。
【００３７】
基板上に設けられる凹部領域及び凸部領域の形成手段としては、
（ａ）基板表面の特定部位をレーザー等の切削手段を用いて、凹部領域及び凸部領域を設けることができ、切削加工用のレーザーとしては、ルビーレーザー、ガラスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＧａＡｌＡｓやＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザー、ＡｒＦ，ＫｒＦ，ＸｅＣｌ，ＸｅＦ等のエキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、Ａｒイオンレーザー等が挙げられ、これらのうちエキシマレーザーが好ましく、特にＫｒＦエキシマレーザーが好ましい。
【００３８】
エキシマレーザーによるアブレーションは、常温常圧で、短時間にミクロンオーダーの精度の、熱歪みやバリの無い穴や溝を形成できる。また、マスクを通してエキシマレーザー光を被加工物（ワーク）に照射すれば、マスクパターンを転写して任意の形状の穴や溝を形成できる。エキシマレーザーはパルスとして発振され、材料を１パルスで約０．０１〜０．５μｍ除去できるので、パルス数で除去する深さを正確に制御できる等の特徴を有する。
【００３９】
また、本発明において、エキシマレーザーを用いる場合の一例としては、パルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００ｍＪ／ｃｍ2〜４００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましく、２００ｍＪ／ｃｍ2〜３００ｍＪ／ｃｍ2の範囲に設定することが更に好ましい。
【００４０】
（ｂ）基板上に、従来公知の高精細なパターニングを可能にする手段（例えば、インクジェット塗布方法、スプレー塗布方法、ディッピング塗布方法や、また、塗布方式としては、ブレードコータ、バーコータ、キスコータ、グラビアコータ、フレキソコータ、ナイフコータ、カーテンコータ、スピンコータ等）を用いて、チャネル領域を設け、且つ、基板上に所望の凹部領域及び凸部領域を形成することができる。
【００４１】
（凹部領域と凸部領域の表面エネルギー値）
本発明では、凹部領域と凸部領域の各々の表面エネルギー値が異なることが好ましく、更に好ましくは、凹部領域の表面エネルギー値が凸部の表面エネルギー値よりも大きくなるように調整することである。
【００４２】
また、塗布液が供給される、凹部領域及び凸部領域は、後述するゲート絶縁層上に設けられることが好ましい。
【００４３】
（表面エネルギー値）
有機半導体層を形成するにあたり、塗布液が供給される領域では、本発明に係る基板の凹部領域の表面エネルギー値と凸部の表面エネルギー値は異なることが好ましく、更に好ましくは、凹部領域の表面エネルギー値は、凸部の表面エネルギー値よりも大きいことが好ましい。
【００４４】
また、基板の凹部領域の表面エネルギー値としては、２０ｍＮ／ｍ〜７５ｍＮ／ｍの範囲であることが好ましく、更に好ましくは、３０ｍＮ／ｍ〜７０ｍＮ／ｍの範囲である。
【００４５】
本発明に係る表面エネルギーは、接触角の測定により求めることが出来、接触角の測定は、接触角計（ＣＡ−ＤＴ・Ａ型：協和界面科学社製）を用いて２０℃、５０％ＲＨの環境下で測定し、得られたものである。
【００４６】
接触角により、基板表面における疎水性の度合を水の接触角による測定によって知ることが出来る。
【００４７】
上記のような特定の表面エネルギーを有する基板に形成された有機半導体薄膜は、薄膜中での有機半導体材料の結晶性が高く、優れた半導体特性（高移動度等）を示すことが判った。
【００４８】
（表面処理剤（表面処理材料ともいう））
本発明に係る表面処理剤について説明する。
【００４９】
本発明に係る凹部領域及び凸部領域の表面エネルギー値を調整する手段としては、従来公知の表面処理剤を用いることができるが、本発明ではシリコーン系化合物が好ましく用いられる。
【００５０】
また、シリコーン系化合物としては、ポリアルキルシロキサン、ポリアリルシロキサン等の化合物及びその誘導体が用いられ、特にポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシロキサン、３，３，３トリフルオロプロピルメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンが好適である。
【００５１】
また、ヘキサメチルジシラザンのようなシラザン、メチルトリクロロシランのようなハロゲン化シラン、テトラメトキシシランのようなアルコキシシランに代表されるようなシラン系化合物も好ましい。
【００５２】
また、下記のようなフッ素含有化合物を表面処理剤として用いることができる。
【００５３】
例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）等を挙げることができる。
【００５４】
（塗布液の供給方法）
本発明に係る塗布液の供給方法について説明する。
【００５５】
本発明の有機半導体層の作製方法においては、基板の表面に対して、少なくとも溶媒と有機半導体材料とを含む塗布液（溶液でも、分散液のどちらでもよい）を基板に供給するわけであるが、この塗布液の液供給方法としては、各種方式を適用できるが、本発明に係る基板の凹部領域及び凸部領域に対して塗布液の滴下位置を正確にコントロールする観点からは、インクジェット塗布方法が好ましい。
【００５６】
特にインクジェット塗布方法は、従来公知の他の塗布手段と比較して、最も少量の塗工液で高精細なパターニングが可能隣るため、本発明においては好ましく用いられる。
【００５７】
また、塗布液の塗布方式としては、ブレードコータ、バーコータ、キスコータ、グラビアコータ、フレキソコータ、ナイフコータ、カーテンコータ、スピンコータのうちの少なくとも一つの手段を用いてもよい。これらの方式は、塗工液を基板間に飛翔させることなく塗工を行うため、塗工液の溶媒として揮発性溶媒も適用可能となり、溶媒の選択性が広がり、また、高精細なパターニングが短時間で完了可能となる。
【００５８】
《有機半導体材料の構造》
本発明に係る有機半導体層の形成には、従来公知の有機半導体材料を用いることができるが、中でも、分子量１００〜５０００の範囲の化合物（低分子化合物〜オリゴマーの領域の分子までが含まれる）が好ましく用いられる。
【００５９】
