有機トランジスタの製造方法
【課題】電界効果移動度が高い有機トランジスタを製造する方法を提供すること。
【解決手段】式
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、及びＲ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］で表される構造単位を含む化合物を含有する有機膜を形成する工程と、Ｙで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、有機半導体層を製造する工程とを、有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法。
【解決手段】式
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、及びＲ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］で表される構造単位を含む化合物を含有する有機膜を形成する工程と、Ｙで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、有機半導体層を製造する工程とを、有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機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、有機トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機トランジスタ等の有機半導体素子の製造過程では、シリコン系トランジスタ等の無機半導体素子の製造に必要な高温プロセス及び真空プロセスを省くことができ、製造に要するエネルギーを低減できる。また、有機半導体素子は、柔軟性を有するフィルム状の素子とすることが可能であり、次世代の素子として注目されている。
【０００３】
π共役構造を有する化合物は導電性及び半導体性を示し、有機トランジスタに用いられる有機半導体化合物として注目されている。π共役構造を有する化合物として、具体的には、例えば、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）などが知られている。
【０００４】
非特許文献１には、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）のクロロホルム溶液をシリコンウエハー上にスピンコートして有機半導体層を形成した有機トランジスタが記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記有機トランジスタは電界効果移動度が１０−５〜１０−４ｃｍ２／Ｖｓであり、電界効果移動度がより高い有機トランジスタを製造する方法が求められている。
【０００６】
非特許文献２には、π共役構造を有する化合物として、アントラセンのホモポリマー、及びアントラセンとベンゼンとのコポリマーが記載されている。アントラセン部分の多くは発光性であり、π共役構造の一部としてアントラセン部分を有するポリマーは、エレクトロルミネッセンス性を示す可能性が高い材料である。
【０００７】
π共役構造を有する化合物の多くは非溶解性であり、合成方法が複雑になり易い。そのため、非特許文献２では、加熱してアントラセンのホモポリマー、及びアントラセンとベンゼンとのコポリマーに変化させることができ、溶剤に対して溶解性を示す前駆体が提案されている。上記前駆体は、アントラセンのホモポリマー、又はアントラセンとベンゼンとのコポリマーのアントラセン部分に、無水マレイン酸がディールスアルダー付加した構造を持っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】アプライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．）、第５３巻、第１８号、第１９５〜１９７頁（１９８８年）
【非特許文献２】ケミカル コミュニケーション（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．）、第７３〜７４頁（１９９７年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、電界効果移動度が高い有機トランジスタを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明は、式（１）
【００１１】
【化１】
【００１２】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【００１３】
【化２】
【００１４】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法を提供する。
なお、前記式（１）において、左側のベンゼン環には、その右側の２つのＣ原子（これらの内の一つにはＲ３が結合し、他方にはＲ４が結合している）と結合している２つのベンゼン環炭素原子以外のベンゼン環炭素原子の内のいずれかにおいて、水素原子の代わりにｎ個のＲ１基、及び一つの隣接構造単位（図示せず）と結合している。式（１）に類似した他の式も同様に解釈される。
【００１５】
ある一形態においては、Ｙで表される２価の基を少なくとも一部を脱離させるために、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記にエネルギーが印加される。
【００１６】
ある一形態においては、前記有機半導体前駆体膜が、式（１）で表される構造単位を含む化合物と溶媒とを含有する溶液を、有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布することにより形成される。
【００１７】
また、本発明は、式（１）
【００１８】
【化３】
【００１９】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を広げることにより、該化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【００２０】
【化４】
【００２１】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、
該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法を提供する。
【００２２】
ある一形態においては、Ｙで表される２価の基が、式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のそれぞれで表される基
【００２３】
【化５】
【００２４】
［式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）中、Ｒ１０〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｘ１は、水素原子又はハロゲン原子を表す。Ｘ１が複数個ある場合、それらは同一であっても相異なってもよい。］
からなる群から選択される少なくとも一種の基である。すなわち、前記化合物は、式（１）で表される構造単位を１個だけ有するとき、Ｙで表される２価の基は、上記式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のいずれか１つで表され、前記化合物が式（１）で表される構造単位を２個以上有するとき、それらの構造単位におけるＹは、互いに同じであってもよく、また異なっていてもよい。
【００２５】
また、本発明は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、該有機半導体層は、式（３）
【００２６】
【化６】
（３）
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタを提供する。
【００２７】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、さらにゲート絶縁層を有する。
【００２８】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記有機半導体層を有し、前記ゲート電極と該有機半導体層との間に前記ゲート絶縁層を有する。
【００２９】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に前記有機半導体層を有し、該有機半導体層上に前記ソース電極及び前記ドレイン電極を有する。
【００３０】
また、本発明は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、該第１の有機半導体層は、式（２）
【００３１】
【化７】
