(57)【要約】【課題】簡便なウェットプロセスで製造でき、トランジスタ特性に優れ、大気中あるいは高湿度下においても経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料が、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のうちのいずれか一方又は両方が少なくとも２環以上縮合した縮合環を構造の一部に有する化合物とハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ及びその製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料が、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のうちのいずれか一方又は両方が少なくとも２環以上縮合した縮合環を構造の一部に有する化合物とハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記有機半導体材料が、ハロゲン元素を０．１〜１００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記有機半導体材料が、ハロゲン元素を０．１〜１０ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ハロゲン元素はヨウ素、臭素、塩素及びフッ素から選ばれる少なくとも１種のハロゲン元素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ハロゲン元素は、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料から誘導されるハロゲン化物あるいは、前記有機半導体材料を合成する際に使用した原料、試薬又は触媒に由来することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記有機半導体材料から誘導されるハロゲン化物は、前記有機半導体材料の合成中間体あるいは副生成物であることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記有機半導体材料が少なくとも一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【化１】
2007287961.tif 000011
（式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素原子又は置換基を表し、Ｚ1又はＺ2は置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１又はｎ２は０〜３の整数を表す。）
【請求項８】
前記有機半導体材料が少なくとも一般式（２）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【化２】
2007287961.tif 000012
（式中、Ｒ7又はＲ8は水素原子又は置換基を表し、Ｚ1又はＺ2は置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１又はｎ２は０〜３の整数を表す。）
【請求項９】
前記一般式（２）における置換基Ｒ7−及びＲ8−が一般式（３）で表されることを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【化３】
2007287961.tif 000013
（式中、Ｒ9〜Ｒ11は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はスズ（Ｓｎ）を表す。）
【請求項１０】
前記有機半導体層が有機溶媒を用いた溶液プロセスにより形成された層であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタを製造す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】
本発明は有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に関するものである。
【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、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機エレクトロルミネッセンス素子（以後、有機ＥＬともいう。）、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になりつつある。
【０００４】
ここでＴＦＴ素子は、通常、ガラス基板上に、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体薄膜や、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極などの金属薄膜を基板上に順次形成していくことで製造される。このＴＦＴを用いるフラットパネルディスプレイの製造には通常、ＣＶＤ、スパッタリング等の真空系設備や高温処理工程を要する薄膜形成工程に加え、精度の高いフォトリソグラフ工程が必要であり、設備コスト、ランニングコストの負荷が非常に大きく、更に、近年のディスプレイの大画面化のニーズに伴い、それらのコストは非常に膨大なものとなっている。
【０００５】
近年、従来のＴＦＴ素子のデメリットを補う技術として、有機半導体材料を用いた有機ＴＦＴ素子の研究開発が盛んに進められている（例えば、特許文献１、２及び非特許文献１等参照。）。
【０００６】
上記文献に記載の有機ＴＦＴ素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽く、割れにくい樹脂基板を用いることができ、さらに、樹脂フィルムを支持体として用いたフレキシブルなディスプレイが実現できると言われている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００７】
