(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布膜から、簡便に、キャリア移動度の高い良好な結晶性有機半導体薄膜を提供し、またこれを用いた有機半導体デバイスを提供する。【解決手段】基板上に有機半導体材料溶液を供給、塗布して有機半導体薄膜を形成する場合に、有機半導体薄膜に、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が存在させることにより単一結晶性領域を形成しやすくし異方性結晶の形成による不整合をなくし分子配列の歪や乱れによるキャリア移動度低下のない有機半導体薄膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に有機半導体材料溶液を供給、塗布して形成された有機半導体薄膜において、有機半導体薄膜に、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が存在することを特徴とする有機半導体薄膜。
【請求項２】
０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の前記非被膜部により隔てられた各被膜部が、それぞれ単一の結晶領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体薄膜。
【請求項３】
供給される有機半導体材料溶液に含まれる溶媒の沸点が８０℃以上２５０℃以下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薄膜。
【請求項４】
有機半導体材料溶液の塗布時の基板温度が３０℃以上１５０℃以下であ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薄膜。
【請求項５】
有機半導体材料溶液を供給、塗布する基板の表面エネルギーが、３．０×１０-2Ｎ／ｍ以上６．５×１０-2Ｎ／ｍ以下である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薄膜。
【請求項６】
有機半導体材料が分子量５０００以下であ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薄膜。
【請求項７】
有機半導体材料がヘテロ元素を含む、アセン化合物であ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薄膜。
【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膜を含むことを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項９】
前記有機半導体薄膜の、線状の非被膜部の長辺方向に、キャリア移動を促すようにソース電極およびドレイン電極を配置したことを特徴とする請求項８に記載の有機半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液を用いた塗布プロセスにより製造する、結晶性有機半導体薄膜及びそれを用いた有機半導体デバイスに関する。
【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。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。
【０００６】
一方、溶液プロセスにより、結晶成長を行うものとして、例えば、アセン類の溶液から形成した半導体膜（例えば、特許文献１）が、また、インクジェット法による薄膜形成または結晶成長も記載されている（例えば、特許文献２また特許文献３等）。溶液から形成される半導体薄膜は、その他にも、例えば特許文献４に記載がある。しかしながら、これらには結晶成長の形態については特に説明がなかったり、また、過飽和状態からの液中結晶成長であるが、結晶の成長速度が遅い、またバルク結晶ができやすい等のため、基板上で欠陥の少ない良好な結晶性薄膜の成長ができず、得られる有機薄膜トランジスタの（ＴＦＴ）の移動度も低く、薄膜トランジスタに好適な薄膜形成ができない問題があった。
【０００７】
特許文献５には、これらとは別の、溶液からの有機半導体膜の形成方法が開示されている。これによれば、基板表面と平行方向に薄膜が成長するように成長界面に分子を付与する方法によって、結晶性薄膜を作製できるとしているが、要するに有機半導体材料溶液に基板を浸し、持ち上げつつ、これを行うプロセスであり、生産効率が低い、また、溶液と基板の間に形成されるメニスカス部分で有機半導体薄膜が形成されるため、メニスカス領域の静置等が必要であり、通常の製造環境では欠陥の少ない有機半導体薄膜の製造が難しく、良好な特性が得られない問題があった。
【特許文献１】国際公開第０３／１６５９９号パンフレット
【特許文献２】特開２００３−１９２４９９号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２７５号公報
【特許文献４】特開２０００−３０７１７２号公報
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０１９９１８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、塗布膜から、簡便にうることのできる、キャリア移動度の高い良好な結晶性薄膜、またこれを用いた有機半導体デバイスを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記課題は以下の手段により達成される。
【００１０】
１．基板上に有機半導体材料溶液を供給、塗布して形成された有機半導体薄膜において、有機半導体薄膜に、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が存在することを特徴とする有機半導体薄膜。
【００１１】