【００３２】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、該第２の有機半導体層は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタを提供する。
【００３３】
また、本発明は、上記いずれかの有機トランジスタを含むエレクトロニクスデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、電界効果移動度が高い有機トランジスタの製造方法を提供するため、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の有機トランジスタの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図４】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図６】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図７】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図８】本発明の有機トランジスタを含む面状光源の一例を示す模式断面図である。
【図９】実施例１及び２で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【図１０】実施例３で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【図１１】実施例４〜１１で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３７】
本発明の有機トランジスタの製造方法は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法である。
本発明において、「有機半導体」とは、半導体としての機能を有する有機化合物を意味する。「有機半導体層」とは、有機半導体を含有する層を意味し、「有機半導体前駆体膜」とは、有機半導体の前駆体を含有する膜を意味する。ここで、「有機半導体の前駆体」は、それ自身が有機半導体であってもよく、有機絶縁体であってもよい。
【００３８】
ここで、化合物を広げる（spread）とは、化合物を薄膜状に成形する操作を意味し、塗布又は蒸着等の通常使用される薄膜成形方法を全部包含することが意図されている。
【００３９】
式（１）中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。置換基の中でも、ハロゲン原子、炭素数１〜３０の基が好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子があげられる。
中でも、フッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００４０】
炭素数１〜３０の基の例としては、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、チエニル基などのヘテロアリール基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、シアノ基が挙げられる。炭素数１〜３０の基中の水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。炭素数１〜３０の基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子の中でもフッ素原子で置換されていることが好ましい。
【００４１】
ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。ｎ及びｍは、０であることが好ましい。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。
【００４２】
式（１）中、Ｒ３及びＲ4は、水素原子又は置換基を表す。Ｒ３又はＲ4で表される置換基の例としては、Ｒ１で表される置換基の例と同じ基が挙げられる。化合物の合成の容易さの観点からは、Ｒ３及びＲ4は、水素原子が好ましい。
【００４３】
式（１）中、Ｙは、２価の基を表す。２価の基の中でも、熱や光などのエネルギーを与えることで脱離しうる基が好ましい。Ｙで表される２価の基としては、以下の基が例示される。
【００４４】
【化８】
【００４５】
式（Ｙ−１）〜式（Ｙ−８）中、Ｒ１０〜Ｒ２０は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。中でも、水素原子又は炭素数１〜３０の基が好ましい。
【００４６】
Ｒ１０〜Ｒ１９が置換基である場合、該置換基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜３０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜２０のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基がさらに好ましく、炭素数１〜６のアルキル基が特に好ましい。
【００４７】
Ｒ２０が置換基である場合、該置換基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、エステル構造を含む基が挙げられる。
【００４８】
Ｘ１は、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。ハロゲン原子の中でも、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
【００４９】
式（Ｙ−１）〜式（Ｙ−８）で表される基の中でも、式（Ｙ−３）〜式（Ｙ−７）で表される基が好ましく、式（Ｙ−３）〜式（Ｙ−５）で表される基がより好ましい。例えば、好ましいＹは、式（Ｙ−３）又は（Ｙ−４）中で、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８及びＲ１９が、炭素数１〜１０のアルコキシ基、特に、炭素数１〜４のアルコキシ基となる基である。
【００５０】
式（１）で表される構造単位を含む化合物は、さらに式（３）で表される構造単位を有していてもよい。
【００５１】
【化９】
（３）
【００５２】
式（３）中、Ａｒ１は、アリーレン基、２価の複素環基、２価の芳香族アミン残基、アルケニレン基又はアルキニレン基を表す。ただし、Ａｒ１は、式（１）で表される構造単位とは異なる。
【００５３】
アリーレン基としては、単環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基、２個以上の芳香族炭化水素が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基が挙げられる。
【００５４】
アリーレン基が、単環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、該アリーレン基の炭素数は、８〜６０であることが好ましく、８〜４８であることがより好ましく、８〜３０であることがさらに好ましく、８〜１４であることが特に好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００５５】
アリーレン基が、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、該アリーレン基の炭素数は、１０〜６０であることが好ましく、１０〜４８であることがより好ましく、１０〜３０であることがさらに好ましく、１０〜１４であることが特に好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００５６】
アリーレン基が、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００５７】
【化１０】
【００５８】
【化１１】
【００５９】
【化１２】
【００６０】
【化１３】
【００６１】
【化１４】
【００６２】
【化１５】
【００６３】
【化１６】
【００６４】
上記式中、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒが置換基である場合、メチル基、エチル基、ブチル基、２−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、ヘキサデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル、ナフチル等のアリール基、チエニルなどのヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基が挙げられる。Ｒがアルキル基である場合、炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜８のアルキル基がさらに好ましい。Ｒがアルコキシ基である場合、炭素数１〜２０のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１２のアルコキシ基がより好ましく、炭素数１〜８のアルコキシ基がさらに好ましい。
