(57)【要約】【課題】極性又は無極性溶媒に対して優れた溶解性を有し、かつ、優れた導電性を有する超分岐高分子等を提供する。【解決手段】  本発明の超分岐高分子は、コア３２と、コア３２に結合した少なくとも１つの超分岐構造単位３４とを備え、導電性を有している。本発明の超分岐高分子は、自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａ、および、親水性または疎水性を有する第２原子団Ｂを有し、かつ、第２原子団は少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアに結合した少なくとも１つの超分岐構造単位とを備え、導電性を有する超分岐高分子であって、
自己組織化機能を誘起する第１原子団、および、親水性または疎水性を有する第２原子団を有し、かつ、前記第２原子団は前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している、超分岐高分子。
【請求項２】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は前記コアに共有結合している、請求項１に記載の超分岐高分子。
【請求項３】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に共有結合している前記第２原子団を有する、請求項１または２に記載の超分岐高分子。
【請求項４】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合した前記第１原子団および前記第２原子団を有する、請求項１から３のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項５】
前記コアは前記第１原子団を有する、請求項１から４のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項６】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は複数の超分岐構造単位であって、
前記複数の超分岐構造単位は第１超分岐構造単位および第２超分岐構造単位を含み、
前記第１超分岐構造単位の最外殻には、前記第１原子団および前記第２原子団のうち前記第１原子団のみが選択的に結合されており、かつ、
前記第２超分岐構造単位の最外殻には、前記第１原子団および前記第２原子団のうち前記第２原子団のみが選択的に結合されている、請求項１から５のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項７】
前記第１原子団と前記第２原子団とは互いに異なる原子団である、請求項１から６のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項８】
前記コアは、金属錯体、トリフェニレン、トリフェニルアミン、トリフェニレンの誘導体、およびトリフェニルアミンの誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項９】
前記コアは金属フタロシアニンを含む、請求項８に記載の超分岐高分子。
【請求項１０】
前記第２原子団は疎水性を有し、
前記第２原子団は、アルキル基（Ｃの数は１２以上）、アルコキシル基（Ｃの数は１２以上）、およびトリフェニルアミン誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む、請求項９に記載の超分岐高分子。
【請求項１１】
前記第２原子団は親水性を有し、
前記第２原子団は、水酸基、カルボキシル基、およびアミノ基からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含み、
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している前記第１原子団を有する、請求項９に記載の超分岐高分子。
【請求項１２】
前記コアはトリフェニレンを含む、請求項８に記載の超分岐高分子。
【請求項１３】
前記第２原子団は疎水性を有し、
前記第２原子団は、アルキル基、アルコキシル基、およびトリフェニルアミン誘導体、からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含み、
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している前記第１原子団を有する、請求項１２に記載の超分岐高分子。
【請求項１４】
前記第１原子団は、カルボキシル基、アミノ基、メソゲン、ＤＮＡ塩基、電子供与体、電子受容体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む、請求項１１または１３に記載の超分岐高分子。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は、フルオレン、フルオレンの誘導体、フェニレンビニレン、およびフェニレンビニレン誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む、請求項８から１４のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は、世代数が２以上５以下のデンドリマー構造単位を有する、請求項１から１５のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項１７】
デンドリマーである、請求項１から１６のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項１８】
前記コアと前記少なくとも１つの超分岐構造単位とがπ共役系を形成する、請求項１から１７のいずれかに記載の超分岐高分子。
【請求項１９】
少なくとも第１超分岐高分子および第２超分岐高分子を有し、
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子は、請求項１から１８のいずれかに記載の超分岐高分子である、超分岐高分子組成物。
【請求項２０】
前記第１超分岐高分子は、前記最外殻に電子供与体を有し、かつ、
前記第２超分岐高分子は、前記最外殻に電子受容体を有する、請求項１９に記載の超分岐高分子組成物。
【請求項２１】
前記第１超分岐高分子は、前記最外殻にＤＮＡ塩基対の一方を有し、かつ、
前記第２超分岐高分子は、前記最外殻に前記ＤＮＡ塩基対の他方を有する、請求項１９に記載の超分岐高分子組成物。
【請求項２２】
少なくとも第１超分岐高分子および第２超分岐高分子を有し、
前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子は、請求項１から１８のいずれかに記載の超分岐高分子であり、
前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間に自己組織化構造が形成されている、高分子構造体。
【請求項２３】
前記自己組織化構造は二次元的な構造を含む、請求項２２に記載の高分子構造体。
【請求項２４】
前記自己組織化構造は三次元的な構造を含む、請求項２２または２３に記載の高分子構造体。
【請求項２５】
前記自己組織化構造は、前記第１超分岐高分子の前記第１原子団と前記第２超分岐高分子の前記第１原子団との間の非共有性相互作用によって形成された構造を含む、請求項  ２２から２４のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項２６】
室温条件における溶媒に対する溶解性が１０ｗｔ％以上、かつ、キャリア移動度が１０-1ｃｍ2／Ｖｓ以上である、請求項２２から２５のいずれかに記載の高分子構造体。
【請求項２７】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた有機層と、前記有機層に電界を印加するための第３電極とを備えるトランジスタであって、
前記有機層は、請求項２２から２６のいずれかに記載の高分子構造体を含む、トランジスタ。
【請求項２８】
請求項２２から２６のいずれかに記載の高分子構造体を含む、電子デバイス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超分岐高分子、超分岐高分子を有する超分岐高分子組成物および高分子構造体、ならびに高分子構造体を用いた電子デバイス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）に代表されるアクティブ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＣＲＴと同等以上の高画質、ＣＲＴよりも低消費電力で省スペースという利点を有するため、近年、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、ワークステーション等のモニタや液晶テレビ等に利用されている。しかし、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＣＲＴと比較して価格が高いという問題があるため、更なる普及のために、一層の低価格化が求められている。