２．０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の前記非被膜部により隔てられた各被膜部が、それぞれ単一の結晶領域であることを特徴とする前記１に記載の有機半導体薄膜。
【００１２】
３．供給される有機半導体材料溶液に含まれる溶媒の沸点が８０℃以上２５０℃以下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薄膜。
【００１３】
４．有機半導体材料溶液の塗布時の基板温度が３０℃以上１５０℃以下であ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薄膜。
【００１４】
５．有機半導体材料溶液を供給、塗布する基板の表面エネルギーが、３．０×１０-2Ｎ／ｍ以上６．５×１０-2Ｎ／ｍ以下である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薄膜。
【００１５】
６．有機半導体材料が分子量５０００以下であ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薄膜。
【００１６】
７．有機半導体材料がヘテロ元素を含む、アセン化合物であ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薄膜。
【００１７】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体膜を含むことを特徴とする有機半導体デバイス。
【００１８】
９．前記有機半導体薄膜の、線状の非被膜部の長辺方向に、キャリア移動を促すようにソース電極およびドレイン電極を配置したことを特徴とする前記８に記載の有機半導体デバイス。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、通常の結晶性薄膜形成では、得られない、結晶性領域内において、分子配列の歪みや乱れ不整合の少ないキャリア移動度の大きい結晶性薄膜が形成でき、良好な特性の薄膜トランジスタ等、半導体デバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明は、これにより限定されるものではない。
【００２１】
本発明の有機半導体薄膜は、基板上に有機半導体材料溶液を供給、塗布して形成され、有機半導体薄膜は、複数の長辺、短辺からなる矩形状の被膜部領域が、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部によって互いに隔てられ、並列に形成された有機半導体薄膜からなる。これらの被膜部各領域は、単一の結晶領域であり、基板上に有機半導体材料溶液を供給、塗布すると共に、塗布の方向に沿って、複数、隣接領域と非皮膜部を挟んで、並ぶように大凡直線的な形態で形成される。これを図１に例示した。
【００２２】
図１は、本発明に係わる有機半導体薄膜が、有機半導体材料溶液の塗布によって、形成されてゆく様子を模式的に示した図である。矢印は基板の搬送方向を示している。コーターヘッドから供給された有機半導体材料溶液が、移動する基板上に塗布されて、塗布膜がアイランド状に分離しつつ、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部によって互いに隔てられた結晶性被膜部を形成してゆく。図１（ａ）は、これを斜め上方から見たもの。図１（ｂ）は、断面から観察したものである。
【００２３】
本発明においては、図１のごとく、塗布膜がアイランド状に分離しつつ、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部によって互いに隔てられ、これに沿った線状の結晶性の被膜部を形成してゆくが、この為には、有機半導体材料溶液を、供給、塗布する基板（支持体）の表面エネルギーは、３．０×１０-2Ｎ／ｍ以上、６．５×１０-2Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
適度に表面エネルギーを調整することによって、基板の、有機半導体材料溶液に対する濡れ性を調整すると、基板上に適用された有機半導体材料溶液は、塗布後、表面張力により、アイランド状に分離しつつ、塗布液膜の結晶化先端で、後述の結晶化プロセスによって、結晶性薄膜を形成し、これにより前記の０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部によって互いに隔てられ、並列に形成された結晶性の被膜部を形成する。また、その他の非塗布部は、非皮膜部として残り、これが、前記０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部として、各結晶性の皮膜部の間に形成される。
【００２５】
各アイランド状に分離し、基板上に一旦形成された、有機半導体材料ウエット膜（溶液膜）は、以下詳述する結晶化プロセスによって、形成された溶液塗膜の端部の界面において結晶成長がおこり、該結晶成長の界面を移動させつつ結晶性の薄膜を順次形成させるというものである。このようにして塗布により、所望の厚みで、基板上に良質の、即ち、キャリア移動度の大きな、有機半導体材料の結晶性薄膜を形成することができる。
【００２６】
このプロセスによれば、各々の線状の連続した有機半導体材料塗布膜のウエット膜端部（エッジ）において、その後退や相対的移動に伴い、半導体分子が結晶成長してゆく。即ち、エッジの後退速度（または移動速度）が結晶成長速度と等しい結晶成長をもたらす。結晶成長の方向は、前記の線状の非被膜部に沿っており、半導体分子のπスタックの方向に相当すると推測される。
【００２７】
図２は有機半導体材料塗布膜の、前記図１の、各溶液塗膜（ウエット膜）のエッジ部（端部）の結晶成長の様子を示す図である。すなわち溶液塗膜のエッジ部（端部）においては、断面を図２に示したように、結晶性薄膜と溶液塗膜とで固液界面が形成され、この界面が溶液内部方向に移動（後退）することで、結晶性薄膜が逐次形成される。塗膜端部の移動には、平衡による溶媒の揮発に伴う体積減少、表面張力の作用による溶液塗膜形状の変化、重力など力学的な作用を利用することができる。