代表的な有機半導体材料としては、ペンタセン等の化合物があり、特に例えば、国際公開０３／１６５９９号パンフレット、国際公開０３／２８１２５号パンフレット、米国特許第６，６９０，０２９号明細書、特開２００４−１０７２１６号公報等に記載の置換基をもったペンタセン類、米国特許出願公開第２００３−１３６９６４号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ類等が挙げられる。
【００６０】
《縮合芳香族炭化水素環化合物》
本発明の有機半導体材料の好ましい態様のひとつとしては、縮合芳香族炭化水素環化合物（縮合した芳香族炭化水素環を有する化合物ともいう）が好ましく、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等を有する化合物が挙げられる。
【００６１】
尚、これらの環は後述する一般式（ＯＳＣ１）において、Ｒ１〜Ｒ６で表される置換基を有していてもよい。
【００６２】
《ヘテロ原子を含む縮合環化合物》
また、本発明の有機半導体材料の好ましい態様のひとつとして、ヘテロ原子を含む縮合環化合物（縮合環の構成原子としてヘテロ原子を有するという意味である。）が挙げられる。
【００６３】
該ヘテロ原子を含む縮合環化合物としては、好ましくは、分子構造中にヘテロ環を２つ以上含む化合物が好ましく、特に前記ヘテロ環がチオフェン環である化合物が好ましい化合物として挙げられる。
【００６４】
ヘテロ原子を含む縮合環化合物としては、好ましくはＮ、Ｏ及びＳから選択されたヘテロ原子を縮合環を構成する元素として含有する芳香族複素縮合環であることが好ましく、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。
【００６５】
尚、これらの環は後述する一般式（ＯＳＣ１）において、Ｒ1〜Ｒ6で表される置換基を有していてもよい。
【００６６】
《一般式（ＯＳＣ１）で表される化合物》：有機半導体材料の好ましい化合物
本発明の有機半導体材料として用いられる、縮合芳香族炭化水素環化合物やヘテロ原子を含む縮合環化合物としては、例えば、下記一般式（ＯＳＣ１）で表される化合物が好ましい。
【００６７】
【化１】
2008294342.tif 000002
【００６８】
式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素原子または置換基を表し、Ｚ1またはＺ2は、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。
【００６９】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｒ1〜Ｒ6で各々表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、イソプロペニル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基���ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、等が挙げられる。
【００７０】
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００７１】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｚ1またはＺ2で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ1〜Ｒ6で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。
【００７２】
更に、下記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物が好ましい。
【００７３】
【化２】
2008294342.tif 000003
【００７４】
式中、Ｒ7、Ｒ8は、各々水素原子または置換基を表し、Ｚ1またはＺ2は、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、ｎ１またはｎ２は０〜３の整数を表す。
【００７５】
一般式（ＯＳＣ２）において、Ｒ7またはＲ8で表される置換基は、般式（ＯＳＣ１）においてＲ1〜Ｒ6で各々表される置換基と同義である。
【００７６】
また、Ｚ1またはＺ2で表される芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、上記Ｒ1〜Ｒ6で各々表される置換基として記載されている芳香族炭化水素基、芳香族複素環基と各々同義である。
【００７７】
前記一般式（ＯＳＣ２）において、さらに、置換基Ｒ7及びＲ8が一般式（ＳＧ１）で表されることが好ましい。
【００７８】
【化３】
2008294342.tif 000004
【００７９】
式中、Ｒ9〜Ｒ11は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）またはスズ（Ｓｎ）を表す。
【００８０】
上記一般式（ＳＧ１）において、Ｒ9〜Ｒ11で表される置換基は、前記一般式（ＯＳＣ１）におけるＲ1〜Ｒ6で表される置換基と同義である。
【００８１】
以下に、前記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
【化４】
2008294342.tif 000005
【００８３】
【化５】
2008294342.tif 000006
【００８４】
【化６】
2008294342.tif 000007
【００８５】
また、本発明の有機半導体材料は、下記に示すチオフェンオリゴマーを併用していてもよい。
【００８６】
《チオフェンオリゴマー》
本発明に用いられるチオフェンオリゴマーとしては、置換基を有するチオフェン環繰り返し単位と、無置換のチオフェン環繰り返し単位が、各々少なくとも２つ以上連続している部分構造を有するチオフェンオリゴマーを含み、且つ、該チオフェンオリゴマーに含まれるチオフェン環の環数が８〜４０であるものである。前記チオフェン環の環数としては、８〜２０の範囲が好ましい。更に好ましくは、チオフェンオリゴマーが下記一般式（１）で表される部分構造を有することである。
【００８７】
上記チオフェン環はアルキル基などの置換基を有していても、また無置換のものでもよいが、分子内に置換基、特にアルキル基を有するチオフェン環が含まれることが好ましく、置換基を有するチオフェン環と無置換のチオフェン環の両者が含まれることがより好ましい。
【００８８】
更に、前記チオフェン環が２つ以上連結していることが好ましく、更に好ましくは、連結するチオフェン環の数は２〜１０である。
