(57)【要約】有機半導体材料および脂肪族炭化水素を含む液状材料を基板に塗布する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法により、成膜性が良好であり、塗布欠陥が少なく、トランジスタ特性に優れた、簡便な有機薄膜トランジスタの製造方法が提供できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体材料および脂肪族炭化水素を含む液状材料を基板に塗布する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
前記液状材料がさらに有機半導体材料溶解成分を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記基板が表面処理された基板であることを特徴とする請求の範囲第１または２項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
前記表面処理された基板の表面の水に対する接触角が７０度以上であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記表面処理された基板の表面の水に対する接触角が９０度以上であることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記表面処理がシランカップリング剤による処理であることを特徴とする請求の範囲第３〜５項のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記脂肪族炭化水素が環状脂肪族炭化水素であることを特徴とする請求の範囲１〜６項のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記環状脂肪族炭化水素がシクロヘキサンであることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記有機半導体材料の数平均分子量が５０００以下であることを特徴とする請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記有機半導体材料がヘテロ環を分子中に少なくとも２つ含むことを特徴とする請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記ヘテロ環がチオフェン環であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
請求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法により作製されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は簡単なプロセスで薄膜を形成することが可能な有機薄膜トランジスタの製造方法及び該製造方法で作製した有機薄膜トランジスタ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ＥＬ、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アクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。【０００４】
ここでＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えばＴＦＴ素子では通常、それぞれの層の形成のために、真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関してもｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされるなど、設備の変更が容易ではない。【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められ、有機薄膜トランジスタへの応用が期待されている。これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、したがって前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも例えばＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができるであろう。【０００８】
有機半導体薄膜を溶液プロセスにて作製する方法に関しては、例えば、特許文献１のように有機半導体材料の溶媒に液晶性材料を用いる方法、特許文献２のようにフッ素化された表面基板上に作製する方法などが開示されている。また、特許文献３には、有機半導体薄膜の作製に混合溶媒を用いる方法が開示されている。しかしながら、溶液プロセスで作製した有機薄膜トランジスタでは、移動度などのトランジスタ特性の低下が大きな問題となってくる。また、有機半導体薄膜の形成は、例えば蒸着などの方法に比べ、制御することが一般的に難しい。特に、例えばシランカップリング剤のような表面処理材料を用いて基板表面の接触角を大きくし、トランジスタ特性の向上を狙った場合、均一な薄膜作製に好ましい、例えばスピンコートプロセスなどを用いて有機半導体材料の塗布を試みようとすると、通常用いられるような有機溶媒を用いたのでは、はじきが生じてしまい、好ましい有機半導体薄膜を作製することは非常に困難であった。このように、移動度などのトランジスタ特性を低下することなく、基板への液材の親和性と溶質の溶媒への溶解性の両者を両立するような具体的な溶媒の選択と有機半導体薄膜の作製方法は、これまで提案されてこなかった。
【特許文献１】特開２００４−３１４５８号公報
【特許文献２】特開２０００−３０７１７２号公報
【特許文献３】国際公開第０３／６５４０９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】
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成膜性が良好であり、塗布欠陥が少なく、トランジスタ特性に優れた、簡便な有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することであり、また、該有機薄膜トランジスタの製造方法により作製した有機薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記により達成される。
１．有機半導体材料および脂肪族炭化水素を含む液状材料を基板に塗布する工程を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
２．前記液状材料がさらに有機半導体材料溶解成分を含むことを特徴とする１に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
３．前記基板が表面処理された基板であることを特徴とする１または２に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
４．前記表面処理された基板の表面の水に対する接触角が７０度以上であることを特徴とする３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
５．前記表面処理された基板の表面の水に対する接触角が９０度以上であることを特徴とする４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
６．前記表面処理がシランカップリング剤による処理であることを特徴とする３〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
７．前記脂肪族炭化水素が環状脂肪族炭化水素であることを特徴とする１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