【００２８】
結晶の成長速度は、基板の温度や、溶媒種等、また基板の表面エネルギー等によって影響を受けるが、固液界面の移動に伴う平衡過程を通して、有機半導体材料の溶液塗膜の端部（エッジ）において、分子が配向しつつ結晶化してゆく。
【００２９】
また、これらの結晶化界面が順次移動する過程を効率よく引き起こすには、溶液塗膜を形成した後に、その塗膜端部において有機半導体材料の結晶の析出を促すようにするのが好ましい。
【００３０】
前記した結晶性薄膜の成長過程が現れる前の、溶液塗膜の端部では、気／液界面が大きく、膜厚も薄くなっており、半導体溶液の体積あたりの溶媒の揮発速度が大きい、従って、溶媒の揮発に伴って、有機半導体材料の濃度が上昇し、結晶が析出しやすくなっている。所謂偏析、あるいはコーヒーステインと呼ばれる現象も作用して、有機半導体材料溶液の端部に濃度勾配ができ、結晶の析出が起こる。このようにして発生した結晶は、前記した結晶性薄膜の種結晶としての機能をもたらし、より効果的な結晶性薄膜の成長を援助する。
【００３１】
そのために、溶液の端部の滞留時間として１〜６０秒程度滞留させ、端部での偏析により結晶の析出を起こさせ、より効率的な結晶性薄膜の成長を図るとよい。
【００３２】
本発明においては、このように、結晶成長の界面、即ち溶液ウエット塗膜の端部の移動と同時に、結晶性薄膜が成長する過程を含むのが好ましく、このとき、溶媒の蒸発を伴った溶液体積の減量により、前記界面を移動させることが好ましい。このときの溶液塗膜の端部の移動速度は、基板表面に平行な方向に、１μｍ／ｓｅｃ〜５０００μｍ／ｓｅｃ、２０μｍ／ｓｅｃ〜２０００μｍ／ｓｅｃ、更には、１００〜１０００μｍ／ｓｅｃの範囲が好ましい。
【００３３】
また、このような、溶液塗布膜において、結晶化界面が移動する際の、溶液塗膜の厚さは、１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５〜５００μｍ、さらに１０〜１００μｍが好ましく、これら以下では、溶液塗膜の塗布性が悪化し、これらの範囲以外では溶媒の蒸発速度にもよるが、結晶性薄膜の品質が低下する。
【００３４】
また、用いられる溶媒或いは有機半導体材料の組み合わせとしては、該溶媒中に、結晶性有機半導体薄膜を得ようとする有機半導体材料が、数％迄、即ち、０．１％〜１０％程度（２５℃で）、好ましくは、１％〜１０％程度溶けるような溶媒と半導体材料との組み合わせを選択することが好ましい。
【００３５】
また、実際に有機半導体材料溶液の塗布を行うときの、有機半導体材料の溶液中の濃度は、０．００１〜１０質量％、０．０１〜１質量％、好ましくは０．０５〜０．５％の範囲が、形成される結晶性有機半導体薄膜の厚さや、結晶性、特にその結晶性領域の大きさという観点から好ましい。
【００３６】
有機半導体材料溶液の濃度が薄すぎる場合には、偏析による結晶の形成が起こりにくく、また、結晶形成しても、連続した単一な結晶性領域をつくりにくい。また、濃すぎる場合、結晶が一度に形成され、結晶の配向がランダムな多結晶領域を形成しやすく、単一な配向面を有する大きな結晶領域ができにくく好ましくない。
【００３７】
結晶化薄膜を得ようとする基板の温度、また、使用する溶媒の沸点や、蒸気圧などの条件は適宜選択されるが、温度としては、概ね室温〜１５０℃が好ましいが、前記、非皮膜部を形成しつつこれを挟んで結晶性の各皮膜部を形成する条件としては、より好ましくは３０度〜１５０℃である。これは勿論有機半導体材料溶液に用いる溶媒によっても変化するが、溶媒の沸点としては、８０℃以上、２５０℃以下である。前記のように、溶液塗布膜において、溶媒の蒸発は、溶液ウエット塗膜の端部の移動、及び結晶性薄膜が成長する前記の過程と共に、平衡的に進行するのが好ましく、溶媒の蒸発を伴った溶液体積の減量により、結晶化界面を移動させることが好ましい。
【００３８】
本発明により作製される塗膜部における結晶性薄膜は、単一の結晶領域を有することが好ましい。単一の結晶性領域は、偏光顕微鏡により確認できる。偏光顕微鏡により、クロスニコルを用いて観察したときに、複屈折の均一な状態、すなわち試料を回転させた時に見られる明暗の変化が、結晶領域全体にわたり単一の変化を示す状態を有する領域として確認することができる。
【００３９】
本発明において、実際には、これらの被膜部また非被膜部が全て帯状に連続して、各々の被膜部において単一の結晶領域が形成され続けるものではなく、これらの被膜部において実質的には単一の結晶領域が複数形成されている。この単一の結晶領域の大きさとしては、しかしながら少なくとも２５μｍ2〜２５ｍｍ2程度の大きさをもつことが好ましい。さらに好ましくは、１００μｍ2〜２５ｍｍ2の範囲である。勿論、全部単一の結晶領域で形成されてもよいが、これらのサイズであれば、半導体素子のチャネル形成に好適な大きさである。
【００４０】
形成された結晶性薄膜において、複屈折の均一な状態を示す単一の結晶領域の大きさは、ソース電極、ドレイン電極をこの領域内に設け、この領域内においてチャネル形成できるようなサイズをもつことが好ましいため、本発明においては、前記の結晶領域のサイズで表現すると、前記非塗膜部に沿って、数μｍ〜数千μｍ長さの範囲である。
【００４１】
また、本発明においては、前記有機半導体薄膜の、線状の非被膜部の長辺方向に、キャリア移動を促すようにソース電極およびドレイン電極を配置することが好ましい。
【００４２】
図３にこれを示した。キャリア移動を促すようにソース電極およびドレイン電極を配置するということは、図３（１）に示すように、ソース、ドレイン電極のそれぞれ中心（重心）を結んだ線分が、各非皮膜部（或いは各皮膜部）の長辺の方向（平均値）とのなす角度（θ）が、±３０°程度以内の範囲であればよい。
【００４３】