大気圧下で、印刷や塗布などのウェットプロセスで製造できる有機半導体材料を用いることで、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイが実現できる。また、有機半導体による種々の有機薄膜トランジスタが提案されており、印刷やインクジェット法により簡便な方法で作製できることが記載されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
有機トランジスタや電界効果トランジスタの特性としては、ゲート電極に電圧を印加したときの電流（以下オン電流という。）が大きく、且つ、オン電流とゲート電極に電圧を印加しないときの電流（以下オフ電流という。）との比（オン／オフ比）が大きいことが要求される。
【０００９】
特許文献３では、α−ｎＴで表される、構造が限定された一部のチオフェンオリゴマー（有機半導体材料）に関して、前記有機半導体材料中に含まれるハロゲン化物がオン／オフ比に悪影響を及ぼすことについて記載されている。
【００１０】
しかし、特許文献３は、限られた構造の有機半導体材料についてのみの記載しかなく、製膜を蒸着プロセスで行うことが困難であるような有機半導体材料を、前述したウェットプロセスに適用した場合などの検討については、全く記載されていない。昇華精製に準ずる工程が含まれる蒸着プロセスとは異なり、有機半導体材料中に含まれる不純物等が直接影響を及ぼすようなウェットプロセスで作製した有機半導体層からなる薄膜トランジスタの場合の、ハロゲン化物がトランジスタ特性へ及ぼす影響についての詳細は明らかになっていないのが現状である。
【特許文献１】特開平１０−１９０００１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０７１７２号公報
【特許文献３】特開平８−２２８０３５号公報
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ誌  ２００２年  第２号  ９９頁（レビュー）
【非特許文献２】ＳＩＤ‘０２  Ｄｉｇｅｓｔ  ｐ５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便なウェットプロセスで製造でき、トランジスタ特性に優れ、大気中あるいは高湿度下においても経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタ及びそ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】
【００１２】
本発明の上記課題は以下の手段により解決される。
【００１３】
１．基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料が、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のうちのいずれか一方又は両方が少なくとも２環以上縮合した縮合環を構造の一部に有する化合物とハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００１４】
２．前記有機半導体材料が、ハロゲン元素を０．１〜１００ｐｐｍ含有することを特徴とする前記１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１５】
３．前記有機半導体材料が、ハロゲン元素を０．１〜１０ｐｐｍ含有することを特徴とする前記１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１６】
４．前記ハロゲン元素はヨウ素、臭素、塩素及びフッ素から選ばれる少なくとも１種のハロゲン元素であることを特徴とする前記１〜３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１７】
５．前記ハロゲン元素は、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料から誘導されるハロゲン化物あるいは、前記有機半導体材料を合成する際に使用した原料、試薬又は触媒に由来することを特徴とする前記１〜４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１８】
６．前記有機半導体材料から誘導されるハロゲン化物は、前記有機半導体材料の合成中間体あるいは副生成物であることを特徴とする前記５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００１９】
７．前記有機半導体材料が少なくとも一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする前記１〜６のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２０】
【化１】
2007287961.tif 000002
【００２１】
（式中、Ｒ1〜Ｒ6は水素原子又は置換基を表し、Ｚ1又はＺ2は置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１又はｎ２は０〜３の整数を表す。）
８．前記有機半導体材料が少なくとも一般式（２）で表される化合物を含有することを特徴とする前記１〜７のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２２】
【化２】
2007287961.tif 000003
【００２３】
（式中、Ｒ7又はＲ8は水素原子又は置換基を表し、Ｚ1又はＺ2は置換又は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換又は無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１又はｎ２は０〜３の整数を表す。）
９．前記一般式（２）における置換基Ｒ7−及びＲ8−が一般式（３）で表されることを特徴とする前記８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２４】
【化３】
2007287961.tif 000004
【００２５】
（式中、Ｒ9〜Ｒ11は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はスズ（Ｓｎ）を表す。）
１０．前記有機半導体層が有機溶媒を用いた溶液プロセスにより形成された層であることを特徴とする前記１〜９のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【００２６】