８．前記環状脂肪族炭化水素がシクロヘキサンであることを特徴とする７に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
９．前記有機半導体材料の数平均分子量が５０００以下であることを特徴とする１〜８のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
１０．前記有機半導体材料がヘテロ環を分子中に少なくとも２つ含むことを特徴とする１〜９のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
１１．前記ヘテロ環がチオフェン環であることを特徴とする１０に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
１２．１〜１１のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法により作製されたことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、有機半導体薄膜の形成において成膜性が良好であり、欠陥が少ない、簡便な有機薄膜トランジスタの製造方法が得られ、また、該製造方法を用いることで移動度等、ＦＥＴ特性に優れた有機薄膜トランジスタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る有機薄膜トランジスタの構成例を示す図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタの概略等価回路図の１例である。
【符号の説明】
【００１３】
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
７  ゲートバスライン
８  ソースバスライン
９  基板
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。【００１５】
本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法により良好に駆動する有機薄膜トランジスタを提供することができる。【００１６】
有機薄膜トランジスタは、支持体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、支持体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。本発明に係わる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。【００１７】
前記有機半導体チャネルを構成する本発明に係る有機半導体材料は、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。有機半導体材料としては、例えば、特開平５−５５５６８号公報等にて開示されているペンタセンやテトラセンといったアセン類、特開平４−１６７５６１号等に開示されている鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、特開２００４−３１９９８２号等に開示されているベンゾポルフィリン等のポルフィリン類、その他、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体、テトラチアフルバレン類等といった低分子量化合物や、特開平８−２６４８０５号等に開示されているα−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン６量体を代表例とする芳香族オリゴマー、また、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンといった共役高分子など（これらの多くは『アドバンスド・マテリアル』（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉ−ａｌ）誌２００２年第２号９９ページに記載されている）が、一般的に知られている。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。【００１８】
前述した有機半導体材料の中でも、低分子量化合物として、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、チオフェンオリゴマー等が好ましい例として挙げられる。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。【００１９】
これらの中でも特に、ＪＡＣＳ．ｖｏｌ１２７．Ｎｏ１４．４９８６等に記載されるようなエチニル置換基を有する縮合多環式芳香族化合物類が好ましく用いられる。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。【００２０】
【化１】
2006054686.tif 000002
【００２１】
また、有機半導体材料としては、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。
該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。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、連結するチオフェン環の数は２〜１０が好ましい。【００２２】
本発明に係わる有機半導体材料としてまた、平均分子量５０００以下の分子量を有するオリゴマーは好ましい化合物である。本発明において好ましく用いることのできるオリゴマーとしてはチオフェンオリゴマー等が挙げられる。【００２３】
本発明において好ましく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と、無置換のチオフェン環からなる部分構造を有するチオフェンオリゴマーが挙げられるが、より好ましくは、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。【００２４】
【化２】
2006054686.tif 000003
【００２５】
式中、Ｒは置換基を表す。【００２６】
《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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。
また、本発明において好ましく用いられるチオフェンオリゴマーに含まれるチオフェン環の環数は４〜４０であるものが好ましいが、４〜２０の範囲が更に好ましい。【００３０】
《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。【００３１】
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。【００３２】
《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。【００３３】
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。【００３４】
【化３】
2006054686.tif 000004
【００３５】
【化４】
2006054686.tif 000005
【００３６】
【化５】
2006054686.tif 000006
【００３７】
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。【００３８】
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。【００３９】
【化６】
2006054686.tif 000007
【００４０】
【化７】
2006054686.tif 000008
【００４１】