図３（１）に示されるように、形成した長辺をもつ結晶性の皮膜部の長辺の方向に、ソース電極、ドレイン電極が大凡並ぶ構成が最も好ましい。即ち、結晶性薄膜の成長方向、即ち、塗膜の界面に略直交する方向に結晶の配向・成長が行われるので、できれば、ソース電極、ドレイン電極間のチャネルが、この結晶性薄膜の成長方向と同一になるように配置される。
【００４４】
本発明に係わる結晶性の有機半導体薄膜の形成方法は、種々の結晶性有機半導体材料の薄膜形成に用いることができ、以下に示す種々の縮合多環芳香族化合物をはじめとする共役系化合物に適用することが可能である。
【００４５】
また、本発明の、線状の非被膜部を有する結晶性薄膜の形成に用いられる溶液塗膜の形成方法としては、例えば、図１において示したダイコート法、また、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、バーコート法などの塗布による方法、インクジェット法など各種の方法が挙げられ、材料に応じて使用できる。基材（基板）上に連続的に塗膜を形成するものであればよい。
【００４６】
本発明において、キャリア移動度の高い単一の結晶領域をもつ結晶性半導体薄膜が形成されやすい理由は、推測であるが、通常の結晶性薄膜形成では、結晶性領域が接触してしまい、領域境界では大きな不整合が生じてしまい、この不整合は結晶性領域内にまで影響を及ぼして、領域内の分子配列の歪みや乱れとなりキャリア移動の妨げとなっていると考えられるが、本発明においては、このように、アイランド化（線状）することで、塗膜全体が結晶化する場合に比べ、大きな異方性結晶が生成しにくくなるため、各アイランド状の皮膜部の長軸方向に、結晶性半導体のπスタックが並びやすく、単一の結晶性領域が形成されやすくなるものと考えられる。
【００４７】
本発明においては、基板の表面エネルギーにより、アイランド化、即ち、非皮膜部、皮膜部の面積比は変わってくる。そのため、表面エネルギーと、溶媒選択、蒸気圧、基板温度等の製膜に関わるファクターを制御することで被膜部及び非被膜部の面積比を、大凡は見積もることができる。大面積の有機半導体薄膜を形成する際には、非被膜部の割合を低下させるため、例えば、比較的高表面エネルギーで、高基板温度にすることが適する。この場合の膜形状は非被膜部の線幅が小さいほど良く、０．５μｍ〜５μｍが好ましい。
【００４８】
逆に本発明を利用し、非被膜部を、有機半導体薄膜（層）のアイランド化のパターン手段としたい時には、比較的低表面エネルギー（３．０×１０-2Ｎ／ｍ以上６．５×１０-2Ｎ／ｍ以下）で、低基板温度（例えば、３０〜９０℃）にすることが適する。この場合の膜形状は非被膜部の線幅はパターンに合致することが重要で、本発明を利用すれば５μｍ〜１００μｍの非被膜部を形成することが出来る。
【００４９】
尚、基板表面の表面エネルギーは、協和界面科学株式会社製：接触角計ＣＡ−Ｖにより、基板表面における水、ヨウ化メチレン及びニトロメタンの接触角を測定し（２５℃）、Ｙｏｕｎｇの式、Ｆｏｗｋｅｓの式を適用することにより計算で求めることができる。
【００５０】
本発明に係わる、線状の非被膜部が存在する結晶性有機半導体薄膜は、種々の結晶性の有機半導体材料を用い形成することができ、以下に示す種々の縮合多環芳香族化合物をはじめとする共役系化合物に適用することが可能である。
【００５１】
縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、へプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、フタロシアニン、ポルフィリンなどの化合物及びこれらの誘導体が挙げられる。
【００５２】
その他の共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタンなどのシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体或いは混合物を挙げることができる。
【００５３】
また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、チオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、などのオリゴマーが好適に用いることができる。
【００５４】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ′−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ′−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ′−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００５５】
これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。
【００５６】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００５７】
また、前記ポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、下記一般式（１）で表されるチオフェンオリゴマーが好ましい。
【００５８】
【化１】
2007294721.tif 000003
【００５９】
式中、Ｒは置換基を表す。
【００６０】
《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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
《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。
【００６５】
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。
【００６６】