【００８９】
【化７】
2008294342.tif 000008
【００９０】
式中、Ｒは置換基を表す。
【００９１】
《一般式（１）で表されるチオフェンオリゴマー》
前記一般式（１）で表されるチオフェンオリゴマーについて説明する。
【００９２】
一般式（１）において、Ｒで表される置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００９３】
これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていても、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００９４】
中でも好ましい置換基は、アルキル基であり、更に好ましくは、炭素原子数が２〜２０のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数６〜１２のアルキル基である。
【００９５】
《チオフェンオリゴマーの末端基》
本発明に用いられるチオフェンオリゴマーの末端基について説明する。
【００９６】
本発明に用いられるチオフェンオリゴマーの末端基は、チエニル基をもたないことが好ましく、また、前記末端基として好ましい基としては、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）等が挙げられる。
【００９７】
《チオフェンオリゴマーの繰り返し単位の立体構造的特性》
本発明に用いられるチオフェンオリゴマーは、構造中に、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造を持たないことが好ましく、加えて、更に好ましくは、前記構造中に、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、または、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造を有することが好ましい。
【００９８】
本発明に係るＨｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造については、例えば、『π電子系有機固体』（１９９８年、学会出版センター発行、日本化学界編）２７〜３２頁、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９９８，１０，Ｎｏ．２，９３〜１１６頁等により参照出来るが、ここで、具体的に各々の構造的特徴を下記に示す。
【００９９】
【化８】
2008294342.tif 000009
【０１００】
【化９】
2008294342.tif 000010
【０１０１】
【化１０】
2008294342.tif 000011
【０１０２】
ここにおいてＲは前記一般式（１）におけるＲと同義である。
【０１０３】
以下、本発明に用いられるこれらチオフェンオリゴマーの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【０１０４】
【化１１】
2008294342.tif 000012
【０１０５】
【化１２】
2008294342.tif 000013
【０１０６】
【化１３】
2008294342.tif 000014
【０１０７】
【化１４】
2008294342.tif 000015
【０１０８】
これらのチオフェンオリゴマーの製造は、特開２００６−０２４９０８号公報の記載を参照して行うことができる。
【０１０９】
《有機半導体材料（有機半導体分子ともいう）の分子量》
本発明に係る有機半導体材料としては、半導体として機能するものであれば、どのような有機化合物を選択してもよいが、分子量１００〜５０００の範囲が好ましい。
【０１１０】
ここで、分子量は、当該業者周知の質量分析装置を用いて測定するが、分子量分布を示す化合物（オリゴマーや高分子等）の分子量（本願では、オリゴマー、高分子の分子量としては、重量平均分子量Ｍｗを用いる。）、該分子量分布の測定は、市販のＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）法などを用いて測定する。
【０１１１】
（重量平均分子量（Ｍｗ）の測定及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）について）
本発明に係る有機半導体材料の分子量は、上記のように１００〜５０００の範囲が好ましい。更に、前記有機半導体材料が、オリゴマー、高分子のように分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を有するような場合、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率（分子量分布）は、３以下であることが好ましい。
【０１１２】
本発明に係る有機半導体材料の重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）の測定は、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）をカラム溶媒として用いるＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて分子量測定を行うことができる。
【０１１３】
本発明に係る有機半導体材料の重量平均分子量（Ｍｗ）の測定について説明する。
【０１１４】
具体的には、測定試料を１ｍｇに対してＴＨＦ（脱気処理を行ったものを用いる）を１ｍｌ加え、室温下にてマグネチックスターラーを用いて撹拌を行い、充分に溶解させる。ついで、ポアサイズ０．４５μｍ〜０．５０μｍのメンブランフィルターで処理した後に、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフ）装置に注入する。
【０１１５】
ＧＰＣ測定条件は、４０℃にてカラムを安定化させ、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を毎分１ｍｌの流速で流し、１ｍｇ／ｍｌの濃度の試料を約１００μｌ注入して測定する。
【０１１６】
カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組合せや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌＧ１０００Ｈ、Ｇ２０００Ｈ、Ｇ３０００Ｈ、Ｇ４０００Ｈ、Ｇ５０００Ｈ、Ｇ６０００Ｈ、Ｇ７０００Ｈ、ＴＳＫ  ｇｕａｒｄ  ｃｏｌｕｍｎ等の組合せ等が好ましい。