【化８】
2006054686.tif 000009
【００４２】
【化９】
2006054686.tif 000010
【００４３】
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。
本発明において、前記有機半導体材料を溶解又は分散し、かつ同時に液状材料の基板への親和性を高めることができる溶媒として、脂肪族炭化水素が必要である。脂肪族炭化水素としては、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。また、これらの脂肪族炭化水素は１種類あるいは２種類以上混合して用いてもよい。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く、シクロヘキサンがより好ましい。【００４４】
本発明において、液状材料とは、有機半導体材料と脂肪族炭化水素を含む液体状の材料のことを指し、有機半導体材料が完全に溶解している溶液、あるいは有機半導体材料が全てあるいは一部析出した分散液を含む。
液状材料中における有機半導体材料の含有量は、用いる脂肪族炭化水素の種類、また、後述する有機半導体材料溶解成分等の具体的選択によって変わってくるが、塗布によりこれ等液状材料を基板上に適用して、薄膜を形成させるためには、該材料中において有機半導体材料は、塗布の均一性の面から０．０１〜１０．０質量％、好ましくは０．１〜５．０質量％の範囲で溶解していることが好ましい。
本発明に係る基板とは、有機半導体を担持し得るものをいい、支持体または必要に応じ支持体上に電極もしくは絶縁膜を設けた支持体などが含まれる。【００４５】
また、本発明において、前記有機半導体材料および脂肪族炭化水素を含む液状材料中には、有機半導体材料溶解成分を更に含むことができる。有機半導体材料溶解成分とは、前記有機半導体材料の前記脂肪族炭化水素に対する溶解度より、高い溶解度を有する有機溶媒のことを指し、具体的には、室温における前記有機半導体材料の溶解度が前記脂肪族炭化水素の２倍以上を有する有機溶媒のことを指す。前記有機溶媒としては、一般的に知られている有機溶媒を用いることができ、１種類あるいは２種類以上混合して、有機半導体材料溶解成分として用いることができる。具体的には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等の環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、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、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等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。これらの有機半導体材料溶解成分を用いる量は脂肪族炭化水素の溶媒としての特性を大きく変えない範囲が好ましく、脂肪族炭化水素に対し１．０〜１００質量％で用いるのが溶解性、塗布性の面から好ましい。【００４６】
また、本発明の液状材料は、有機半導体材料が析出しないように有機半導体材料溶解成分を適量加えたものであることが好ましく、有機半導体材料溶解成分を有機半導体材料と混合した際に有機半導体材料が完全に溶解する、すなわち不溶成分を生じないような有機半導体材料溶解成分を選択することがより好ましい。更に、本発明に用いられる脂肪族炭化水素と相溶性があり、均一な溶液を形成できるものであることがより好ましい。【００４７】
本発明で用いられる液状材料は、キャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法等によって基板上に設置することができる。【００４８】
本発明で用いられる基板は、予め表面処理を施しておくことが好ましい。本発明における表面処理とは、基板の水に対する接触角を向上させる処理であり、特に基板の（水に対する）接触角が７０度以上であることが好ましく、特に９０度以上で有ることがより好ましい。このような表面処理としては、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、特開２００５−３２７７４号、特開２００５−１５８７６５号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。
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（表面に水酸基−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。【００４９】
本発明において、これら液状材料を適用しようとする基板としては、前記トップゲート型、また、ボトムゲート型等、その作製手順により異なってくるが、例えば、ボトムゲート型有機薄膜トランジスタの製造においては、例えば、ゲート上に形成されたゲート絶縁膜（ポリシリコン基板上に形成される熱酸化膜）等において、水に対する接触角が７０度以上、好ましくは９０度以上になるものであれば、表面の疎水性が大きくなり、トランジスタ特性が向上するので、好ましい。【００５０】
従って、このような疎水性の高い表面に親和性を有する液状材料が適用されることが好ましく、本発明に係わる脂肪族炭化水素系溶媒また前記有機半導体材料溶解成分を適宜混合して用いることで形成された有機半導体材料を含有する液状材料は非常に好ましいものである。【００５１】
尚、本発明において前記接触角は、有機半導体材料含有液状材料を適用する基板表面の純水に対する接触角を云い、接触角計（ＣＡ−ＤＴ・Ａ型：協和界面科学社製）を用いて２０℃５０％ＲＨの環境下で測定するものである。【００５２】
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。【００５３】
本発明に係わる前記の脂肪族炭化水素を含有する有機半導体材料溶液は、前記の接触角を有する、例えば前記のオクタデシルトリクロロシラン等のシランカップリング処理されたゲート絶縁膜表面への親和性が大きく改善されており、有機半導体薄膜をこれらの表面に形成したときの均一性やまた欠陥の低減に絶大な効果を有する。【００５４】
このようにし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。【００５５】
また、有機半導体層には、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。【００５６】
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、公知の材料、プロセスを用いることができる。【００５７】
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。【００５８】
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。【００５９】
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。【００６０】
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、本発明に係わる有機薄膜トランジスタは得られる。【００６１】
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。【００６２】
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。【００６３】
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。【００６４】
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。【００６５】