《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、それに加えて、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。
【００６７】
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。
【００６８】
尚、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。
【００６９】
【化２】
2007294721.tif 000004
【００７０】
【化３】
2007294721.tif 000005
【００７１】
【化４】
2007294721.tif 000006
【００７２】
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。
【００７３】
【化５】
2007294721.tif 000007
【００７４】
【化６】
2007294721.tif 000008
【００７５】
【化７】
2007294721.tif 000009
【００７６】
【化８】
2007294721.tif 000010
【００７７】
これらのチオフェンオリゴマーの製造法は、本発明者等による特願２００４−１７２３１７号（２００４年６月１０日出願）に記載されている。
【００７８】
また、本発明においては、有機半導体材料として、特に、下記一般式（ＯＳＣ１）で表される化合物が好ましい。
【００７９】
【化９】
2007294721.tif 000011
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
一般式（ＯＳＣ１）において、Ｚ1又は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。
【００８４】
更に、下記一般式（ＯＳＣ２）で表される化合物が好ましい。
【００８５】
【化１０】
2007294721.tif 000012
【００８６】
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。
【００８７】
一般式（ＯＳＣ２）において、Ｒ7又は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。また、Ｚ1又は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。
【００８８】
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。
【００８９】
【化１１】
2007294721.tif 000013
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
【化１２】
2007294721.tif 000014
【００９４】
【化１３】
2007294721.tif 000015
【００９５】
【化１４】
2007294721.tif 000016
【００９６】
これらの有機半導体材料のうち、分子量５０００以下であることが、溶解性、また、結晶性であることから好ましく、また、前記材料中、ヘテロ元素を含むアセン化合物が好ましく、特に、前記一般式（ＯＳＣ１）、中でも、一般式（ＯＳＣ２）で表される構造を有する材料が好ましい。
【００９７】
また、本発明においては、前記結晶性有機半導体薄膜（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。
【００９８】
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。
【００９９】
また、これら結晶性有機半導薄膜を、形成するのに用いる有機半導体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、結晶性有機半導体薄膜を得ようとする有機半導体材料に応じて適宜選択されるが、沸点で、８０℃以上、２５０℃以下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。より好ましくは、８０℃〜１５０℃である。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。
【０１００】
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。
【０１０１】
また本発明に記載の高結晶性薄膜形成のためには、溶媒の表面エネルギーもまた重要であり、溶媒の表面エネルギーとしては２５℃において、１０Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍが好ましく、さらには１５Ｎ／ｍ〜３０Ｎ／ｍである溶媒が好ましい。
【０１０２】
本発明の製造方法によって形成される結晶性有機半導体薄膜（層）の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体層の膜厚に大きく左右されるので、有機半導体材料の種類により、また、溶媒の種類によっても異なるが、一般に１μｍ以下、特に１０〜３００ｎｍが好ましい。
【０１０３】
（基板表面の表面エネルギー、接触角）
本発明の結晶性薄膜を形成する基板の表面、たとえば薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の表面の表面エネルギーは、溶液の塗布性の観点、即ち、基板に適用後に、ウエット膜が適度にアイランド状に分離して、線状の被塗膜部を形成し、塗膜部がこれに沿った結晶化薄膜となるために、また、形成される結晶の品質の観点から、前記の如く、３．０×１０-2Ｎ〜６．５×１０-2Ｎ／ｍの範囲が好ましく、４．０×１０-2Ｎ／ｍ〜６．０×１０-2Ｎ／ｍの範囲がより好ましい。また水の接触角としては、２０〜９０°が好ましく、３０〜７５°がより好ましい。
【０１０４】