１１．基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、前記１〜１０のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタを製造す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】
【００２７】
本発明の上記構成により、簡便なウェットプロセスで製造でき、トランジスタ特性に優れ、大気中あるいは高湿度下においても経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の有機薄膜トランジスタは、基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層を形成する有機半導体材料が、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のうちのいずれか一方又は両方が少なくとも２環以上縮合した縮合環を構造の一部に有する化合物とハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする。
【００２９】
以下、本発明とその構成要素等について詳細な説明をする。
【００３０】
《有機薄膜トランジスタ》
有機薄膜トランジスタは、基板（「支持体」ともいう。）上に有機半導体チャネル（活性層）で連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、基板上に先ずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。本発明の有機薄膜トランジスタはこれらトップゲート型またボトムゲート型のいずれでもよく、またその形態を問わない。
【００３１】
（有機半導体材料）
本発明に係る有機半導体層を形成する有機半導体材料、即ち、上記有機半導体チャネルを構成する有機半導体材料は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環のうちのいずれか一方又は両方が少なくとも２環以上縮合した縮合環を構造の一部に有する化合物を含有することを特徴とする。
【００３２】
具体的には、例えば、ピレン、コロネン、オバレン等やその誘導体、アントラセン、ペンタセン等やその誘導体（アセン類）、ルブレンやその誘導体等に代表される縮合多環式炭化水素類、ベンゾジチオフェン、アントラジチオフェン等やその誘導体等に代表されるヘテロ原子を含む縮合多環式芳香族化合物類だけではなく、特開２００５−７６０３０号等に記載のチエノチオフェンユニットからなるオリゴマーやポリマー類等も挙げることができる。
その中でも、有機半導体材料として、低分子量化合物を用いた場合に本発明の効果がより発揮され、特に数平均分子量が５０００以下の低分子量有機半導体材料を用いると、高移動度で駆動する有機薄膜トランジスタを得る上でより好ましい。
ペンタセン類の例としては、ＷＯ０３／１６５９９号、ＷＯ０３／２８１２５号、ＵＳＰ６，６９０，０２９号、特開２００４−１０７２１６号等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、ＵＳ２００３−１３６９６４号等に記載のペンタセンプレカーサ、ＪＡＣＳ．ｖｏｌ１２７．Ｎｏ１４．４９８６等に記載のアセン類及びその誘導体等が挙げられる。
【００３３】
有機半導体材料としては、前記一般式（１）で表される化合物が好ましい。
【００３４】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ6は水素原子または置換基を表し、Ｚ1、Ｚ2は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１、ｎ２は０〜３の整数を表す。
【００３５】
Ｒ1〜Ｒ6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、トリエチルシリルエチニル基、トリイソプロピルシリルエチニル基、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���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、トリエチルシリル基、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。
【００３６】
これらの置換基は上記の置換基によってさら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。
【００３７】
Ｚ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族炭化水素環としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。
【００３８】
Ｚ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族複素環としては、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、フタラジル基等が挙げられる。
【００３９】
また、有機半導体材料としては、前記一般式（２）で表される化合物が好ましい。
【００４０】
一般式（２）において、Ｒ7、Ｒ8は水素原子または置換基を表し、Ｚ1、Ｚ2は置換または無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、ｎ１、ｎ２は０〜３の整数を表す。
【００４１】
Ｒ7、Ｒ8で表される置換基としては、前記一般式（１）のＲ1〜Ｒ6で表される置換基と同義である。
【００４２】
Ｚ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族炭化水素環としては、前記一般式（１）のＺ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族炭化水素環と同義である。
【００４３】
Ｚ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族複素環としては、前記一般式（１）のＺ1、Ｚ2で表される置換または無置換の芳香族複素環と同義である。