【０００３】
また、最近では有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ、ＯＬＥＤ）の発光素子についてもアクティブ素子を用いて駆動させるアクティブマトリクス有機ＥＬの開発が盛んであり、有機ＥＬのアクティブ素子においても低価格化が求められている。
【０００４】
低価格化の手法の一つとして、有機薄膜半導体を用いた薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）のうち、例えば電界効果型トランジスタ（有機ＦＥＴ）をアクティブ素子に適用することが挙げられる。
【０００５】
一般的な有機ＴＦＴは、ガラス等の透明基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体膜の構成からなる。ゲート電極への印加電圧を変化させることで、ゲート絶縁層と有機半導体膜の界面の電荷量を調節し、ソース電極―有機半導体膜―ドレイン電極間を流れる電流値を変化させ、スイッチングを行う（有機ＦＥＴ）。
【０００６】
現行のアモルファスシリコンやポリシリコンＴＦＴはドライプロセスで作製される。例えば絶縁層や半導体層はプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法で作製され、電極はスパッタリング法で作製される。ＣＶＤ装置やスパッタ装置は高額であり、ＣＶＤ法は２３０度〜３５０度の高温条件を必要とし、クリーニング等の保守を頻繁に行う必要がある。したがって、現行のアモルファスシリコンやポリシリコンＴＦＴは、スループットが低いという問題を有している。
【０００７】
これに対して有機ＴＦＴは、塗布法インクジェットやインクジェット法等のウエットプロセスで作製可能である。塗布装置やインクジェット装置等はＣＶＤ装置やスパッタ装置と比較して安価であり、成膜温度が低く、メンテナンスが簡単である。従って、液晶表示素子や有機ＥＬ等の表示素子に有機ＦＥＴを適用すれば、大幅な低コスト化を実現できる。
【０００８】
ここで、導電性高分子は一般に剛直で不溶性であるが、分子内にアルキル基やアルコキシド基等を導入することによって溶媒に対する溶解性が高められる。
【０００９】
例えば特許文献１は、ポリチオフェンやポリチオフェン誘導体を用いて有機ＴＦＴを作製することを開示している。ポリチオフェンやポリチオフェン誘導体、チオフェンオリゴマーを用いた有機半導体は、電解重合法や溶液塗布法等で、容易に薄膜状にできるなど成形性に優れている。
【特許文献１】特開昭６３−７６３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１の有機ＴＦＴは、キャリア移動度が低く、電流‐電圧特性におけるオン／オフ比も小さい。
【００１１】
すなわち、従来の導電性高分子は、溶媒に対して比較的高い溶解性を有し得るが、分子配向性に乏しいため、現状のアモルファスシリコンを用いたＴＦＴに比べて導電性及び電流−電圧特性がオーダーで低い。したがって、従来の導電性高分子を用いて作成されたＴＦＴは実用性に乏しいという問題がある。
【００１２】
本発明は上記の諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、極性又は無極性溶媒に対して優れた溶解性を有し、かつ、優れた導電性を有する高分子、およびそれを用いた電子デバイス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の超分岐高分子は、コアと、前記コアに結合した少なくとも１つの超分岐構造単位とを備え、導電性を有する超分岐高分子であって、自己組織化機能を誘起する第１原子団、および、親水性または疎水性を有する第２原子団を有し、かつ、前記第２原子団は前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合しておりこれにより上記の課題が解決される。
【００１４】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は前記コアに共有結合していることが好ましい。
【００１５】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に共有結合している前記第２原子団を有することが好ましい。
【００１６】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合した前記第１原子団および前記第２原子団を有していてもよい。
【００１７】
前記コアは前記第１原子団を有していてもよい。
【００１８】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は複数の超分岐構造単位であって、前記複数の超分岐構造単位は第１超分岐構造単位および第２超分岐構造単位を含み、前記第１超分岐構造単位の最外殻には、前記第１原子団および前記第２原子団のうち前記第１原子団のみが選択的に結合されており、かつ、前記第２超分岐構造単位の最外殻には、前記第１原子団および前記第２原子団のうち前記第２原子団のみが選択的に結合されていてもよい。
【００１９】
前記第１原子団と前記第２原子団とは互いに異なる原子団であってもよい。
【００２０】
前記コアは、例えば、金属錯体、トリフェニレン、トリフェニルアミン、トリフェニレンの誘導体、およびトリフェニルアミンの誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む。
【００２１】
ある実施形態では、前記コアは金属フタロシアニンを含む。
【００２２】
ある実施形態では、前記第２原子団は疎水性を有し、前記第２原子団は、アルキル基（Ｃの数は１２以上）、アルコキシル基（Ｃの数は１２以上）、およびトリフェニルアミン誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む。
【００２３】
ある実施形態では、前記第２原子団は親水性を有し、前記第２原子団は、水酸基、カルボキシル基、およびアミノ基からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含み、ある実施形態では、前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している前記第１原子団を有する。
【００２４】
ある実施形態では、前記コアはトリフェニレンを含む。
【００２５】
ある実施形態では、前記第２原子団は疎水性を有し、前記第２原子団は、アルキル基、アルコキシル基、およびトリフェニルアミン誘導体、からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの超分岐構造単位の最外殻に結合している前記第１原子団を有する。
【００２６】
前記第１原子団は、例えば、カルボキシル基、アミノ基、メソゲン、ＤＮＡ塩基、電子供与体、電子受容体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む。
【００２７】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は、例えばフルオレン、フルオレンの誘導体、フェニレンビニレン、およびフェニレンビニレン誘導体からなる群のうちから選択された少なくとも１つを含む。
【００２８】
前記少なくとも１つの超分岐構造単位は、世代数が２以上５以下のデンドリマー構造単位を有することが好ましい。
【００２９】
超分岐高分子は、デンドリマーであることが好ましい。
【００３０】
前記コアと前記少なくとも１つの超分岐構造単位とがπ共役系を形成することが好ましい。
【００３１】
本発明の超分岐高分子組成物は、少なくとも第１超分岐高分子および第２超分岐高分子を有し、前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子は、上記に記載の超分岐高分子であり、これにより上記の課題が解決される。
【００３２】
前記第１超分岐高分子は、前記最外殻に電子供与体を有し、かつ、前記第２超分岐高分子は、前記最外殻に電子受容体を有していてもよい。
【００３３】
前記第１超分岐高分子は、前記最外殻にＤＮＡ塩基対の一方を有し、かつ、前記第２超分岐高分子は、前記最外殻に前記ＤＮＡ塩基対の他方を有していてもよい。
【００３４】