本発明に係わ結晶性の有機半導体薄膜は、有機半導体デバイスにおける、半導体層として用いられる、有機半導体デバイスとして代表的には、薄膜トランジスタ素子が挙げられる。電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）、スイッチング素子、該薄膜トランジスタ素子を用いるＴＦＴシート等があげられる。
【０１０５】
本発明の有機半導体デバイスにおける薄膜トランジスタ素子では、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。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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。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。
【０１０８】
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１〜５０ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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、同１１−８０６４７号、同１１−３１９５３８号、特開２０００−２３９８５３等に示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、同２００１−５３０２８、同２００１−３５２５５、同２０００−１２４１５７、同２０００−１２３６３４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。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。
【０１１１】
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。さら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。
【０１１２】
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。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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
これらのうち好ましいのは、上述した大気圧プラズマ法である。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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。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。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１〜８０質量％、電解液の温度５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ2、電圧１〜１００ボルト、電解時間１０秒〜５分の範囲が適当である。好ましい陽極酸
化処理は、電解液として硫酸、リン酸又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５〜４５質量％であることが好ましく、電解液の温度２０〜５０℃、電流密度０．５〜２０Ａ／ｄｍ2で２０〜２５０秒間電解処理するのが好ましい。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
〔基板について〕
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。
【０１２４】
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も可能である。保護層としては前述した無機酸化物又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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
図３に、本発明に係わる結晶性有機半導体薄膜を用いた、薄膜トランジスタ素子の代表的な素子構成を示す図である。
【０１３１】
本発明に係わる結晶性有機半導体薄膜の製造方法により製造した結晶性有機半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタの構成例を幾つか断面図にて図３（ａ）〜（ｆ）に示す。図２において、有機半導体薄膜は、ソース電極、ドレイン電極が、これをチャネルとして連結するよう、単一の（即ち偏光面が同一である）結晶性領域内となるよう構成されることが好ましい。
【０１３２】
同図（ａ）は、支持体６上に金属箔等によりソース電極２、ドレイン電極３を形成し、これを基材（基板）として、本発明の方法により、両電極間に本発明の結晶性有機半導体薄膜からなるの有機半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、更にその上にゲート電極４を形成して電界効果型トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は、有機半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、本発明の方法をもちいて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は、支持体６上に先ず本発明の方法をを用いて、有機半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。
【０１３３】