【００４４】
また、前記一般式（２）における置換基Ｒ7、Ｒ8が前記一般式（３）で表されることが好ましい。
【００４５】
一般式（３）において、Ｒ9〜Ｒ11は置換基を表し、Ｘはケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はスズ（Ｓｎ）を表す。
【００４６】
Ｒ9〜Ｒ11で表される置換基としては、前記一般式（１）のＲ1〜Ｒ6で表される置換基と同義である。ＸはＳｉ又はＧｅであることが好ましい。
【００４７】
これらの例としては下記の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
【化４】
2007287961.tif 000005
【００４９】
【化５】
2007287961.tif 000006
【００５０】
【化６】
2007287961.tif 000007
【００５１】
（ハロゲン元素含有量測定方法）
本発明に係る有機半導体層を形成する有機半導体材料は、ハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有し、好ましくはハロゲン元素を０．１〜１００ｐｐｍ含有し、より好ましくはハロゲン元素を０．１〜１０ｐｐｍ含有する。
【００５２】
本発明に係る有機半導体材料中に含有されるハロゲン元素は、具体的にはヨウ素、臭素、塩素又はフッ素から選ばれる少なくとも１種のハロゲン元素である。
【００５３】
前記ハロゲン元素が有機半導体材料中に２種類以上含有する場合の前記ハロゲン元素含有量は、各々のハロゲン元素濃度の合計量から求める。
【００５４】
有機半導体材料中に含有されるハロゲン元素は、有機半導体材料の合成中間体、あるいは副生成物、あるいは有機半導体材料を合成する際に使用した原料、試薬又は触媒などに由来するものである。ここで、「試薬」とは、反応において基質（反応を受ける側の物質）を攻撃する物質のことである。一般に有機反応では、反応点が炭素原子である方を基質とよび、他原子である方を試薬とよぶが、反応点がどちらも炭素原子であるときは、反応性がより顕著なものの方を試薬とよぶ。ハロゲン元素が含まれる試薬としては、例えば、アルキルマグネシウムクロライドなどのグリニヤール試薬などが挙げられ、ハロゲン元素が含まれる触媒としては、例えば、塩化スズなどが挙げられるが、本発明はこれらに限らない。なお、当該ハロゲン元素は、ヨウ素分子、臭素分子等のようなハロゲン分子単体として、或いは、ヨウ化物、臭化物等のようなハロゲン化物等として種々の態様の状態で有機半導体材料中に含有されていればよい。
【００５５】
本発明に係る有機半導体材料中に含有されるハロゲン元素は、誘導結合プラズマ−質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）装置で検出することができる。ＩＣＰ−ＭＳは、高周波電力により発生した高温プラズマでイオン化された原子を質量分析する装置であり、ｐｐｔオーダーの元素分析が可能である。
【００５６】
また、別の方法としては、電量滴定法が挙げられる。例えば、塩素濃度を検出する場合、試料を酸素中で完全燃焼させて生成したＨＣｌガスからＡｇＣｌに誘導し、これを塩素量として滴定する。ＩＣＰ−ＭＳ分析では、同質量の化学種がバックグラウンドに多量に含まれると定量的な微量分析が困難になるので、特に、塩素やフッ素の検出では、電量滴定法は有効である。また、発生したＨＣｌガスを超純水でトラップすることで抽出した塩素イオン濃度を、イオンクロマトグラフで検出する方法も挙げることができる。
【００５７】
本発明において、有機半導体層を形成する方法としては、真空蒸着により形成する蒸着プロセス、あるいは、キャストコート、ディップコート、スピンコートなどの塗布法やインクジェット印刷、スクリーン印刷などの印刷法などに代表される溶液プロセス、などが挙げられるが、本発明では、有機溶媒を用いた溶液プロセスにより基板上に有機半導体膜を形成することが好ましい。
【００５８】
（有機溶媒の種類）
本発明に係る有機溶媒として特に制限はないが、芳香族炭化水素又は芳香族ハロゲン化炭化水素又は脂肪族炭化水素又は脂肪族ハロゲン化炭化水素から選ばれることが好ましく、芳香族炭化水素又は芳香族ハロゲン化炭化水素又は脂肪族炭化水素がより好ましい。
本発明で用いられる芳香族炭化水素からなる有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、メチルナフタレンなどを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５９】
芳香族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｏ−ジブロモベンゼン、ｍ−ジブロモベンゼン、ｏ−ジヨードベンゼン、ｍ−ジヨードベンゼン、クロロトルエン、ブロモトルエン、ヨードトルエン、ジクロロトルエン、ジブロモトルエン、ジフルオロトルエン、クロロキシレン、ブロモキシレン、ヨードキシレン、クロロエチルベンゼン、ブロモエチルベンゼン、ヨードエチルベンゼン、ジクロロエチルベンゼン、ジブロモエチルベンゼン、クロロシクロペンタジエン、クロロシクロペンタジエンなどを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
脂肪族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、オクタン、４−メチルヘプタン、２−メチルヘプタン、３−メチルヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２，３−ジメチルヘキサン、２，４−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン、３，３−ジメチルヘキサン、３，４−ジメチルヘキサン、３−エチルヘキサン、２，２，３−トリメチルペンタン、２，２，４−トリメチルペンタン、２，３，３−トリメチルペンタン、２，３，４−トリメチルペンタン、２−メチル−３−エチルペンタン、３−メチル−３−エチルペンタン、デカン、２，２，３，３−テトラメチルヘキサン、２，２，５，５−テトラメチルヘキサン、３，３，５−トリメチルヘプタン、ノナン、２，２，５−トリメチルヘキサン、４−エチルヘプタン、２，３−ジメチルヘプタン、２−メチルオクタン、ドデカン、ヘキサン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，２−ジメチルペンタン、２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジメチルペンタン、３，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタン、２，２，３−トリメチルブタン等の鎖状脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロペンタン、ｐ−メンタン、デカリン、シクロヘキシルベンゼン等の環状脂肪族炭化水素などを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明に用いられる脂肪族炭化水素としては、環状脂肪族炭化水素が好ましい。