【０１１７】
検出器としては、屈折率検出器（ＲＩ検出器）、あるいはＵＶ検出器が好ましく用いられる。試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレンとしては１０点程度用いることが好ましい。
【０１１８】
本発明では、下記の測定条件にて分子量測定を行った。
【０１１９】
（測定条件）
装置：東ソー高速ＧＰＣ装置  ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
カラム：ＴＯＳＯＨ  ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ  ＨＭ−Ｍ
検出器：ＲＩ及び／またはＵＶ
溶出液流速：０．６ｍｌ／分
試料濃度：０．１質量％
試料量：１００μｌ
検量線：標準ポリスチレンにて作製：標準ポリスチレンＳＴＫ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ポリスチレン（東ソー（株）製）Ｍｗ＝１００００００〜５００迄の１３サンプルを用いて検量線（校正曲線ともいう）を作成、分子量の算出に使用した。１３サンプルは、ほぼ等間隔にすることが好ましい。
【０１２０】
また、本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【０１２１】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしては公知のものを採用することができる。
【０１２２】
これらの有機半導体層の形成は、本発明においては、スピンコート、ディップコート、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法、およびＬＢ法等、またスクリーン印刷、インクジェット印刷、ブレード塗布などの溶液による塗布方法を用いて行うことができる。
【０１２３】
この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好ましい。
【０１２４】
また、これら結晶性有機半導薄膜を、有機半導体溶液を塗布する方法により作製する場合、有機半導体材料溶液を構成する溶媒としては任意の溶媒を用いることができる。例えば、炭化水素系、アルコール系、エーテル系、エステル系、ケトン系、グリコールエーテル系など広範囲の適度の蒸気圧或いは沸点を有する有機溶媒から、有機半導体薄膜を得ようとする有機半導体化合物に応じて適宜選択されるが、沸点で、６０℃〜１５０℃の範囲に常圧沸点を有する溶媒類が、前記、結晶化界面、或いは、塗布液端面における溶媒の適度な蒸発速度をもつため好ましい。
【０１２５】
例えば、ジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、トリデカンなどの脂肪族炭化水素溶媒、α−テルピネオール、また、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を好適に用いることができるが、特に、芳香族炭化水素系溶媒、例えば、トルエン、キシレン等が好ましい溶媒として挙げられる。
【０１２６】
塗布装置、また結晶化雰囲気を減圧とすれば、この制限はなくなるが、装置が大がかりとなる。
【０１２７】
本発明の製造方法によって形成される有機半導体薄膜（層）の膜厚としては、高いトランジスタ特性を得る観点から、１μｍ以下、特に１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲に調整することが好ましい。
【０１２８】
本発明の薄膜トランジスタ素子において、ソース電極またはドレイン電極は、前記無電解メッキ法により形成されるが、ソース電極およびドレイン電極のひとつはゲート電極と共に無電解メッキによらない電極であってよい。
【０１２９】
その場合、電極は公知の方法、公知の電極材料にて形成される。電極材料としては導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられる。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン（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など）も好適に用いられる。
【０１３０】
ソース電極またドレイン電極を形成する材料としては、上に挙げた中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましく、ｐ型半導体の場合は特に、白金、金、銀、ＩＴＯ、導電性ポリマーおよび炭素が好ましい。
【０１３１】
ソース電極またドレイン電極とする場合は、上記の導電性材料を含む、溶液、ペースト、インク、分散液などの流動性電極材料を用いて形成したもの、特に、導電性ポリマー、または白金、金、銀、銅を含有する金属微粒子を含む流動性電極材料が好ましい。
【０１３２】
また、溶媒や分散媒体としては、有機半導体へのダメージを抑制するため、水を６０％以上、好ましくは９０％以上含有する溶媒または分散媒体であることが好ましい。
【０１３３】
金属微粒子を含有する流動性電極材料としては、たとえば公知の導電性ペーストなどを用いても良いが、好ましくは、粒子径が１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの金属微粒子を、必要に応じて分散安定剤を用いて、水や任意の有機溶剤である分散媒中に分散した材料である。
【０１３４】
金属微粒子の材料としては、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、亜鉛等を用いることができる。
【０１３５】
このような金属微粒子の分散物の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００号公報、同１１−８０６４７号公報、同１１−３１９５３８号公報、特開２０００−２３９８５３号公報等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号公報、同２００１−５３０２８号公報、同２００１−３５２５５号公報、同２０００−１２４１５７号公報、同２０００−１２３６３４号公報などに記載されたガス中蒸発法により製造された金属微粒子の分散物である。
【０１３６】