本発明の高分子構造体少なくとも第１超分岐高分子および第２超分岐高分子を有し、  前記第１超分岐高分子および前記第２超分岐高分子は上記に記載の超分岐高分子であり、前記第１超分岐高分子と前記第２超分岐高分子との間に自己組織化構造が形成されており、これにより上記の課題が解決される。
【００３５】
前記自己組織化構造は二次元的な構造を含んでいてもよい。
【００３６】
前記自己組織化構造は三次元的な構造を含んでいてもよい。
【００３７】
前記自己組織化構造は、前記第１超分岐高分子の前記第１原子団と前記第２超分岐高分子の前記第１原子団との間の非共有性相互作用によって形成された構造を含んでいてもよい。
【００３８】
室温条件における溶媒に対する溶解性が１０ｗｔ％以上、かつ、キャリア移動度が１０-1ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００３９】
好ましい実施形態において、本発明のトランジスタは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた有機層と、前記有機層に電界を印加するための第３電極とを備えるトランジスタであって、前記有機層は、上記に記載の高分子構造体を含む。
【００４０】
好ましい実施形態において、本発明の電子デバイス素子は、上記に記載の高分子構造体を含む。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の超分岐高分子は、従来の導電性高分子に比べて、極性又は無極性溶媒に対して優れた溶解性を有し、かつ、優れた導電性を備える。本発明の超分岐高分子を用いることにより、従来よりも電気的特性に優れた電子デバイス素子を低コストで作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施形態１）
本発明は、デンドリマーなどの超分岐高分子の分子構造とその溶解性との関係を種々検討した結果得られた知見に基づいている。自己組織化機能を誘起する原子団（第１原子団という。）とともに、溶解性を高める原子団（第２原子団という。）を最外殻に有する超分岐高分子は、溶解性に優れ、かつ、超分岐高分子構造体を形成した際の電気的特性に優れる。
【００４３】
なお、本明細書において、「導電性」とは、導体および半導体の性質を含む。
【００４４】
ここでいう「超分岐高分子」はデンドリマーおよびハイパーブランチポリマーを含む。超分岐高分子は、コアとコアに結合した少なくとも１つの超分岐構造単位とから構成される。コアと超分岐構造単位との結合は、典型的には共有結合であるが、水素結合や配位結合であってもよい。
【００４５】
「超分岐構造単位」は、デンドリマー構造単位やハイパーブランチポリマー構造単位を含む。デンドリマー構造単位は、規則的な繰り返し分岐構造を有している。一方、ハイパーブランチポリマー構造単位は、繰り返し分岐構造の規則性がデンドリマー構造単位ほど精密でなく、分子量や分岐度の異なる不規則な繰り返し分岐構造を有している。なお、デンドリマーやハイパーブランチポリマーについては、例えば、清水  洋，液晶，第６巻，第２号，（２００２）１４７頁−１５９頁、柿本雅明，化学，５０巻，６０８頁（１９９５）、および高分子，Ｖｏｌ．４７，ｐ．８０４（１９９８）に記載されている。
【００４６】
超分岐構造単位は、任意の形状の分岐構造を有するものである。超分岐構造単位は、１つの樹木状分岐の開始点を有する。超分岐構造単位が有する分岐点の数に制限は無く、樹木状分岐の開始点のみを分岐点とした構造であってもよい。本明細書における超分岐高分子は、超分岐構造単位を少なくとも１つ有すれば良いが、コアに結合した複数の超分岐構造単位（例えば３個または４個）を有することが好ましい。複数の超分岐構造単位は互いに異なるものであっても良いが、構造の対称性の観点から、同じものであることが好ましい。
【００４７】
また、本発明の実施形態の超分岐高分子は超分岐構造単位を有する限り、その分岐構造に制限は無いが、分子構造の対称性の観点からデンドリマーであることが好ましい。超分岐高分子がデンドリマーの場合、その世代数に特に制限はないが、世代数は２〜５が好ましく、さらに好ましくは４〜５である。なお、デンドリマーの世代とは、規則的な分岐の次数を示すものである。デンドリマーが有する超分岐構造単位の繰り返し単位は、デンドロンと呼ばれる。
【００４８】
本発明の実施形態の超分岐高分子は、超分岐構造単位およびコアの少なくとも一方に導電性を有する原子団が導入されることにより、導電性を備える。コアと超分岐構造単位とがπ共役系を形成していれば、より導電性を高くできるので好ましい。
【００４９】
超分岐構造単位の最外殻（超分岐高分子の最外殻とも言う）は、超分岐構造単位の一番外側の領域を言う。超分岐高分子の最外殻の構造は、溶媒等の他の分子との分子間相互作用に直接的に影響する。
【００５０】
本発明の実施形態の超分岐高分子は、自己組織化機能を誘起する第１原子団、および、親水性または疎水性を有する第２原子団を備えており、第２原子団は、超分岐構造単位の最外殻に結合している。
【００５１】
ここで、自己組織化機能を誘起する第１原子団とは、複数の超分岐高分子の間に自己組織化構造が形成されるのを誘起する原子団をいう。自己組織化構造は、非共有結合的相互作用によって形成される。非共有結合的相互作用には、水素結合、ファンデアワールス力、永久双極子間相互作用、永久双極子−誘起双極子相互作用、一時双極子−誘起双極子間相互作用、電荷移動力（電子供与体と電子受容体との間の相互作用）、配位結合、静電相互作用、親和性（疎水性相互作用）等の化学共有結合以外の非共有性相互作用が含まれる。ただし、自己組織化機能を誘起する第１原子団は、上記に示した非共有性相互作用のうち、特に、水素結合、電荷移動力、および静電相互作用等の強い相互作用によって形成される自己組織化構造を誘起する原子団であることが好ましい。複数の超分岐高分子の間に強い相互作用による自己組織化構造を形成できれば、複数の超分岐高分子間における分子配向性が高められ、キャリアの移動がよりスムーズに起こり、移動速度を速くすることが可能となる。結果として、高い導電性を発現できる。
【００５２】
自己組織化機能を誘起する第１原子団は、超分岐高分子のコアおよび最外殻のいずれか、または両方に導入される。コアおよび／または最外殻が第１原子団を有するのに加えて、超分岐構造単位が自己組織化機能を誘起する原子団を有していてもよい。この場合、超分岐構造単位が有する自己組織化機能を誘起する原子団は、上記に示した非共有性相互作用のうち、双極子間相互作用や、ファンデアワールス力などの比較的弱い相互作用によって形成される自己組織化構造を誘起する原子団で充分足りる。
【００５３】
親水性または疎水性を有する第２原子団とは、極性溶媒または無極性溶媒に対する溶解性を高めることのできる原子団をいう。親水性を有する原子団は極性溶媒と混じりやすいので、超分岐高分子が親水性を有する原子団を有していれば、極性溶媒に対する超分岐高分子の溶解性を高めることができる。一方、疎水性を有する原子団は無極性溶媒と混じりやすいので、超分岐高分子が疎水性を有する原子団を有していれば、無極性溶媒に対する超分岐高分子の溶解性を高めることができる。
【００５４】
この親水性または疎水性を有する第２原子団は、超分岐高分子の最外殻に結合される。最外殻は超分岐構造単位の一番外側の領域であり、最外殻の構造は、溶媒等の他の分子との分子間相互作用に直接的に影響するため、超分岐高分子の溶解度はこの最外殻の構造によって決まる。
【００５５】
本発明の実施形態の超分岐高分子は、極性または無極性溶媒に対する溶解性と導電性との両方に優れるため、例えばＦＥＴの半導体薄膜に好適に用いられる。最外殻の原子団の選択により、極性溶媒か無極性溶媒かにかかわらず、所望の溶媒に超分岐高分子を溶解させることができるため、ＣＶＤ方法等に比べて製造コストの低いスピンコーティング法、ディッピング法、キャスティング法、印刷法及びインクジェット法等のウェット法を用いて成膜可能である。
【００５６】
次に、本発明の実施形態の超分岐高分子を具体的に説明する。本発明の実施形態の超分岐高分子は、その構造に基づいて下記に示す３タイプに分類できる。
【００５７】
タイプ１の超分岐高分子は、図１（ａ）に示す超分岐高分子３０のように、コア３２が自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有し、最外殻３４が親水性または疎水性を有する第２原子団Ｂを有している。これに対して、タイプ２の超分岐高分子は、図２（ａ）および図３（ａ）に示す超分岐高分子４０および超分岐高分子５０のように、最外殻４６および５６が、自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａと親水性または疎水性を有する第２原子団Ｂとの両方を有している。タイプ１とタイプ２との両方の特徴を有する超分岐高分子が、タイプ３の超分岐高分子である。すなわちタイプ３の超分岐高分子は、コアが自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有し、最外殻が第１原子団Ａと第２原子団Ｂとを有する。