【００６５】
アリーレン基が、２個以上の芳香族炭化水素が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、芳香族炭化水素としてはベンゼンが好ましい。アリーレン基が、２個以上のベンゼンが直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００６６】
【化１７】
【００６７】
【化１８】
【００６８】
【化１９】
【００６９】
式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。
【００７０】
ヘテロアリーレン基としては、単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基、多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基、少なくとも１個の芳香族複素環式化合物を含む２個以上の芳香族化合物が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基が挙げられる。
【００７１】
ヘテロアリーレン基が単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基又は多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基である場合、該ヘテロアリーレン基の炭素数は、３〜６０であることが好ましく、３〜２０であることがより好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００７２】
ヘテロアリーレン基が単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基又は多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基の例としは、下記の基があげられる。
【００７３】
【化２０】
【００７４】
【化２１】
【００７５】
【化２２】
【００７６】
【化２３】
【００７７】
【化２４】
【００７８】
【化２５】
【００７９】
【化２６】
【００８０】
【化２７】
【００８１】
【化２８】
【００８２】
【化２９】
【００８３】
【化３０】
【００８４】
【化３１】
【００８５】
【化３２】
【００８６】
【化３３】
【００８７】
上記式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。
【００８８】
ヘテロアリーレン基が少なくとも１個の芳香族複素環式化合物を含む２個以上の芳香族化合物が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００８９】
【化３４】
【００９０】
【化３５】
【００９１】
【化３６】
【００９２】
【化３７】
【００９３】
【化３８】
【００９４】
【化３９】
【００９５】
【化４０】
【００９６】
上記式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。Ｘ２は−ＣＨ＝又は窒素原子を表す。Ｘ２が複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【００９７】
２価の芳香族アミン残基とは、芳香族アミン化合物から水素原子を２個取り除いた基である。２価の芳香族アミン残基の例としては、式１６０、式１６１で表される基が挙げられる。
【００９８】
【化４１】
【００９９】
上記式中、Ｒは前述と同じ意味を表す。
【０１００】
アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等が挙げられる。アルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニエン基等が挙げられる。
【０１０１】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物の分子量は特に制限なく、どのような分子量でも使用することができる。式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、高分子化合物であることが好ましい。本発明における高分子化合物とは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が３×１０３以上の化合物を指す。
【０１０２】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物の中でも、重量平均分子量で３×１０３〜１×１０７の高分子化合物が好ましく用いられる。重量平均分子量が３×１０３以上であるとデバイス作製時の膜形成において、欠陥の発生が抑制され、１×１０７以下であると溶媒への溶解性や素子作成時の塗布性が高くなる。
【０１０３】
重量平均分子量としてさらに好ましくは、８×１０３〜５×１０６であり、特に好ましくは１×１０４〜１×１０６である。デバイス作製時の膜形成において、欠陥の発生を抑制する観点からは、１００００以上が好ましい。
【０１０４】
なお、本発明における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレンスタンダードを用いて算出した重量平均分子量のことを指す。
【０１０５】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、１×１０3〜１×１０8であることが好ましく、より好ましくは２×１０3〜１×１０7である。
ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０3以上である場合には、強靭な薄膜が得られやすくなる。一方、１０8以下である場合には、高分子化合物の溶解性が高く、薄膜の作製が容易である。
【０１０６】
なお、本発明における数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレンスタンダードを用いて算出した数平均分子量のことを指す。
【０１０７】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が高分子化合物である場合、該化合物の溶媒に対する溶解度の観点からは、該化合物が有する全構造単位の合計を１００とした場合、式（１）で表される構造単位の量が２０〜１００であることが好ましく、３０〜６０であることがより好ましい。
【０１０８】
前記高分子化合物は、分子鎖末端に重合に関与する基が残っていると、得られた高分子化合物を有機素子に用いたときの特性が低下する可能性があるので、末端が重合に関与しない安定な基で保護されていることが好ましい。該安定な基としては、分子鎖主鎖の共役構造と連続した共役結合を有している基が好ましい。具体的には、特開平9-45478号公報の化10に記載の置換基が例示される。
【０１０９】
また、前記高分子化合物は、素子に用いる場合、素子作製の容易性から、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、０．０１ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することが好ましく、０．１ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することがより好ましく、０．４ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することがさらに好ましい。
【０１１０】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が高分子化合物である場合、該高分子化合物の製造方法としては、特に制限されるものではなく、Ｎｉ触媒を用いた還元的カップリング反応を用いる方法、Ｓｔｉｌｌｅカップリング反応を用いる方法、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法があげられる。化合物の合成の容易さ、交互共重合化合物が得られやすい観点からは、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法が好ましい。
【０１１１】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式
Ｑ１−Ｅ1−Ｑ２ （１００）
［式中、Ｅ1は、式（１）で表される構造単位を表す。Ｑ１及びＱ２は、同一又は相異なり、ボロン酸残基又はホウ酸エステル残基を表す。］