同図（ｄ）は、支持体６上にゲート電極４を金属箔等で形成した後、絶縁層５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、該電極間に本発明の有機薄膜トランジスタ材料により形成された有機半導体層１を形成する。その他同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。
【０１３４】
次に、本発明に係わる結晶性有機半導体薄膜において、その単一の結晶領域を有効に利用して、キャリア移動度の高い薄膜トランジスタ素子を得るための、電極の配置について説明する。
【０１３５】
図４に、薄膜トランジスタ素子を形成するために、本発明に係わる、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が存在する有機半導体薄膜上への、ソース、ドレイン電極を配置について、幾つかの例を示した。図４（ａ）は、形成された線状（短冊状）の結晶性半導体塗膜部の長辺方向に対し、ソース電極、ドレイン電極をこの方向に配置したもの（配置例１）、前記塗膜部の長軸の方向（平均値）と、ソース、ドレイン電極のそれぞれ中心を結んだ線分とが平行になる例である。
【０１３６】
図４（ｂ）は、塗膜部の長軸の方向と、ソース、ドレイン電極のそれぞれ中心を結んだ線分とが一定の角度（θ）をもつ場合（配置例２）である。
【０１３７】
図４（ｃ）は、角度（θ）が、直交する場合（配置例３）である。
【０１３８】
有機半導体結晶のπスタックは、相対的に他の部位同士よりも強く、線状の非被膜部に沿った方向で成長する確率が高いことが予測され、配置例１が、最も薄膜トランジスタ素子の電極配置としては好ましく、また、有機半導体薄膜の、線状の非被膜部の長辺方向に、キャリア移動を促すようにソース電極およびドレイン電極を配置することが好ましいため、この角度は（θ）は、ソース電極、ドレイン電極間に、チャネル形成を妨げるように０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が入り込む可能性が余り大きくない範囲、大凡３０度以下が好ましい。
【０１３９】
配置例３においては、前記塗膜部の長軸方向と、ソース、ドレイン電極のそれぞれ中心を結んだ線分のなす角度（θ）が大凡９０度であり、ソース電極、ドレイン電極間に、チャネル形成を妨げるように、０．５μｍ以上１００μｍ以下の短辺をもつ線状の非被膜部が、はいる可能性が大きくなるため、配置例１＞配置例２＞配置例３の順で好ましい。
【実施例】
【０１４０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
【０１４１】
比較例１
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。
【０１４２】
次に、下記有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）を用いて半導体層を形成した。０．０５質量％トルエン溶液を調製し、Ｎ2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、次いで、スピンコート法により前記酸化ケイ素皮膜の表面に塗布した。このとき形成された半導体層の平均膜厚は５０ｎｍであった。
【０１４３】
更に、この全面被膜された膜の表面に金でソース・ドレイン電極を形成し、電界効果型トランジスタを作製した。
【０１４４】
実施例１
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この表面の表面エネルギーを測定したところ４．５×１０-2Ｎ／ｍであった。
【０１４５】
尚、表面エネルギーは、上記シリコン基板表面の水接触角、ヨウ化メチレン（ＣＨ2Ｉ2）、ニトロメタン（ＣＨ3ＮＯ2）の接触角を協和界面科学株式会社製：接触角計ＣＡ−Ｖにより測定し、この水及びヨウ化メチレン、ニトロメタン（ＣＨ3ＮＯ2）の接触角からＹｏｕｎｇの式、Ｆｏｗｋｅｓの式を適用することにより計算で求めた。
【０１４６】
次に、下記有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）を用いて半導体層を形成した。０．０５質量％トルエン溶液を調製し、Ｎ2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、基板温度を６０℃に保持した前記酸化ケイ素皮膜の表面に図１の装置（ダイコーター）を用いて、基板を１２ｍｍ／ｍｉｎ．で搬送しつつ、前記トルエン溶液を基板上に適用、塗布して、成膜した。このとき形成された有機半導体層の平均膜厚は３０ｎｍであり、平均長にして３μｍ幅の（即ち短辺が３μｍ）線状の非被膜部と１μｍ幅の線状の被膜とが周期的に交互に形成されていた。
【０１４７】
【化１５】
2007294721.tif 000017
【０１４８】
次いでこの膜の表面に、更に金でソース及びドレイン電極を形成し、電界効果型トランジスタを作製した。ソース電極、ドレイン電極は、線状の非被膜部と線状の被膜部とが周期的に交互に形成された有機半導体薄膜上に、ソース電極、ドレイン電極間におけるキャリアが移動の方向が、線状膜の線幅方向となるよう、即ち、図４（ｃ）のごとく、θ＝９０°となるよう配置した（配置例３）。また、作製した薄膜トランジスタは、チャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍとした。
【０１４９】
実施例２
実施例１と同様の方法で有機半導体薄膜（層）を製膜し、ソース・ドレイン電極を図４（ａ）のようにθ＝０°として線状膜の長辺方向にキャリアが移動するように配置した（配置例１）。
【０１５０】
実施例３
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。
【０１５１】