【００５８】
以下、タイプ１およびタイプ２の超分岐高分子の構造をより詳細に説明する。
【００５９】
まず、タイプ１の超分岐高分子３０を説明する。
【００６０】
タイプ１では、コア３２が自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有する。この原子団Ａはコアに導電性を付与する原子団であってもよい。自己組織化機能を誘起し、かつ、導電性を有する原子団としては、例えば、金属フタロシアニンやポルフィリン類に代表される金属錯体、トリフェニレン及びその誘導体、トリフェニルアミン及びその誘導体が好適に用いられる。なお、超分岐構造単位が導電性を担う場合には、コアが導電性を有する必要がないので、専ら自己組織化機能を誘起する原子団でコアを構成してもよい。
【００６１】
超分岐構造単位３４は導電性を有する原子団を含むことが好ましい。また、この導電性を有する原子団が、自己組織化機能を誘起する機能（分子配向性）を有していることがより好ましい。本タイプ１の構造では、コア３２が自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有しているので、超分岐構造単位３４が自己組織化機能を誘起する機能を有する必要はないが、超分岐構造単位３４が導電性と、分子配向性自己組織化機能を誘起する機能との両方を備えている場合、分子間相互作用が誘起されて分子配向性が向上するので、より高い導電性を実現することができるという利点がある。導電性と、自己組織化機能を誘起する機能とを兼ね備えている原子団としては、フルオレン及びその誘導体、あるいはフェニレンビニレン（ＰＶ）及びＰＶ誘導体が挙げられる。自己組織化機能を誘起する機能は有しないが、導電性を有する原子団としては、チオフェン、アニリン、ピロール及びそれらの誘導体が挙げられる。
【００６２】
最外殻３６に結合される第２原子団Ｂは、使用する溶媒の極性に応じて、溶媒に対して高い溶解性を示す原子団が選択される。具体的には、水酸基、カルボキシル基、およびアミノ基等は極性溶媒に対して高い溶解性を示すため、最外殻に導入することにより、超分岐高分子の極性溶媒に対する溶解性を高くすることができる。一方、アルキル基、アルコキシル基、およびトリフェニルアミン誘導体等は無極性溶媒に対して高い溶解性を示すため、最外殻に導入することにより、超分岐高分子の無極性溶媒に対する溶解性を高くすることができる。上記アルキル基およびアルコキシル基が有する好ましい炭素数は、超分岐高分子の構造にも依存するが、例えば１２以上であることが好ましい。なお、カルボキシル基やトリフェニルアミン誘導体は、溶媒に対して高い溶解性を示す機能だけでなく、高分子間の相互作用を誘起する機能を兼ね備えているため、これらの原子団を最外殻に用いた場合、超分岐高分子間に自己組織化構造をより容易に形成できるという利点が得られる。
【００６３】
タイプ１の超分岐高分子３０は、図１（ｂ）に模式的に示す高分子構造体３８を形成する。超分岐高分子３０は、コア３２が自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有しているので、コア３２間に働く非共有結合的相互作用によって自己組織化構造が形成される。複数の超分岐高分子３０は例えば、ある方向から見た場合にコア３２同士が互いに重なるように積層される。この高分子構造体３８が有する自己組織化構造は、三次元的な構造である。
【００６４】
なお、本明細書では、複数の超分岐高分子間に形成された自己組織化構造を有する組成物を「超分岐高分子構造体」とし、これと区別して、上記自己組織化構造を必要としない複数の超分岐高分子を含む組成物を「超分岐高分子組成物」という。
【００６５】
次にタイプ２の超分岐高分子４０（図２（ａ））、および超分岐高分子５０（図３（ａ））を説明する。
【００６６】
図２（ａ）に示した超分岐高分子４０では、超分岐構造単位４４と最外殻４６に導入される原子団（第１原子団Ａおよび第２原子団Ｂ）との結合関係を示していない。すなわち、複数の超分岐構造単位４４のそれぞれの最外殻４６に第１原子団Ａと第２原子団Ｂとが導入されているものを含む。これに対し、図３（ａ）に示したタイプ２の超分岐高分子５０は、第１原子団Ａを有する超分岐構造単位５４ａと、第２原子団Ｂを有する超分岐構造単位５４ｂとを有している。
【００６７】
すなわち、超分岐高分子５０では、超分岐構造単位５４ａの末端に結合している最外殻５６は、第１原子団Ａおよび第２原子団Ｂのうち第１原子団Ａのみを選択的に有しているのに対し、超分岐構造単位５４ｂの末端に配置する最外殻５６は、第１原子団Ａおよび第２原子団Ｂのうち第２原子団Ｂのみを選択的に有している。
【００６８】
タイプ２の超分岐高分子４０、５０では、コア４２、５２は、例えば導電性を有する原子団で構成される。
【００６９】
タイプ２の超分岐高分子４０、５０では、コア４２、５２に重合性官能基が結合され、この重合性官能基が高分子化することによって形成される超分岐高分子重合体を構成してもよい。この超分岐高分子重合体は、重合性官能基が高分子化することによって形成される主鎖に、超分岐高分子（側鎖）が導入されたものである。超分岐高分子重合体は、重合性モノマー（例えばＣＨ2ＣＨＣＯＣｌ）に超分岐高分子を導入するための反応基を有する反応性超分岐高分子と、重合性モノマーとを反応させることによって得られる。
【００７０】
超分岐構造単位４４、５４は、上記タイプ１の超分岐高分子３０の超分岐構造単位３４と同様に、導電性を有する原子団を含むことが好ましく、この導電性を有する原子団が、自己組織化機能を誘起する機能（分子配向性）を有していることがより好ましい。
【００７１】
超分岐構造単位４４、５４の最外殻４６、５６に結合される第２原子団Ｂは、上記タイプ１の超分岐高分子３０の最外殻３６に結合される第２原子団Ｂと同様である。
【００７２】
超分岐構造単位４４、５４の最外殻４６、５６に結合される第１原子団Ａには、水素結合を示すカルボキシル基およびアミノ基、メソゲン（例えばアルキル鎖と芳香族との組合せ）、電子供与体（芳香族炭化水素、アルコール、アミン等）と電子受容体（ハロゲン、キノン、ニトロ化合物、シアノ化合物）との組み合わせ等が好適に用いられる。またグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）又はアデニン（Ａ）−チミン（Ｔ）等のＤＮＡ塩基対のように、一官能基に水素結合残基が２分子以上組み込まれているものを用いれば、選択的でより強い相互作用が可能となる。
【００７３】
タイプ２の超分岐高分子４０、５０はそれぞれ、図２（ｂ）および図３（ｂ）に模式的に示す高分子構造体４８、５８を形成する。超分岐高分子４０、５０では、最外殻４６、５６が自己組織化機能を誘起する第１原子団Ａを有しているので、複数の超分岐高分子がそれぞれ有する最外殻４６、５６間に働く非共有結合的相互作用によって自己組織化構造が形成される。複数の超分岐高分子は、同一平面内に配列された二次元的な自己組織化構造を形成することができる。また、ある方向から見た場合に、複数の超分岐高分子の全部または一部が互いに重なるように積層された三次元的な自己組織化構造を形成することができる。
【００７４】
なお、タイプ１およびタイプ２の超分岐高分子はそれぞれ、図１（ａ）および図２（ａ）に図示したものに限定されない。例えば図３（ａ）では、超分岐構造単位５４ａの最外殻５６には第１原子団Ａのみが結合されており、超分岐構造単位５４ｂの最外殻５６には第２原子団Ｂのみが結合されている場合を図示したが、これに限られず、例えば、超分岐構造体５４ａの最外殻５６に第２原子団Ｂ以外の原子団が結合されていてもよい。
【００７５】
本実施形態の超分岐高分子を用いて有機薄膜（例えば、半導体層）を形成する方法には、公知の成膜方法を広く適用することが可能である。特に本実施形態の超分岐高分子は従来の導電性高分子に比べて溶媒に対する溶解性に優れ、極性溶媒および無極性溶媒のいずれを用いても溶液を調製することができる。この溶液をスピンコーティング法、ディッピング法、キャスティング法、印刷法及びインクジェット法等の方法により基板上に塗布又は印刷し、乾燥後、必要に応じて加熱処理すれば、半導体層を形成することができる。また、半導体層を支持体上に形成し、支持体から転写してもよい。
【００７６】
次に、本実施形態の超分岐高分子を用いて形成される半導体層を備えたトランジスタの構成を説明する。以下では、アクティブ駆動型の表示装置のアクティブ素子として好適に用いられる電界効果型トランジスタ（以下、ＦＥＴという。）を例示するが、本実施形態の超分岐高分子はＦＥＴに限られず、他のトランジスタ、発光素子、有機太陽電池等の電子デバイス素子にも適用される。
【００７７】
ＦＥＴ１０の模式的な断面図を図４に示す。