これらの金属微粒子分散物を用いて電極を成形し、溶媒を乾燥させた後、必要に応じて１００℃〜３００℃、好ましくは、１５０℃〜２００℃の温度範囲で形状様に加熱することにより、金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有する電極パターンを形成するものである。
【０１３７】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等により、レジストを形成しエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、金属微粒子を含有する分散液等を直接インクジェット法によりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。
【０１３８】
更に、導電性ポリマーや金属微粒子を含有する導電性インク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【０１３９】
ソース電極及びドレイン電極は、特にフォトリソグラフ法を用いて形成することが好ましく、この場合、有機半導体保護層に接して層の全面に光感応性樹脂の溶液を塗布し、光感応性樹脂層を形成する。
【０１４０】
光感応性樹脂層としては、公知の感光性樹脂が使用できる。パターン露光後、光感応性樹脂層を現像してパターニング後電極形成する。ソース電極及びドレイン電極の材料として金属微粒子含有分散体を用いる場合、必要に応じて熱融着する。
【０１４１】
本発明の有機薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【０１４２】
上記皮膜の形成方法としては、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、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【０１４３】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【０１４４】
これらのうち好ましいのは大気圧プラズマ法である。尚、大気圧プラズマ法による絶縁被膜の形成は、例えば特開２００３−１７９２３４号公報等に記載されている。
【０１４５】
ゲート絶縁層が陽極酸化膜又は該陽極酸化膜と絶縁膜とで構成されることも好ましい。陽極酸化膜は封孔処理されることが望ましい。陽極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知の方法により陽極酸化することにより形成される。
【０１４６】
陽極酸化処理可能な金属としては、アルミニウム又はタンタルを挙げることができ、陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。陽極酸化処理を行なうことにより、酸化被膜が形成される。
【０１４７】
陽極酸化処理に用いられる電解液としては、多孔質酸化皮膜を形成することができるものならばいかなるものでも使用でき、一般には、硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、ホウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等あるいはこれらを２種類以上組み合わせた混酸あるいそれらの塩が用いられる。
【０１４８】
陽極酸化の処理条件は使用する電解液により種々変化するので一概に特定し得ないが、一般的には、電解液の濃度が１質量％〜８０質量％、電解液の温度５℃〜７０℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ2〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１Ｖ〜１００Ｖ、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。
【０１４９】
好ましい陽極酸化処理は、電解液として硫酸、リン酸またはホウ酸の水溶液を用い、直流電流で処理する方法であるが、交流電流を用いることもできる。これらの酸の濃度は、５質量％〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度は、２０℃〜５０℃、電流密度０．５Ａ／ｄｍ2〜２０Ａ／ｄｍ2で２０秒間〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。
【０１５０】
また、有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。
【０１５１】
有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
【０１５２】
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。
【０１５３】
ゲート絶縁層上に有機半導体を形成する場合、ゲート絶縁層表面に、任意の表面処理を施してもよい。シランカップリング剤、たとえばオクタデシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ヘキサメチルジシラザンや、アルカン燐酸、アルカンスルホン酸、アルカンカルボン酸などの自己組織化配向膜が好適に用いられる。
【０１５４】
《基板》
基板を構成する支持体材料としては、種々の材料が利用可能であり、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、紙、不織布などを用いることができるが、本発明において支持体は樹脂からなることが好ましく、例えばプラスチックフィルムシートを用いることができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【０１５５】
また、本発明の有機薄膜トランジスタ素子上には素子保護層を設けることができる。保護層としては前述した無機酸化物または無機窒化物等が挙げられ、上述した大気圧プラズマ法で形成するのが好ましい。これにより、有機薄膜トランジスタ素子の耐久性が向上する。
【０１５６】
本発明の薄膜トランジスタ素子においては、支持体がプラスチックフィルムの場合、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層、及びポリマーを含む下引き層の少なくとも一方を有することが好ましい。
【０１５７】
下引き層に含有される無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、等が挙げられる。また無機窒化物としては窒化ケイ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。