次に、有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）を用いて半導体層を形成した。０．０５質量％トルエン溶液を調製し、Ｎ2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、図１の装置を用いて、基板温度を４０℃に保持した前記酸化ケイ素皮膜の表面に、基板を１２ｍｍ／ｍｉｎで搬送ししつつ、成膜した。このとき形成された有機半導体薄膜（層）の平均膜厚は２０ｎｍであり、塗布の幅方向に３μｍ幅の線状の非被膜部と２０μｍ幅の線状の被膜とが周期的に交互に形成され、それぞれ線状の被膜部、非被膜部が塗布方向に沿って線状に形成されていた。
【０１５２】
更に、この膜の表面に金でソース・ドレイン電極を形成し、電界効果型トランジスタを作製した。ソース電極、ドレイン電極はそれぞれ、３μｍ幅の線状の非被膜部と２０μｍ幅の線状の被膜とが周期的に交互に形成された有機半導体被膜上に、図４（ｃ）のようにθ＝９０°、即ち、線状膜の線幅方向にキャリアが移動するように配置した（配置例３）。また、作製した薄膜トランジスタは、チャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍとした。
【０１５３】
実施例４
実施例３と同様の方法で半導体層を製膜し、ソース電極、ドレイン電極はそれぞれ図４（ｂ）の配置（θ＝４５°）となるように配置した以外は同様にして薄膜トランジスタを作製した。
【０１５４】
実施例５
実施例３と同様の方法で半導体層を製膜し、ソース電極、ドレイン電極はそれぞれ図４（ａ）の配置（θ＝０°）とし、線状膜の長辺方向にキャリアが移動するように配置した以外は同様にして薄膜トランジスタを作製した。
【０１５５】
比較例２
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この表面を酸素プラズマ処理し、表面エネルギーを測定したところ７．５×１０-2Ｎ／ｍであった。
【０１５６】
次に、有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）を用いて半導体層を形成した。０．０５質量％トルエン溶液を調製し、Ｎ2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、基板温度を６０℃に保持した前記酸化ケイ素皮膜の表面に図１の装置を用いて基板を１２ｍｍ／ｍｉｎで搬送して、成膜した。このとき形成された半導体層の平均膜厚は３０ｎｍで、溶液を供給した基板全面が被覆されていた。基板の表面エネルギーが高いため、均一な半導体膜が形成された。
【０１５７】
更に、この膜の表面に金でソース電極、ドレイン電極を形成し、チャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍの、電界効果型トランジスタを作製した。
【０１５８】
実施例７
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウェハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成し、ゲート絶縁膜とした。この基板をオクチルトリクロロシラン溶液に浸漬して表面処理した。この表面の表面エネルギーは２．５×１０-2Ｎ／ｍであった。
【０１５９】
次に、有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）を用いて半導体層を形成した。０．０５質量％トルエン溶液を調製し、Ｎ2ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、基板温度を６０℃に保持した前記酸化ケイ素皮膜の表面に図１の装置を用いて基板を１２ｍｍ／ｍｉｎで搬送して、基板上に塗布した。基板が有機半導体材料溶液をはじいてしまい、均一な薄膜塗布ができず、有機半導体材料（ＯＳＣ２−１）の塊が基板上に残ってしまった。そのため素子の作製は不可能であった。
【０１６０】
以上の実施例、比較例において作製した薄膜トランジスタについは、電界効果型トランジスタとして良好に動作したが、そのＩ−Ｖ特性から求めた飽和領域におけるキャリア移動度をそれぞれ算出し、表に記載した。
【０１６１】
【表１】
2007294721.tif 000018
【０１６２】
このように、本発明の方法により形成される有機半導体薄膜は、均一に薄膜形成した有機半導体薄膜を用いた場合に比べ、キャリア移動度が大きく、良好な特性を示すことが判った。また、特に形成された線状膜の長辺方向にキャリアが移動するようにソース電極、ドレイン電極を配置した場合は、中でもキャリア移動度が大きく、良好な特性を示すことが判った。
【０１６３】
尚、スピンコート法によるもの、また、基板の表面エネルギーを７．５×１０-2Ｎ／ｍとしたものでは、全面の塗膜となり、本発明の線状（短冊状）の被塗膜部によって隔てられた結晶性の有機半導体被膜は形成されなかった。また、表面エネルギーが小さい（２．５×１０-2Ｎ／ｍ）場合には、全面にハジキが起こり膜形成自体が不能であった。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の有機半導体薄膜が有機半導体材料溶液の塗布により形成されてゆく様子を模式的に示した図である。
【図２】有機半導体材料塗布膜のエッジ部（端部）の結晶成長の様子を示す図である。
【図３】薄膜トランジスタ素子の代表的な素子構成を示す図である。
【図４】薄膜トランジスタ素子において、有機半導体薄膜上への電極の配置を示す図である。
【符号の説明】
【０１６５】
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
【図１】
2007294721.tif 000019
【図２】
2007294721.tif 000020
【図３】
2007294721.tif 000021
【図４】
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