【００７８】
ＦＥＴ１０は、ボトムゲート型のトランジスタであり、絶縁基板１上に形成されたゲート電極２と、ゲート電極２を覆うように形成されたゲート絶縁層３と、ゲート絶縁層３上に形成されたソース電極４及びドレイン電極５との間に設けられた半導体層６とを有している。また、半導体層６は、ソース電極４及びドレイン電極５のそれぞれの一部を覆うように形成されている。
【００７９】
ＦＥＴ１０は、例えば以下のようにして作製される。
【００８０】
まず、絶縁基板１（例えばガラス基板）上にゲート電極２を形成する。ゲート電極の材料としては、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｔ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｃｒやこれらの合金、ポリシリコン、非晶質シリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム錫化合物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）等の無機材料や、ドープされた導電性高分子（例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）との混合物）等の有機材料が挙げられる。蒸着法、スパッタリング法、塗布法、印刷法又はインクジェット法等、材料に応じた公知の成膜方法を用いて導電性の膜を堆積した後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によって、この導電性膜をゲート電極２の所定の形状に加工する。なお、ゲート電極２は、二層以上の膜を積層して形成されてもよい。
【００８１】
次に、ゲート電極２を覆うようにゲート絶縁層３を形成する。ゲート絶縁層３の材料としては、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、等の無機材料や、ポリクロロピレンポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリ弗化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリオルガシロキサン等の高分子材料が挙げられる。また二層以上の膜を積層しても良い。ゲート絶縁膜３も公知の成膜方法で堆積され、必要に応じてパターニングされる。
【００８２】
ゲート絶縁層３上にソース電極４及びドレイン電極５を形成する。ソース電極４及びドレイン電極５の材料としては、ゲート電極２と同様の材料を用いて、同様の方法で形成され得る。もちろん、ゲート電極２の材料とソース電極４及びドレイン電極５の材料とは、互いに異なっていても良いし、同じでも良い。ソース電極４及びドレイン電極５は、二層以上の膜を積層して形成されてもよい。
【００８３】
次に、本発明の実施形態の超分岐高分子を用いて有機半導体層６を形成する。この半導体層６は、上述した種々の塗布方法及び印刷法を用いて形成される。乾燥後、必要に応じて加熱処理する。
【００８４】
以上の工程により、ＦＥＴ１０が作製される。
【００８５】
なお、ＦＥＴの構造は上記の例に限られず、トップゲート型、コブラナー型、或いはソース電極／ゲート電極／ドレイン電極を積層し、ソース−ドレイン間に半導体層を形成する縦型構造であってもよく、更にはドレイン電極／ゲート電極／ソース電極が同じ層に並んで配置された構造であっても構わない。
【００８６】
有機ＦＥＴ１０が有する半導体層は、上述したように高い分子配向性があるので、高いキャリア移動度を有する。また半導体層を形成する過程で、下地層に配向処理を施し、超分岐高分子をソース−ドレイン間で配向させると、半導体層のキャリア移動度を更に向上させることができる。
【００８７】
また、この半導体層は、単に超分岐高分子を含む溶液を塗布又は印刷するだけで形成することができると共に、現状の半導体膜の形成に用いられているような高い温度を必要としないので、プラスティック基板上にも容易に形成できる。
【００８８】
また、本実施形態の超分岐高分子のコアや超分岐構造単位を構成する分子を適宜選択することにより、あるいは、ドーパントを添加することにより、本実施形態の超分岐高分子を用いて電極として使用可能なレベルの導電性薄膜を形成することができる。この場合、ゲート電極２、ソース電極４及びドレイン電極５の全てを本実施形態の超分岐高分子を用いて形成することができる。
【００８９】
なお、電極材料として用いられている従来の導電性高分子としては、例えば、ポリスチレン鎖、ポリシロキサン鎖、ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖、ポリアミド鎖やポリイミド等の主鎖に、フタロシアニン系誘導体、アゾ化合物系誘導体、ペリレン系誘導体、キナクリドン系誘導体、多環キノン系誘導体、シアニン系誘導体、フラーレン誘導体、インドール、カルバゾール等の含窒素環式化合物誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、多環芳香族化合物誘導体等の側鎖が導入されたものが挙げられる。更に、共役高分子鎖である、ポリ（ｐ−フェニレン）等の芳香族系共役系高分子、ポリアセチレン等の脂肪族系共役高分子、ポリピロールやポリチオフェン等の複素環式共役系高分子、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）や、ポリ（チエニレンビニレン）等の上記共役系高分子の構成単位が交互に結合した構造を有する複合型共役系高分子等の炭素型共役高分子や、ポリシラン類や、ジシラニレンポリマー類、ジシラニレン−炭素系共役性ポリマー構造等が挙げられる。
【００９０】
上述したＦＥＴは、液晶表示装置や有機ＥＬなどの様々な電子装置に好適に用いられる。
【００９１】
例えば表示装置では、ＦＥＴ１０のドレイン電極５に接続された画素電極が作製される。透過型液晶表示装置の場合、画素電極は、例えば錫酸化物、酸化インジウム、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて形成される。反射型液晶表示装置の場合、ＡｌやＡｇ等の金属膜を用いて形成される。また、有機ＥＬ表示装置の場合には、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ａｕ等の金属膜を用いて形成される。画素電極にドレイン電極やソース電極と同じ材料を用いると、画素電極をドレイン電極やソース電極と同じ工程で形成することができる。異なる材料を用いる場合は、ドレイン電極やソース電極を形成する前、或いは後に画素電極が形成される。
【００９２】
次に、本発明の実施形態の超分岐高分子の合成方法を説明する。下記の実験例に示す超分岐高分子は以下の方法で合成可能である
図５は反応工程を示す図である。
【００９３】
まず、反応工程１で、Ｈｅｃｋ反応（Ｒ．ｆ．Ｈｅｃｋら；Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９７２，  ３７，  ２３２０、Ｔ．Ｍｉｚｏｒｏｋｉら；Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．１９７１，  ４４，  ５８１等参照）を用いて、ビニル化合物（ａ）と化合物（ｂ）を反応させて、化合物（ｃ）を合成する。
【００９４】
次に反応工程２で、アルデヒドやケトンにリンイリドを作用させてアルケンを得るＷｉｔｔｉｇ反応（Ｏｒｇ．Ｒｅａｃｔ．１９６５，  １４，  ２７０等参照）を用い、生成物（ｃ）のアルデヒド基をビニル基に変換して化合物（ｄ）を得る。
【００９５】
次に、反応工程３で、生成物（ｄ）と化合物（ｂ）とを反応させて、次世代デンドロン（ｅ）を得る。
【００９６】
反応工程２および３を繰り返すことにより、さらに高世代のデンドロンを合成することができる。更にベンゼン環構造等のコアにデンドロンを結合させる場合には、反応工程４において化合物（ｅ）と、アルデヒド基と反応してビニル骨格を形成する置換基を有する化合物（ｆ）等の中心構造となり得る化合物とを反応させて、化合物（ｇ）等のフェニレンビニレン系超分岐高分子を生成することができる。工程毎に再結晶、カラム精製等の精製処理を行うことで、欠陥の少ないデンドリマーが合成できる。
【００９７】
次に、実験例を示して本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００９８】
（実験例）
（実験例１）
下記の超分岐高分子Ａおよび超分岐高分子Ｂを合成した。
【００９９】
超分岐高分子Ａは、下記（化１）で示される。
【０１００】
【化１】
2005075962.tif 000003
【０１０１】