【００６１】
脂肪族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ブロモホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジフルオロエタン、フルオロクロロエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、クロロペンタン、クロロヘキサンなどを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、本発明で用いられるこれらの有機溶媒は、１種類あるいは２種類以上混合して用いてもよい。
【００６２】
また、本発明に係る有機溶媒は、５０℃〜２５０℃の沸点を有するものが好ましい。有機半導体層中に含有させる有機溶媒量を調整する上で、有機溶媒の沸点が５０℃より低くなると、揮発性が高くなりすぎるため、有機半導体層中に望ましい量の有機溶媒を留めることが難しくなり、また、２５０℃より高くなると、有機半導体層中に含有する有機溶媒量を望ましい量に調整するために、必要以上の高温下に有機半導体層をさらす必要が生じ、有機半導体層の劣化を招く結果となり好ましくない。
【００６３】
本発明で用いられる基板は、予め表面処理を施しておいてもよい。表面処理としては、シランカップリング剤による処理のように、基板上に自己配列型の薄膜を形成する様なものがより好ましい。前記シランカップリング剤としては、オクタデシルトリクロロシラン、ノニルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリクロロシラン、ｉ−ブチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、４−フェニルブチルトリクロロシラン、３−フェノキシプロピルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシルトリクロロシラン等の公知の材料が好ましい例として挙げられるが、本発明はこれらに限らない。また、シランカップリング剤を用いた表面処理方法については、特開２００４−３２７８５７号、同２００５−３２７７４号、同２００５−１５８７６５号公報等に開示されているような、公知の方法を適用することができる。例えば、ＣＶＤ法等の気相法、スピンコート法やディップコート法等の液相法、更にスクリーン印刷法、マイクロモールド法、マイクロコンタクト法、インクジェット法等の印刷法などを適用することができる。
【００６４】
また、シランカップリング剤による処理を行う前に、基板（例えば、シリコン基板上に形成された熱酸化膜などの絶縁膜）表面に対して酸素プラズマ処理、ＵＶオゾン処理などの親水化処理（表面にヒドロキシル基−ＯＨを形成する処理）を行うことが、緻密で強固な自己組織化単分子膜を形成する上で好ましいことが一般的に知られており、前述した特許文献等にも記載されている。更に、一般的によく知られたラビング等の配向処理を施してもかまわない。
【００６５】
本発明に係る有機薄膜トランジスタは、有機半導体層上あるいは必要な構成要素により構成された有機薄膜トランジスタ自体に、公知の無機材料あるいは有機ポリマー材料などを用いて、有機半導体膜を保護する保護膜（封止膜）を形成してもよい。保護膜を形成する方法としては、特表２００３−５２５５２１号、特表２００４−５０６９８５号、特開２００２−３１４０９３号、特開２００３−２５８１６４号等に記載されているような公知の技術を適用することができる。また、後述するゲート絶縁層として用いる絶縁膜を保護膜として適用することもできるし、後述する支持体を支持体上に作製した有機薄膜トランジスタ上に更に貼り付けたり、ポリマーシートによってラミネートしたりすることで、保護膜を形成してもよい。
【００６６】
本発明において形成される有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、得られた有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の特性は、半導体層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、半導体材料により異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【００６７】
また、有機半導体層には、例えば、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、ヒドロキシル基、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。
【００６８】
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、本発明に用いられる有機半導体材料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アクセプター、ドナーのいずれも使用可能であり、アクセプター、ドナーとしては公知の材料を用い、その導入には公知のプロセスを用いることができる。
【００６９】
本発明の好ましい態様の一つである前記ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタを例にとれば、有機薄膜トランジスタは、支持体上にゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、ドレイン電極がそれぞれ最適に配置されることで構成されるものである。