【０１５８】
それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、窒化ケイ素である。
【０１５９】
本発明において、無機酸化物及び無機窒化物から選ばれる化合物を含有する下引き層は上述した大気圧プラズマ法で形成されるのが好ましい。
【０１６０】
ポリマーを含む下引き層に用いるポリマーとしては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとビニルアルコールの共重合体、部分加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体、ポリアミド樹脂、エチレン−ブタジエン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル樹脂等のゴム系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
【実施例】
【０１６１】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１６２】
実施例１
《有機薄膜トランジスタ１の作製》：比較例
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーの表面を熱酸化することにより膜厚２００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成し、基板とした。次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を調製し、前記基板上に滴下した。滴下した液滴は熱運動しながらも溶媒が揮発し、有機半導体層（半導体膜ともいう）が形成された。
【０１６３】
このとき形成された有機半導体層（半導体膜）は、塗膜面積、塗膜位置、膜厚ともばらつきが大きく、複数のＳｉウェハーを光学顕微鏡観察したところ、別のチャネル領域と接触する層（膜）もあった。
【０１６４】
更に、この半導体膜上にニッケルマスクを用いて金を蒸着してソース電極、ドレイン電極を形成し、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのボトムゲート・トップコンタクト構成の有機薄膜トランジスタ１を作製した。
【０１６５】
《有機薄膜トランジスタ２の作製》：比較例
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーの表面を熱酸化することにより膜厚２００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成し、基板とした。次に、前記基板上にクロム、金を順次蒸着してフォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのソース電極、ドレイン電極を形成した。次いで、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を調製し、前記基板上に滴下した。
【０１６６】
滴下した液滴は、ソース電極、ドレイン電極間の溝を熱運動しながらも溶媒が揮発し、半導体膜が形成された。このとき形成された半導体膜は、塗膜面積、塗膜位置、膜厚ともばらつきが大きく、別のチャネル領域と接触する膜もあった。
【０１６７】
《有機薄膜トランジスタ３の作製》：比較例
有機薄膜トランジスタ１（比較例）の作製において、ウエハ表面を酸素プラズマ処理後、チャネルとなる領域に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）をインクジェットを用いて滴下し、１０分放置して揮発後、トルエンでよく洗浄した。
【０１６８】
この後、有機薄膜トランジスタ１（比較例）と同様に半導体層を形成したが、チャネル領域には半導体層（半導体膜ともいう）は形成されなかった。
【０１６９】
《有機薄膜トランジスタ４の作製》：比較例
有機薄膜トランジスタ１（比較例）の作製において、ウエハ表面を酸素プラズマ処理後、チャネルとなる領域に、ポリイミドの希釈溶液をインクジェットで出射し、チャネル領域を覆った後、ウエハにＨＭＤＳ（ヘキサメチルシラザン）をスピンコートし、トルエンで洗浄、その後ポリイミド膜を剥離した。
【０１７０】
この基板に比較例１同様に半導体層を形成した。半導体溶液は基板上を移動しながら溶媒が揮発し、半導体膜が形成された。この半導体膜は、有機薄膜トランジスタ１（比較例）と同様に非常にばらつきの大きい乱れた膜であった。
【０１７１】
《有機薄膜トランジスタ５の作製》：比較例
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーを基板兼ゲート電極として用意。ポリイミド（京セラ製ＣＴ４１１２）のＮ−メチルピロリドン等量希釈溶液をスピンコートを用いて塗布。この基板に、有機薄膜トランジスタ１（比較例）と同様に半導体層を形成した。
【０１７２】
半導体溶液は基板上を移動しながら溶媒が揮発し、半導体膜が形成された。この半導体膜は、有機薄膜トランジスタ１の形成時に比べ、半導体膜の均一性は改善したものの非常にばらつきの大きい乱れた膜であった。
【０１７３】
《有機薄膜トランジスタ６の作製》
本発明の有機薄膜トランジスタ６の作製を図１を用いて説明する。
【０１７４】
図１は、本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図であり、図１において、図１（ａ）〜図１（ｆ）は、有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式的断面図を示し、図１（ｃ）１〜図１（ｆ）１は、各々塗布面側から観察した作製工程の模式図を示す。
【０１７５】
工程１（図１（ａ）〜（ｃ））：長方形の凹部形状を有する基板１１の作製
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハー１の表面を熱酸化することにより膜厚２００ｎｍのＳｉＯ2層（膜ともいう）２を形成した。ここでは、ｎ型Ｓｉウェハー１と熱酸化により形成されたＳｉＯ2層２を併せて基板１１という。
【０１７６】
前記基板１１のＳｉＯ2層２の表面にエキシマレーザーとＣＦ4、Ｏ2混合ガスイオンエッチングを用いて、深さ１００ｎｍの１０ｍｍ×１００μｍの長方形の凹形状のチャネル領域２２（凹部チャネル領域２２ともいう）を形成した。図１（ｂ）において、ＳｉＯ2層２は、凹部チャネル領域２２と凸部領域を２１を有することがわかる。