超分岐高分子Ａは、コアに金属錯体である金属フタロシアニンを有し、超分岐構造単位（デンドロン構造単位）にフェニレンビニレン骨格を有し、最外殻にアルコキシル基（−ＯＣ12Ｈ25）を有するデンドリマー（第３世代）である。なお、コアのフタロシアニンは自己組織化機能を誘起する原子団であり、最外殻のアルコキシル基は無極性溶媒に対する溶解度を高める原子団である。超分岐構造単位のフェニレンビニレンはキャリア輸送性を有している。
【０１０２】
超分岐高分子Ｂは、下記（化２）で示される。
【０１０３】
【化２】
2005075962.tif 000004
【０１０４】
超分岐高分子Ｂは、コアおよび超分岐構造単位の構造については超分岐高分子Ａと共通であるが、最外殻にｔ（ターシャル）−ブチル基が導入されている点以外は超分岐高分子Ａと同じ構造を有するデンドリマー（第３世代）である。
【０１０５】
＜評価＞
[溶解性]
トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、およびＴＨＦの無極性溶媒に、超分岐高分子Ａおよび超分岐高分子Ｂを溶解させて、溶解度を測定した。
【０１０６】
超分岐高分子Ａは、上記いずれの溶媒にも室温で２０ｗｔ％以上溶解可能だった。また、溶解後、析出や凝固することなく、溶液は透明なままであった。
【０１０７】
これに対して、超分岐高分子Ｂは、上記いずれの溶媒にも室温条件下では溶解せず、加熱条件（溶媒：トルエン、温度105〜108℃）下でも１．０ｗｔ％以下しか溶解させることができなかった。
【０１０８】
[成膜性]
スピンコート法によって超分岐高分子ＡおよびＢを成膜し、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）を用いて表面形状を観察した。
【０１０９】
超分岐高分子Ａの成膜条件は以下の通りである。室温下でトルエン（溶媒）に超分岐高分子Ａを１．０ｗｔ％の濃度で溶解させた溶液を調製した。この溶液を用いて、回転数１０００ｒｍｐでスピンコートを行い、１５０℃の温度条件下で２時間乾燥させた。
【０１１０】
超分岐高分子Ｂの成膜条件は以下の通りである。１０８℃の温度条件下でトルエン（溶媒）に超分岐高分子Ｂを１．０ｗｔ％の濃度で溶解させた溶液を調製した。この溶液を用いて、回転数１０００ｒｍｐでスピンコートを行い、１５０℃の温度条件下で２時間乾燥させた。
【０１１１】
超分岐高分子Ａを用いて形成された薄膜の表面形状は、ナノスケールで平坦であり、基板全体で均一な膜厚を有していることが分かった。これに対して、超分岐高分子Ｂを用いて形成された薄膜表面には多くの凹凸がランダムに形成されていた。また、目視観察でも膜厚むらが確認されるほど膜厚が不均一であった。
【０１１２】
[キャリア移動度]
Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）法により、超分岐高分子Ａ、Ｂのそれぞれを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度を測定した。
【０１１３】
ＴＯＦ評価用のサンプルは、以下の方法で作製した。なお、陽極側にはＩＴＯを、陰極側にはＡｌＬｉ合金（Ｌｉ含有量：１．０％）を用いた。
【０１１４】
まず、スピンコート法を用い、超分岐高分子Ａおよび超分岐高分子ＢをＩＴＯ基板上に付与後、乾燥させて、超分岐高分子Ａを含む有機薄膜と、超分岐高分子Ｂを含む有機薄膜とを作製する。これらの有機薄膜上に２００ｎｍの厚さでＡｌＬｉ合金を蒸着する。
【０１１５】
超分岐高分子Ａを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は、１０-1ｃｍ2／Ｖｓであった。なお、有機薄膜形成時に固体の析出は観察されなかった。
【０１１６】
ＴＯＦ法による評価を行うには、有機薄膜の厚さが２００ｎｍ以上であることが必要とされるため、５．０ｗｔ％以上の超分岐高分子溶液を調製する必要がある。超分岐高分子Ｂは上述したように溶解度が極めて低いため、上記濃度の溶液を調製できず、キャリア移動度を評価することができなかった。
【０１１７】
[ＦＥＴ電気特性]
上記超分岐高分子Ａを含む有機薄膜および超分岐高分子Ｂを含む有機薄膜をそれぞれ有する逆スタガー構造の有機薄膜トランジスタＦＥＴ１０（図４）を作製した。
【０１１８】
ゲート電極２にはＴａを、ソース電極４及びドレイン電極５にはＡｌを用いた。また絶縁層３にはポリイミドを使用した。
【０１１９】
ＦＥＴ１０の作製方法を説明する。
【０１２０】
まず、マスクを用いた蒸着法によって基板１上にＴａを堆積し、ゲート電極２を形成する。印刷法により、ゲート電極２上にポリイミドを含むゲート絶縁膜３を形成する。その後、ポリイミドにラビング処理を施す。
【０１２１】
次に、マスクを用いた蒸着法によってＡｌを堆積し、ソース電極４及びドレイン電極５を形成する。この時、チャネル長が８μｍとなるように、ソース電極４とドレイン電極５との間隔を設定する。
【０１２２】
インクジェット法を用いて上記超分岐高分子のそれぞれを含む各溶液を所定の位置に付与し、乾燥させて有機半導体層６を形成する。有機半導体層６の厚さは１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に設定する。
【０１２３】
以上により、２種類のＦＥＴ１０が作製される。
【０１２４】
得られたＦＥＴの電流―電圧特性（オン／オフ電流比、およびキャリア移動度）を測定した。
【０１２５】
超分岐高分子Ａを用いたＦＥＴは、オン／オフ電流比が約１０5、キャリア移動度が０．５ｃｍ2／Ｖｓであり、オン／オフ電流比およびキャリア移動度は共に現行のアモルファスシリコンの性能に匹敵するものであった。これに対して超分岐高分子Ｂを用いたＦＥＴのオン／オフ電流比は約１０3、キャリア移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓであった。超分岐高分子Ａを用いたＦＥＴは、超分岐高分子Ｂを用いたＦＥＴに比べて、オン／オフ電流比、およびキャリア移動度の両結果とも優れていた。
【０１２６】
以上の評価結果より、コアに金属フタロシアニンを有し、超分岐構造単位にフェニレンビニレンを有する超分岐高分子では、最外殻に炭素数が４のアルキル基を導入するよりも、炭素数が１２のアルコキシル基を導入することによって（疎水性のより高い原子団を導入することによって）、無極性溶媒に対する溶解度を高くできることが分かった。また、ＦＥＴの電気的特性を向上できることが分かった。
【０１２７】
超分岐高分子Ａを用いた方がＦＥＴの電気的特性を向上できた理由を以下に説明する。超分岐高分子Ａは、超分岐高分子Ｂに比べて無極性溶媒に対してより高い溶解性を示すため、溶け残りのない均一な溶液を調製できる。このような均一な溶液を使用することにより、表面凹凸の少ない膜が作製される。これに対して超分岐高分子Ｂは最外殻の炭素数が少ないため、無極性溶媒に対する溶解性が低く、均一な溶液を調製できない。したがって、表面凹凸の顕著な膜が形成される。有機ＦＥＴは、有機薄膜の表面が平坦である（例えばナノメートルスケールで平坦である）ほど電気特性に優れるので、超分岐高分子Ａを用いた方がＦＥＴの電気的特性を向上できた。
【０１２８】
（実験例２）
下記の超分岐高分子Ｃおよび超分岐高分子Ｄを合成した。
【０１２９】
超分岐高分子Ｃは、下記（化３）で示される。なお、（化３）において、Ａは−ＯＣ12Ｈ25基、Ｂは−ＣＯＯＨ基を示す。
【０１３０】
【化３】
2005075962.tif 000005
【０１３１】
超分岐高分子Ｃは、コアにトリフェニレンを有し、超分岐構造単位にフェニレンビニレン骨格を有し、最外殻にアルコキシル基（−ＯＣ12Ｈ25）とカルボキシル基との両方を有するデンドリマー（第３世代）である。最外殻のアルコキシル基（−ＯＣ12Ｈ25）は無極性溶媒に対する溶解性を高める原子団であリ、コアのトリフェニレンおよび最外殻のカルボキシル基は自己組織化機能を誘起する原子団である。
【０１３２】
超分岐高分子Ｄは、下記（化４）で示される。なお、（化４）において、Ａは−ＯＣ12Ｈ25基を示す。
【０１３３】
【化４】
2005075962.tif 000006
【０１３４】
超分岐高分子Ｄは、最外殻の全てがアルコキシル基（−ＯＣ12Ｈ25）であること以外は、超分岐高分子Ｃと同じ構造を有するデンドリマー（第３世代）である。
【０１３５】
＜評価＞
[溶解性]
トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、ＴＨＦの無極性溶媒に、超分岐高分子ＣおよびＤを溶解させて、溶解度を測定した。
【０１３６】
超分岐高分子Ｃおよび超分岐高分子Ｄはいずれも、上記全ての溶媒に対して、室温で１０ｗｔ％以上溶解可能だった。また、溶解後、析出や凝固することなく、溶液は透明なままであった。
【０１３７】
[成膜性]