【００７０】
従って、例えば、支持体上に、ゲート電極を形成した後、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に前記の方法にて、活性層（有機半導体層（薄膜））を形成した後、それぞれ、ソース、ドレイン電極を形成することにより本発明に係わる有機薄膜トランジスタは形成される。
【００７１】
また、例えば、ゲート絶縁膜形成後、ゲート絶縁膜上にソース、ドレイン電極パターンを形成し、該ソース、ドレイン電極間に、有機半導体チャネルを、パターニングにより形成してもよい。
【００７２】
この様に支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層（有機半導体層）、ソース電極、ドレイン電極をそれぞれ必要な場合には適宜パターニングし、最適に配置することで、本発明の有機薄膜トランジスタは得られる。
【００７３】
以下、本発明の製造方法および該製造方法により得られる有機薄膜トランジスタの活性層（有機半導体層（薄膜））以外の、有機薄膜トランジスタを構成するその他の構成要素について説明する。
【００７４】
本発明において、前記ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を形成する材料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、スズ、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・錫（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−カリウム合金、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が用いられるが、特に白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。或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。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い。
【００７５】
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るレジストを用いて電極形成する方法がある。又導電性ポリマーの溶液或いは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェット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。更に導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、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。
【００７６】
本発明においては、前記ソース、ドレイン電極は、前記導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液等の流動性電極材料から形成されることが好ましく、例えば金属等からなる導電性微粒子を、好ましくは有機材料からなる分散安定剤を用いて、水や有機溶剤又はその混合物である分散媒中に分散させ、ペースト或いはインク等の導電性微粒子分散液とし、これを塗設、パターニングすることで、電極を形成することが好ましい。
【００７７】
導電性微粒子の金属材料（金属微粒子）としては、白金、金、銀、コバルト、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が、特に仕事関数が４．５ｅＶ以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが好ましい。
【００７８】
このような金属微粒子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、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３号等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５号、同２００１−５３０２８号、同２００１−３５２５５号、同２０００−１２４１５７号、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分散物である。
【００７９】
分散される金属微粒子の平均粒径としては、２０ｎｍ以下であることが本発明の効果の点で好ましい。
【００８０】
また、金属微粒子分散物に導電性ポリマーを含有させることが好ましく、これをパターニングして押圧、加熱等によりソース電極、ドレイン電極を形成すれば、導電性ポリマーにより有機半導体層とのオーミック接触を可能とできる。即ち金属微粒子の表面に、導電性ポリマーを介在させて、半導体への接触抵抗を低減させ、かつ、金属微粒子を加熱融着させることで、さらに本発明の効果を高めることができる。
【００８１】
導電性ポリマーとしては、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を用いることが好ましく、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が好適に用いられる。
【００８２】
金属微粒子の含有量は導電性ポリマーに対する質量比で０．００００１〜０．１が好ましい。この量を超えると金属微粒子の融着が阻害されることがある。
【００８３】
これらの金属微粒子分散物で、電極を形成した後、加熱により前記の金属微粒子を熱融着させてソース電極、ドレイン電極を形成する。また電極形成時に、概ね、１〜５００００Ｐａ、さらに１０００〜１００００Ｐａ程度の押圧をかけ、融着を促進することも好ましい。
【００８４】
上記金属微粒子分散物を用いて電極様にパターニングする方法としては、例えば、金属微粒子分散物をインクとして用いて印刷法によりパターニング方法がある。また、インクジェット法によりパターニングする方法があり、これは金属微粒子分散物をインクジェットヘッドより吐出し、金属微粒子の分散物をパターニングする方法であり、インクジェットヘッドからの吐出方式としては、ピエゾ方式、バブルジェット（登録商標）方式等のオンデマンド型や静電吸引方式などの連続噴射型のインクジェット法等公知の方法によりパターニングすることができる。