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。【００６６】
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分散物である。【００６７】
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。【００６８】
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。【００６９】
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。【００７０】
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。【００７１】
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。【００７２】
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る。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。【００７３】
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。【００７４】
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。【００７５】
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。【００７６】
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。【００７７】
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。【００７８】
これらのうち好ましいのは大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。【００７９】
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、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２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。【００８０】
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。【００８１】
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。【００８２】
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。【００８３】
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。【００８４】
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。
同図（ａ）は、支持体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。【００８５】
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。【００８６】
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。９は基板である。【００８７】
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。【００８８】
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】
【００８９】
以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。【００９０】
（基板の作製）
実施例１、３、４、１０、１９、２１、比較例１、３
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウエハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成したものをゲート絶縁膜とし、基板を作製した。【００９１】
実施例２、５、６、７、８、９、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２２、比較例２、４、５、６
比抵抗０．０２Ω・ｃｍのｎ型Ｓｉウエハーに厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成した後、酸素プラズマ処理により表面の洗浄を行った。この熱酸化膜を形成したＳｉウエハーを表１に記載の表面処理材料（シランカップリング剤）のトルエン溶液（１％質量）に１０分間浸漬後、トルエン洗浄、乾燥させることで、熱酸化膜の表面処理を行い、ゲート絶縁膜とし、基板を作製した。
（塗布性の評価）
実施例１〜２２
次に、表１に記載の半導体材料、脂肪族炭化水素、必要に応じて有機半導体材料溶解成分を各々用いることで、有機半導体材料を含む液状材料（０．５質量％）を調製し、前記工程で得られた基板上にスピンコーターを用いて半導体材料を塗布した後、室温で乾燥させて、基板上に半導体層を形成した。このとき形成した半導体層の塗布性を評価した結果について表１に示した。
表１における有機半導体材料Ｐ−１には、ＵＳ２００３―１６４４９５号公報明細書に記載の例示化合物（３）を用いた。
塗布性は、基板上に基板に対する面積比で８０〜１００％の連続した塗布膜領域が形成され、目視で塗布欠陥がほとんど認められないものを◎、基板上に基板に対する面積比で８０〜１００％の連続した塗布膜領域が形成されているが、目視で塗布欠陥が認められるものを○、基板に対する面積比で塗布膜領域が８０％以下のもの、あるいは、目視で全面的に明らかな塗布欠陥が認められるものを△、液状材料がはじかれて基板上に全く残らず、膜を形成できないものを×として評価した。
（有機薄膜トランジスタの作製）
実施例１〜２２
更に、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極およびドレイン電極を作製した。【００９２】
以上により、チャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍの有機薄膜トランジスタを作製した。このとき作製したトランジスタの飽和領域における移動度を測定した結果についても表１に示した。【００９３】
比較例１〜６
実施例１〜２２の脂肪族炭化水素の代わりに表１に記載の有機溶媒を用いた以外は、実施例１〜２２と同様にして半導体層及び有機薄膜トランジスタを作製し、実施例１〜２２と同様の評価をし、その結果についても表１に示した。【００９４】
【表１】
2006054686.tif 000011
【００９５】
【化１０】
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【００９６】
表１の結果より、本発明の実施例１〜２２は、いずれも塗布性が良好で、高移動度の有機薄膜トランジスタを得ることができた。中でも、実施例３〜２２のように低分子量有機半導体材料を用いた場合は、より高移動度の有機薄膜トランジスタを得ることができた。一方、比較例では、比較例１〜３のように、塗布膜は得られても移動度が不十分であるか、あるいは、比較例４〜６のように、液状材料を基板がはじいてしまい、基板上に有機半導体薄膜を形成することはできなかった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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