スピンコート法によって超分岐高分子Ｃを成膜し、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）を用いて表面形状を観察した。
【０１３８】
超分岐高分子Ｃの成膜条件は以下の通りである。室温下でトルエン（溶媒）に超分岐高分子Ｃを１．０ｗｔ％の濃度で溶解させた溶液を調製した。この溶液を用いて、回転数１０００ｒｍｐでスピンコートを行い、１５０℃の温度条件下で２時間乾燥させた。
超分岐高分子Ｃを用いて形成された薄膜の表面形状は、ナノスケールで平坦であり、基板全体で均一な膜厚を有していることが分かった。
【０１３９】
[キャリア移動度]
Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）法により、超分岐高分子Ｃ、Ｄのそれぞれを含む有機薄膜のキャリア移動度を測定した。
【０１４０】
ＴＯＦ評価用のサンプルの作製方法は、実験例１で説明した通りである。
【０１４１】
超分岐高分子Ｃを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は１０-1ｃｍ2／Ｖｓであった。なお、有機薄膜形成時に固体の析出は観察されなかった。これに対して、超分岐高分子Ｄを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は１０-7ｃｍ2／Ｖｓであった。超分岐高分子Ｃを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は、超分岐高分子Ｄを用いて形成された有機薄膜に比べて６桁高かった。
【０１４２】
[ＦＥＴ電気特性]
超分岐高分子Ｃを含む有機薄膜および超分岐高分子Ｄを含む有機薄膜をそれぞれ有する逆スタガー構造の有機薄膜トランジスタＦＥＴ１０（図４）を作製した。
【０１４３】
ＦＥＴ１０の作製方法は実験例１で説明した通りである。
【０１４４】
得られたＦＥＴの電流―電圧特性（オン／オフ電流比、およびキャリア移動度）を測定した。
【０１４５】
超分岐高分子Ｃを用いたＦＥＴは、オン／オフ電流比が約１０5、キャリア移動度が０．５ｃｍ2／Ｖｓであり、オン／オフ電流比およびキャリア移動度は共に現行のアモルファスシリコンの性能に匹敵するものであった。これに対して超分岐高分子Ｄを用いたＦＥＴのオン／オフ電流比は約１０3、キャリア移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓであった。超分岐高分子Ｄを用いたＦＥＴは、超分岐高分子Ｃを用いたＦＥＴに比べて、オン／オフ電流比、およびキャリア移動度の両結果とも優れていた。
【０１４６】
以上の評価結果より、コアにトリフェニレンを有し、超分岐構造単位にフェニレンビニレンを有し、最外殻にアルコキシル基（Ｃの数が１２）を有する超分岐高分子では、最外殻に上記アルコキシル基に加えて、自己組織化構造を誘起するカルボキシル基を導入することにより、溶解性を低下させることなく、キャリア移動度およびＦＥＴの電気特性を向上できることが分かった。
【０１４７】
（実験例３）
下記の超分岐高分子Ｅ、Ｆ、Ｇを合成した。
【０１４８】
超分岐高分子Ｅは、下記（化５）で示される。なお、（化５）において、Ａは−ＯＨ基、Ｂは（化６）を示す。
【０１４９】
【化５】
2005075962.tif 000007
【０１５０】
【化６】
2005075962.tif 000008
【０１５１】
超分岐高分子Ｅは、コアに金属錯体である金属フタロシアニンを有し、超分岐構造単位にフェニレンビニレン骨格を有するデンドリマー（第３世代）である。超分岐高分子Ｅは４つの超分岐構造単位を有し、このうちの２つの超分岐構造単位は、最外殻に水酸基が結合されている。残りの２つの超分岐構造単位は、最外殻にＤＮＡ塩基対であるグアニン（Ｇ）−シトシン（Ｃ）のうちのグアニン（Ｇ）が結合されている。なお、水酸基は、極性溶媒への溶解性を高める原子団である。また、ＤＮＡ塩基対は自己組織化機能を誘起する原子団である。
【０１５２】
超分岐高分子Ｆは、上記（化５）のＢに（化７）が導入されたデンドリマー（第３世代）である。
【０１５３】
【化７】
2005075962.tif 000009
【０１５４】
超分岐高分子Ｆは、４つの超分岐構造単位のうちの２つの超分岐構造単位の最外殻にシトシン（Ｃ）が結合されている点で超分岐高分子Ｅと異なる。
【０１５５】
超分岐高分子Ｇは、下記（化８）で示される。
【０１５６】
【化８】
2005075962.tif 000010
【０１５７】
なお、（化８）において、Ａは−ＯＨ基を示す。
【０１５８】
超分岐高分子Ｇは、全ての超分岐構造単位の最外殻に水酸基が結合されている点で、超分岐高分子ＥおよびＦと異なる。超分岐高分子Ｇは第３世代のデンドリマーである。
【０１５９】
＜評価＞
[溶解性]
水、アルコール、およびγ−ブチロラクトンの極性溶媒に、超分岐高分子Ｅ、ＦおよびＧを溶解させて、溶解度を測定した。超分岐高分子ＥおよびＦはいずれも、上記全ての溶媒に対して、室温で２０ｗｔ％以上溶解可能だった。また、溶解後、析出や凝固することなく、溶液は透明なままであった。超分岐高分子Ｇは、上記全ての溶媒に対して、室温で１０ｗｔ％以上溶解可能だった。また、溶解後、析出や凝固することなく、溶液は透明なままであった。
【０１６０】
[成膜性]
超分岐高分子ＥとＦとを混合し（ＥとＦとを含む超分岐高分子組成物を用意し）、スピンコート法によって成膜し、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）を用いて表面形状を観察した。      
【０１６１】
成膜条件は以下の通りである。室温下でγ−ブチロラクトン（溶媒）に超分岐高分子ＥおよびＦ（１：１）を１．０ｗｔ％の濃度で溶解させた溶液を調製した。この溶液を用いて、回転数１０００ｒｍｐでスピンコートを行い、１５０℃の温度条件下で２時間乾燥させた。
【０１６２】
超分岐高分子ＥとＦとで形成された薄膜の表面形状は、ナノスケールで平坦であり、基板全体で均一な膜厚を有していることが分かった。
【０１６３】
[キャリア移動度]
Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）法により、超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いて形成された薄膜および、超分岐高分子Ｇを用いて形成された薄膜のそれぞれのキャリア移動度を測定した。
【０１６４】
ＴＯＦ評価用のサンプルの作製方法は、実験例１で説明した通りである。
【０１６５】
超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は１０-1ｃｍ2／Ｖｓであった。なお、有機薄膜形成時に固体の析出は観察されなかった。これに対して、超分岐高分子Ｇを用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は１０-7ｃｍ2／Ｖｓであった。超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いて形成された有機薄膜のキャリア移動度は、超分岐高分子Ｇを用いて形成された有機薄膜に比べて６桁高かった。
【０１６６】
[ＦＥＴ電気特性]
超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いて形成された有機薄膜および超分岐高分子Ｇを用いて形成された有機薄膜をそれぞれ有する逆スタガー構造の有機薄膜トランジスタＦＥＴ１０（図４）を作製した。
【０１６７】
ＦＥＴ１０の作製方法は実験例１で説明した通りである。
【０１６８】
得られたＦＥＴの電流―電圧特性（オン／オフ電流比、およびキャリア移動度）を測定した。
【０１６９】
超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いたＦＥＴは、オン／オフ電流比が約１０5、キャリア移動度が０．５ｃｍ2／Ｖｓであり、オン／オフ電流比およびキャリア移動度は共に現行のアモルファスシリコンの性能に匹敵するものであった。これに対して超分岐高分子Ｇを用いたＦＥＴのオン／オフ電流比は約１０3、キャリア移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓであった。超分岐高分子ＥとＦとの超分岐高分子組成物を用いたＦＥＴは、超分岐高分子Ｇを用いたＦＥＴに比べて、オン／オフ電流比、およびキャリア移動度の両結果とも優れていた。
【０１７０】
以上の評価結果より、コアに金属フタロシアニンを有し、超分岐構造単位にフェニレンビニレンを有し、超分岐構造単位の最外殻にＤＮＡ塩基対（Ｇ）と水酸基とが結合された超分岐高分子と、コアおよび超分岐構造単位が上記と同じ構造で、最外殻にＤＮＡ塩基対（Ｃ）と水酸基とが結合された超分岐高分子との超分岐高分子組成物を用いると、最外殻に水酸基のみが結合された超分岐高分子に比べて、キャリア移動度を高くできることが分かった。これは、上記超分岐高分子組成物が、高分子構造体を形成し易いためである。また、最外殻のＧおよびＣは、極性溶媒に対して高い溶解性を示すＮＨまたはＮＨ2を含んでいるので、極性溶媒に対する高い溶解性を維持できた。