【０１７７】
尚、エキシマレーザーは、ＫｒＦエキシマレーザーでエネルギー密度２７０ｍＪ／ｃｍ2、波長２４８ｎｍに調整した。
【０１７８】
工程２：図１（ｄ）〜（ｆ）：有機薄膜トランジスタの作製
次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を塗布液として調製し、前記基板１１のチャネル領域２２（凹部領域２２）を覆うように滴下し、被覆液３３を形成した。
【０１７９】
前記被覆液３３に含まれる溶媒を揮発後、工程１で形成した凹部チャネル領域２２の内部のみに有機半導体層３が形成された。
【０１８０】
更に、有機半導体層３上に、ニッケルマスクを用いて金を蒸着してソース電極４、ドレイン電極５を各々形成し、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのボトムゲート・トップコンタクト型構成の有機薄膜トランジスタ６（電界効果型トランジスタ）を作製した。
【０１８１】
《有機薄膜トランジスタ７の作製》
本発明の有機薄膜トランジスタ７の作製を図２を参照しながら説明する。
【０１８２】
図２は、本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図であり、図２において、図２（ａ）〜図２（ｄ）は、有機薄膜トランジスタの作製工程の模式的断面図を示し、図２（ｂ）１〜図２（ｄ）１は、各々塗布面側から観察した作製工程の模式図を示す。
【０１８３】
工程１（図２（ａ））：基板１１の作製
有機薄膜トランジスタ６の作製において、工程１（図１（ａ）、（ｂ））と同様にして、本発明の有機薄膜トランジスタ７に用いる、ｎ型Ｓｉウェハー１と熱酸化により形成されたＳｉＯ2層２を有する基板１１を作製した。
【０１８４】
工程２（図２（ｂ））：凹部チャネル領域２２、ソース電極４、ドレイン電極５形成
前記基板１１の表面にエキシマレーザーとＣＦ4、Ｏ2混合ガスイオンエッチングを用いて、深さ１００ｎｍの１０ｍｍ×１００μｍの長方形の凹形状のチャネル領域２２（凹部チャネル領域２２ともいう）を形成した後、前記基板１１上にクロム、金を順次蒸着してフォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのソース電極４、ドレイン電極５を各々形成した。
【０１８５】
工程３（図３（ｃ）、（ｄ））：有機薄膜トランジスタの形成
次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を調製し、前記基板１１の凹部チャネル領域２２に滴下した。
【０１８６】
滴下した液滴は、溶媒の揮発とともに長方形の凹形状のチャネル領域２２内に収まり、チャネル領域２２内に有機半導体層３が形成され、ボトムゲート・ボトムコンタクト型構成の有機薄膜トランジスタ７を得た。
【０１８７】
《有機薄膜トランジスタ８の作製》：実施例
本発明の有機薄膜トランジスタ８の作製を図３を参照しながら説明する。
【０１８８】
図３は、本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図であり、図３において、図３（ａ）〜図２（ｅ）は、有機薄膜トランジスタの作製工程の模式的断面図を示し、図３（ｂ）１〜図２（ｄ）１は、各々塗布面側から観察した作製工程の模式図を示す。
【０１８９】
工程１（図３（ａ））：基板１１の作製
有機薄膜トランジスタ６の作製において、工程１（図１（ａ）、（ｂ））と同様にして、本発明の有機薄膜トランジスタ７に用いる、ｎ型Ｓｉウェハー１と熱酸化により形成されたＳｉＯ2層２を有する基板１１を作製した。
【０１９０】
工程２（図３（ｂ））：凹部チャネル領域２２の形成
基板１１の表面にエキシマレーザーとＣＦ4、Ｏ2混合ガスイオンエッチングを用いて、深さ１００ｎｍの１０ｍｍ×１００μｍの長方形の凹形状のチャネル領域２２（凹部チャネル領域２２ともいう）を形成した。
【０１９１】
工程３（図３（ｃ）、（ｄ））：有機半導体層３の形成
次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を塗布液として調製し、前記基板１１のチャネル領域２２（凹部領域２２）を覆うように滴下し、被覆液３３を形成した。
【０１９２】
前記被覆液３３に含まれる溶媒を揮発後、工程１で形成した凹部チャネル領域２２の内部のみに有機半導体層３が形成された。
【０１９３】
工程４（図３（ｅ））：ソース電極４、ドレイン電極５の形成
更に、この半導体膜上にニッケルマスクを用いて金を蒸着してソース電極４、ドレイン電極５を各々形成し、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのボトムゲート・トップコンタクト構成の有機薄膜トランジスタ８を得た。
【０１９４】
《有機薄膜トランジスタ９の作製》
本発明の有機薄膜トランジスタ９の作製を図４を参照しながら説明する。
【０１９５】
図４は、本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図であり、図４において、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、有機薄膜トランジスタの作製工程の模式的断面図を示し、図４（ｂ）１〜図４（ｄ）１は、各々塗布面側から観察した作製工程の模式図を示す。
【０１９６】
工程１（図４（ａ））：基板１１の作製
有機薄膜トランジスタ６の作製において、工程１（図１（ａ）、（ｂ））と同様にして、本発明の有機薄膜トランジスタ７に用いる、ｎ型Ｓｉウェハー１と熱酸化により形成されたＳｉＯ2層２を有する基板１１を作製した。
【０１９７】
工程２（図４（ｂ））：凹部チャネル領域２２、ソース電極４、ドレイン電極５形成
前記基板１１の表面にエキシマレーザーとＣＦ4、Ｏ2混合ガスイオンエッチングを用いて、深さ１００ｎｍの１０ｍｍ×１００μｍの長方形の凹形状のチャネル領域２２（凹部チャネル領域２２ともいう）を形成した後、前記基板１１上にクロム、金を順次蒸着してフォトリソグラフィー法でパターニングすることにより、チャネル長２０μｍ、チャネル幅１００μｍのソース電極４、ドレイン電極５を各々形成した。
【０１９８】
工程３（図４（ｃ）、（ｄ））：有機薄膜トランジスタの形成
次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を調製し、前記基板１１の凹部チャネル領域２２に滴下した。