【００８５】
加熱また加圧する方法としては、加熱ラミネータなどに用いられる方法をはじめ、公知の方法を用いることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
無機酸化物としては酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化錫、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。これらの内好ましいのは、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化珪素、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。
【００８８】
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（大気圧プラズマＣＶＤ法）、ディップコート法、キャスト法、リールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法、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エットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００８９】
ウエットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤或いは水に必要に応じて界面活性剤等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所謂ゾルゲル法が用いられる。
【００９０】
これらのうち好ましいのは大気圧プラズマ法である。
【００９１】
大気圧プラズマ法による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号、同１１−１３３２０５号、特開２０００−１２１８０４号、同２０００−１４７２０９号、同２０００−１８５３６２号公報等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することが出来る。
【００９２】
又、有機化合物皮膜の形成法としては、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、或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。
【００９３】
有機化合物皮膜の形成法としては前記ウエットプロセスが好ましい。
【００９４】
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出来る。又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。
【００９５】
また支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えばプラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記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、ポリカーボネート（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。この様に、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出来、可搬性を高めることができると共に、衝撃に対する耐性を向上できる。
特に、プラスチックフィルムを支持体として用いる場合は、例えば、特開２００４−１３４６９４号に開示されているようなガスバリア層を始めとして、酸素、液体（水）、光などから有機薄膜トランジスタ素子を保護するための少なくとも一層、あるいは多層構成のバリア層を更に有することが好ましい。
【００９６】
図１に本発明に係る有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構成例を示す。
【００９７】
同図（ａ）は、支持体（基板）６上に、マスクを用いて金等を蒸着によりパターン形成することにより、あるいは、金属微粒子を含む層のパターンを形成した後、金属微粒子を含む層を加熱加圧して融着させるなどして、ソース電極２、ドレイン電極３を形成し、ソース、ドレイン電極間に有機半導体材料層１を形成し、その上にゲート絶縁層５を形成し、更にその上にゲート電極４を形成して有機ＴＦＴを形成したものである。
【００９８】
図１（ｂ）、（ｃ）に、トップゲート型の有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す。
【００９９】
また、図１（ｄ）〜（ｆ）はボトムゲート型の有機ＴＦＴの構成例を示す。同図（ｄ）は支持体６上にゲート電極４を形成した後、ゲート絶縁層５を形成し、その上にソース電極２、ドレイン電極３を形成して、該ソース、ドレイン電極間のゲート絶縁層上に有機半導体材料層１を形成してボトムゲート型の有機ＴＦＴを形成したものである。同様に他の構成例を（ｅ）、（ｆ）に示す。なかでも同図（ｆ）は支持体６上にゲート電極４を形成した後、ゲート絶縁層５を形成し、その上に有機半導体材料層１を形成した後、更にソース電極２、ドレイン電極３を形成して有機ＴＦＴを形成したものである。
【０１００】
図２は、前記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ＴＦＴシートの概略等価回路図の１例である。
【０１０１】
ＴＦＴシート１０はマトリクス配置された多数の有機ＴＦＴ１１を有する。７は各有機ＴＦＴ１１のゲートバスラインであり、８は各有機ＴＦＴ１１のソースバスラインである。各有機ＴＦＴ１１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１２が接続され、表示装置における画素を構成する。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。１３は蓄積コンデンサ、１４は垂直駆動回路、１５は水平駆動回路である。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０１０３】