【０１７１】
以上、実験例１から３で説明したように、室温条件における溶媒に対する溶解性が１０ｗｔ％以上であり、かつ、キャリア移動度が１０-1ｃｍ2／Ｖｓ以上である超分岐高分子構造体（超分岐高分子Ａで構成される超分岐高分子構造体、超分岐高分子Ｃで構成される超分岐高分子構造体、または超分岐高分子ＥとＦとのペアで構成される超分岐高分子構造体）を用いれば、電気的特性に優れたＦＥＴを作製できる。
【０１７２】
以下、実施形態２および３では、実施形態１の超分岐高分子を用いて作製される電子機器を説明する。
【０１７３】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１の超分岐高分子を用いて作製される液晶表示装置である。
【０１７４】
図６は、実施形態２の液晶表示装置１００の模式的な断面図である。図６に示すように、液晶表示装置１００は、実施形態１の超分岐高分子を用いて作製されたトランジスタＦＥＴ１０を備えている。
【０１７５】
液晶表示装置１００は例えばＴＮモードのＴＦＴ型液晶表示装置であり、スイッチング素子としてＦＥＴ１０を使用した点以外は公知の構成を有しており、公知の方法で製造可能である。
【０１７６】
液晶表示装置１００では、絶縁基板（例えばガラス基板）１１上にゲート電極１２、ゲート絶縁層１３、ソース電極１４、ドレイン電極１５及び有機半導体層１６を有するＦＥＴ１０が形成されている。ＦＥＴ１０のドレイン電極には、ＩＴＯから形成された画素電極１７が接続されている。対向基板の絶縁基板（ガラス基板）１１には、ＩＴＯから形成された対向電極１９が設けられている。
【０１７７】
一対の基板１１の間に配置された液晶層２０の液晶分子は、配向膜１８によってＴＮ配向されている。液晶材料として、例えば正の誘電率異方性を有するネマティック液晶が使用される。また、配向膜１８として、プレチルト角が２°のポリイミド配向膜が用いられる。
【０１７８】
この液晶表示装置１００は、例えば４．０Ｖで駆動可能である。実施形態１の超分岐高分子を用いたトランジスタは、従来の導電性高分子材料を用いたＴＦＴに比べオーダーで高いキャリア移動度を有し、更にオン／オフ電流比が大きく、アモルファスシリコンＴＦＴ並みであることから、液晶ＴＶ、ゲーム機器、カーナビゲーション等のような大型動画用表示装置として用いることができる。またアモルファスシリコンＴＦＴよりＴＦＴ素子を小型化することができるため、例えば従来６５％程度であった開口率を、例えば８５％にまで向上することができる。結果として、冷陰管バックライトを使用した場合の輝度を、従来の３００ｃｄから５００ｃｄに向上できる。
【０１７９】
以上説明したように、このように、実施形態１の超分岐高分子を用いたトランジスタを使用することによって、液晶表示装置を高性能化することができる。また、実施形態１の超分岐高分子は高い溶解性を兼ね備えているので、塗布法等のウエットプロセスが使用可能となり、ＦＥＴの製造工程を簡略化することができるので、液晶表示装置を低コストで製造することができる。なお、実施形態１の超分岐高分子は、例示した液晶表示装置に限られず、種々のタイプの液晶表示装置のトランジスタ用半導体材料としても用いることができる。
【０１８０】
（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１の超分岐高分子を用いて作製される有機ＥＬ表示装置である。
【０１８１】
図７は、実施形態３の有機ＥＬ表示装置２００の模式的な断面図である。図７に示すように、有機ＥＬ表示装置２００は、実施形態１の超分岐高分子を用いて作製されたトランジスタＦＥＴ１０を備えている。
【０１８２】
有機ＥＬ表示装置２００は、例えばＴＦＴ型有機ＥＬ表示装置であり、スイッチング素子としてＦＥＴ１０を使用した点以外は公知の構成を有しており、公知の方法で製造可能である。
【０１８３】
有機ＥＬ表示装置２００は、透明電極（ＩＴＯ）１０７で被覆された透明基板（例えばガラス基板）１０１上に、基板側から、有機薄膜からなる電界発光層１１１と、正孔輸送層１１２と、マトリックス状に分離された画素電極１１３とが積層されている。各画素電極１１３上には、ドレイン電極１０５を介してＦＥＴ１０が配置されている。
【０１８４】
有機ＥＬ表示装置２００は、ＦＥＴ１０の大きさに依存せずに発光面を配置することが可能であるので、発光面の開口率が高い。また、層間絶縁層１１４は平坦化層として機能するので、フルカラー表示装置を構成する場合、各画素のＦＥＴ１０を平坦な層上に構成することができる。
【０１８５】
有機ＥＬ表示装置２００は、例えば、ソース電極５．０Ｖ、ゲート電極５．０Ｖで駆動することが可能で、２０００〜３０００ｃｄと、現行のアモルファスシリコンタイプのトランジスタと同レベルの輝度を得ることができる。また、動画表示も可能である。
【０１８６】
以上説明したように、実施形態１の超分岐高分子を用いたトランジスタを使用することによって、現行と同レベルの有機ＥＬ表示装置を作製できる。さらに、実施形態１の超分岐高分子は高い溶解性とを兼ね備えているので、塗布法等のウエットプロセスが使用可能となり、ＦＥＴの製造工程を簡略化することができるので、有機ＥＬ表示装置を低コストで製造することができる。
【０１８７】
なお、実施形態１の超分岐高分子は、例示した有機ＥＬ表示装置に限られず、種々のタイプの有機ＥＬ表示装置のトランジスタ用半導体材料として用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明の超分岐高分子は、例えば、ＦＥＴおよびその他のトランジスタ、発光素子、有機太陽電池等の電子デバイス素子に好適に用いられる。この電子デバイス素子は、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の超分岐高分子（タイプ１）の構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）の超分岐高分子を用いて形成される高分子構造体を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態の超分岐高分子（タイプ２）の構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）の超分岐高分子を用いて形成される高分子構造体を模式的に示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態の超分岐高分子（タイプ２）の構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）の超分岐高分子を用いて形成される高分子構造体を模式的に示す図である。
【図４】本発明の超分岐高分子を用いで形成されるＦＥＴの模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の超分岐高分子の合成反応の一例を説明するための図である。
【図６】本発明の超分岐高分子を用いたＦＥＴを有する液晶表示装置の模式的な断面図である。
【図７】本発明の超分岐高分子を用いたＦＥＴを有する有機ＥＬ表示装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１    基板
２    ゲート電極
３    ゲート絶縁層
４    ドレイン電極
５    ソース電極
６    有機半導体層
１１    基板
１２    ゲート電極
１３    ゲート絶縁層
１４    ドレイン電極
１５    ソース電極
１６    有機半導体層
３０    超分岐高分子
３２    コア
３４    超分岐構造単位
３６    最外殻
３８    高分子構造体
４０    超分岐高分子
４２    コア
４４    超分岐構造単位
４６    最外殻
４８    高分子構造体
５０    超分岐高分子
５２    コア
５４    超分岐構造単位
５６    最外殻
５８    高分子構造体
１０１    基板
１０２    ゲート電極
１０３    ゲート絶縁層
１０４    ドレイン電極
１０５    ソース電極
１０６    有機半導体層
１００    液晶表示装置
２００    有機ＥＬ表示装置
【図１】
2005075962.tif 000011
【図２】
2005075962.tif 000012
【図３】
2005075962.tif 000013
【図４】
2005075962.tif 000014
【図５】
2005075962.tif 000015
【図６】
2005075962.tif 000016
【図７】
2005075962.tif 000017