【０１９９】
滴下した液滴は、溶媒の揮発とともに長方形の凹形状のチャネル領域２２内に収まり、チャネル領域２２内に有機半導体層３が形成され、ボトムゲート・ボトムコンタクト型構成の有機薄膜トランジスタ９を得た。
【０２００】
《有機薄膜トランジスタ１０の作製》：絶縁層凹部チャネ領域表面処理
本発明の有機薄膜トランジスタ６の作製において、基板１１のＳｉＯ2層２（絶縁層膜）表面に凹部チャネル領域２２、凸部領域２１を形成後、ウエハ表面を酸素プラズマ処理し、凹部チャネル領域２２に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）をインクジェットを用いて滴下し、１０分放置して揮発後、トルエンで洗浄する工程を追加した以外は同様にして、ボトムゲート・トップコンタクト構成の有機薄膜トランジスタ１０を作製した。
【０２０１】
《有機薄膜トランジスタ１１の作製》：絶縁層凸部領域表面処理
本発明の有機薄膜トランジスタ６の作製において、基板１１のＳｉＯ2層２（絶縁層膜）表面に凹部チャネル領域２２、凸部領域２１を形成後、ウエハ表面を酸素プラズマ処理し、チャネル領域２２にポリイミドの希釈溶液をインクジェットで出射し、チャネル領域を覆った後、ウエハにＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）をスピンコートし、トルエンで洗浄、その後ポリイミド膜を剥離する工程を設けた以外は同様にして、ボトムゲート・トップコンタクト構成の有機薄膜トランジスタ１１を作製した。
【０２０２】
《有機薄膜トランジスタ１２の作製》
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーを基板兼ゲート電極として用意。ポリイミド（京セラ製ＣＴ４１１２）と、Ｎ−メチルピロリドン等量希釈溶液をスピンコートを用いて塗布。この基板に比較例１同様に半導体層を形成した。この絶縁膜中のチャネルとなる領域にインクジェットを用いてＮ−メチルピロリドン溶液を出射し強流量の窒素ガスを噴射するサイクルを同位置で５回行なうことにより、出射た位置のポリイミド膜が微量溶解し、凹形状を形成することができる。
【０２０３】
その後、加熱硬化し、次いで形成された凹部にテトラリン、トルエン、を順次出射することにより、絶縁膜表面に凹凸を形成した。
【０２０４】
その後、有機薄膜トランジスタ６（本発明）と同様に、有機薄膜トランジスタ１２を作製した。
【０２０５】
《有機薄膜トランジスタ１３の作製》
ガラス基板にエキシマレーザーを用いて、深さ３μｍの６０μｍ×２００μｍの長方形の凹形状を形成した。次に凹部の底面に、銀インクを出射してゲート電極とした。
【０２０６】
この基板にポリイミド（京セラ製ＣＴ４１１２）と、Ｎ−メチルピロリドン等量希釈溶液をスピンコートを用いて塗布したところ段差が１００ｎｍの凹部領域、凸部領域が形成された。
【０２０７】
次に、有機半導体材料ＯＳＣ（１）の０．１質量％トルエン溶液を調製し、前記基板の凹部領域を覆うように滴下した。溶媒揮発後、前工程で形成した凹部領域の内部のみに有機半導体層（半導体膜ともいう）が形成された。
【０２０８】
更に、得られた有機半導体層上にニッケルマスクを用いて金を蒸着してソース電極、ドレイン電極を形成し、チャネル長２０ｍ、チャネル幅１００μｍのボトムゲート・トップコンタクト構成の有機薄膜トランジスタ１３を作製した。
【０２０９】
《有機薄膜トランジスタ１４の作製》
有機薄膜トランジスタ１３の作製において、ガラス基板の代わりに、ＰＥＴを用いた以外は同様にして有機薄膜トランジスタ１４を作製した。
【０２１０】
《有機薄膜トランジスタ１〜１４の評価》
得られた比較の有機薄膜トランジスタ素子１〜５、本発明の有機薄膜トランジスタ素子６〜１４の各々について、成膜安定性を目視評価した。成膜安定性の評価は、下記のような３段階評価を行った。
【０２１１】
《成膜安定性（成膜性ともいう）》
◎：チャネル領域内の１００％が成膜領域であった、
○：チャネル領域内の８０％以上が成膜領域であった、
×：チャネル領域内の成膜領域が８０％未満であった、
得られた結果を下記の表１に示す。
【０２１２】
【表１】
2008294342.tif 000016
【０２１３】
尚、表１において、〈１〉は、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）により、絶縁膜処理を付与したことを示す。
【０２１４】
表１から、比較の薄膜トランジスタ素子に比べて、本発明の有機薄膜トランジスタ素子６〜１４は、優れた成膜安定性を示していることが判る。
【０２１５】
実施例２
《有機薄膜トランジスタシート（有機ＴＦＴシートともいう）の作製》
図５は、実施例１に記載の、本発明の有機薄膜トランジスタを用いて、液晶、電気泳動素子等の出力素子様に構成された有機ＴＦＴシートの概略等価回路図の１例を示したものである。
【０２１６】
有機薄膜トランジスタシート４０（有機ＴＦＴシート４０）はマトリクス配置された多数の有機ＴＦＴ素子４１を有する。４７は各有機ＴＦＴ素子４１のゲートバスラインであり、４８は各有機ＴＦＴ素子４１のソースバスラインである。
【０２１７】
各有機ＴＦＴ素子４１のソース電極には、例えば、液晶、電気泳動素子等の出力素子４２が接続され、表示装置における画素を構成する。
【０２１８】
画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。４３は蓄積コンデンサ、４４は垂直駆動回路、４５は水平駆動回路である。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の有機薄膜トランジスタの作製工程の一例を示す模式図である。
【図５】有機ＴＦＴシートの概略等価回路図の１例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０２２０】
１  ｎ型Ｓｉウェハー
２  ＳｉＯ2層
３  有機半導体層
４  ソース電極
５  ドレイン電極
１１  基板
２１  絶縁層の凸部領域
２２  チャネル形成領域
３３  被覆液
４０  有機ＴＦＴシート
４１  有機ＴＦＴ
４２  出力素子
４３  蓄積コンデンサ
４４  垂直駆動回路
４５  水平駆動回路
【図１】
2008294342.tif 000017
【図２】
2008294342.tif 000018
【図３】
2008294342.tif 000019
【図４】
2008294342.tif 000020
【図５】
2008294342.tif 000021