（実施例１）
《ＴＦＴ素子の作製》
図１（ｆ）に記載の層構成を有する有機薄膜トランジスタ素子（以下、「ＴＦＴ素子」と呼ぶ。）１を下記の方法によって作製した。
【０１０４】
まず、ゲート電極４としての比抵抗０．０２Ω・ｃｍのＳｉウエハーに厚さ２０００Åの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層５とした。
【０１０５】
次に、これを６０℃に加熱したオクチルトリクロロシランの１％トルエン溶液中に１０分間浸漬後、トルエンで洗浄し、乾燥を行うことによりオクチルトリクロロシランによる表面処理を施した。
【０１０６】
この表面処理を行った上記ゲート絶縁層５上に化合物１（ｌｏｔ．１）の０．５％シクロヘキサン溶液をスピンコート（１０００ｒｐｍ、３０秒）し、塗布膜（厚さ２５ｎｍ）を形成した。更に、この塗布膜の表面にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極２及びドレイン電極３を形成した。
【０１０７】
上記のようにして、ソース電極２及びドレイン電極３は、各々幅１００μｍ、厚さ２００ｎｍで、チャネル幅Ｗ＝５ｍｍ、チャネル長Ｌ＝５０μｍのＴＦＴ素子１を作製した。
【０１０８】
次に、ＴＦＴ素子１の作製において、化合物１（ｌｏｔ．１）の代わりに、表１に示したようなハロゲン元素含有量の化合物１（ｌｏｔ．２）〜化合物１（ｌｏｔ．８）を用いた以外はＴＦＴ素子１と同様にして、ＴＦＴ素子２〜８を作製した。
【０１０９】
なお、化合物１は、ＪＡＣＳ．，２００１，１２３，９４８２−９４８３に記載の合成法に従い、合成した。
【０１１０】
【化７】
2007287961.tif 000008
【０１１１】
各ロットのハロゲン元素含有量は、精製手段や精製回数を変えることによって（具体的には、シリカゲルカラムクロマトグラフによる分離や再結晶）、表１に示したように調整した。
【０１１２】
有機半導体材料中のハロゲン元素濃度は、試料５００ｍｇを、昇温型燃焼炉（ダイアインスツルメンツ社製）を用いて燃焼させ、発生したハロゲン化水素ガスを超純水に吸収させた後、濃縮イオンクロマトグラフで定量することで求めた。
【０１１３】
《ＴＦＴ素子の評価》
（トランジスタ特性）
以上のように作製したＴＦＴ素子１〜８は、ｐチャンネルのエンハンスメント型ＦＥＴの動作特性を示した。それぞれのＴＦＴ素子について、Ｉ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、更にＯＮ／ＯＦＦ比（ドレインバイアス−４０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖ及び０Ｖにしたときのドレイン電流値の比率）を求め、結果を表１に示した。また、温度２５℃、湿度４５％の条件下で１ヶ月放置したときのキャリア移動度及びＯＮ／ＯＦＦ比についても評価し、表１に示した。
【０１１４】
【表１】
2007287961.tif 000009
【０１１５】
表１に示した結果より、有機半導体材料がハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有する本発明の有機薄膜トランジスタは、比較に比べて、トランジスタ特性（キャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比）が明らかに良好であることが分かった。更に、本発明の有機薄膜トランジスタは、比較に比べ経時安定性にも優れていることが分かった。
【０１１６】
（実施例２）
《ＴＦＴ素子の作製》
実施例１と同様にして、ゲート電極４としての比抵抗０．０２Ω・ｃｍのＳｉウエハーに厚さ２０００Å（２００ｎｍ）の熱酸化膜を形成してゲート絶縁層５とした。次に、これを窒素雰囲気下ホットプレート上で加熱しながら、ゲート絶縁層の表面上に化合物１（ｌｏｔ．１）の０．１％トルエン溶液を展開し、当該表面全面に塗布膜（厚さ２５ｎｍ）を形成した。
【０１１７】
更に、実施例１と同様にして、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、ＴＦＴ素子９を作製した。
【０１１８】
ＴＦＴ素子１０〜１６についてもＴＦＴ素子９と同様に作製した。各素子作製に使用した化合物１の各ロットについては、表２に示した。
【０１１９】
《ＴＦＴ素子の評価》
（トランジスタ特性）
実施例１と同様にして、ＴＦＴ素子１０〜１６についてトランジスタ特性を評価した結果について表２に示した。
【０１２０】
【表２】
2007287961.tif 000010
【０１２１】
実施例２に示した結果より、有機半導体材料がハロゲン元素を０．０５〜１０００ｐｐｍ含有する本発明の有機薄膜トランジスタは、比較に比べて、トランジスタ特性（キャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比）が明らかに良好であることが分かった。更に、本発明の有機薄膜トランジスタは、比較に比べ経時安定性にも優れていることが分かった。
【０１２２】
以上の結果より、本発明は、簡便なウェットプロセスで製造でき、トランジスタ特性（キャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比）に優れ、大気中における経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタであることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタの構成例を示す図
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの概略等価回路の１例を示す図
【符号の説明】
【０１２４】
１  有機半導体層
２  ソース電極
３  ドレイン電極
４  ゲート電極
５  絶縁層
６  支持体（基板）
７  ゲートバスライン
８  ソースバスライン
１０  ＴＦＴシート
１１  有機ＴＦＴ
１２  出力素子
１３  蓄積コンデンサ
１４  垂直駆動回路
１５  水平駆動回路
【図１】
2007287961.tif 000014
【図２】
2007287961.tif 000015