で表される１種類以上の化合物と、式
Ｔ1−Ｅ2−Ｔ2 （２００）
［式中、Ｅ2は、式（３）で表される構造単位を表す。Ｔ1及びＴ2は、同一又は相異なり、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基又はアリールアルキルスルホネート基を表す。］
で表される１種類以上の化合物とを、パラジウム触媒及び塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。
【０１１２】
反応に用いる式（２００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計が、式（１００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計に対して、過剰であることが好ましい。反応に用いる式（２００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計を１モルとすると、式（１００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計が０．６〜０．９９モルであることが好ましく、０．７〜０．９５モルであることがさらに好ましい。
【０１１３】
式（２００）における、Ｔ1及びＴ2で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。高分子化合物の合成の容易さからは、臭素原子、ヨウ素原子であることが好ましく、臭素原子であることがさらに好ましい。
【０１１４】
式（２００）における、Ｔ1及びＴ2で表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、ｐ−トルエンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が例示される。
【０１１５】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応に用いられるパラジウム触媒としては、Ｐｄ（０）触媒、Ｐｄ（ＩＩ）触媒等が挙げられる。パラジウム触媒の具体例としては、パラジウム〔テトラキス（トリフェニルホスフィン）〕、パラジウムアセテート類、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）が挙げられるが、反応（重合）操作の容易さ、反応（重合）速度の観点からは、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、パラジウムアセテート類が好ましい。
【０１１６】
パラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式（１００）で表される化合物１モルに対して、通常、0.0001モル〜0.5モルであり、好ましくは0.0003モル〜0.1モルである。
【０１１７】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応に用いられる塩基は、無機塩基、有機塩基、無機塩等である。無機塩基としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化バリウムが挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。無機塩としては、例えば、フッ化セシウムが挙げられる。
【０１１８】
塩基の添加量は、式（１００）で表される化合物１モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モルであり、さらに好ましくは１モル〜１０モルである。
【０１１９】
前記パラジウム触媒としてパラジウムアセテート類を用いる場合は、配位子としてリン化合物を添加してもよい。リン化合物の例としては、トリフェニルホスフィン、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（ｏ−メトキシフェニル）ホスフィンが挙げられる。リン化合物を添加する場合、その添加量は、パラジウム触媒１モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モルであり、さらに好ましくは１モル〜10モルである。
【０１２０】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応において、反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフランが挙げられる。高分子化合物の溶解性の観点からは、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。また、塩基を水溶液として反応系中に加え、水相と有機相の２相の溶媒中でモノマーを反応させてもよい。塩基として無機塩を用いる場合は、通常、水溶液として反応系中に加え、２相の溶媒中でモノマーを反応させる。
【０１２１】
なお、塩基を水溶液として反応系中に加え、２相の溶媒中でモノマーを反応させる場合は、必要に応じて、第４級アンモニウム塩などの相間移動触媒を反応系中に加えてもよい。
【０１２２】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応の温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50〜160℃程度である。高分子化合物の高分子量化の観点からは、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
【０１２３】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を行う時間（反応時間）は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間〜200時間程度であり、１時間〜３０時間程度が好ましい。
【０１２４】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下であってパラジウム触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、反応容器（反応系）内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式（１００）で表される化合物、式（２００）で表される化合物、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）を仕込み、さらに、反応容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、脱気したトルエンを加えた後、この溶液に、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した塩基、例えば、脱気した炭酸ナトリウム水溶液を滴下した後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で８時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。
【０１２５】
＜有機半導体前駆体膜を形成する工程＞
本発明の有機トランジスタの製造方法は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程を含む。該有機半導体前駆体膜は、例えば、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物と溶媒とを含む溶液を有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布し、その後、溶媒を蒸発させて形成することができる。
【０１２６】
該溶媒としては、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を溶解できるものであればよく、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン置換芳香族炭化水素溶媒、脂肪族炭化水素溶媒、ハロゲン置換脂肪族炭化水素溶媒、エーテル溶媒が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒の例としては、キシレン、メシチレン、アニソール、シクロヘキシルベンゼンが挙げられる。ハロゲン置換芳香族炭化水素溶媒の例としては、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが挙げられる。脂肪族炭化水素溶媒の例としては、テトラリンが挙げられる。ハロゲン置換脂肪族炭化水素溶媒の例としては、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンが挙げられる。エーテル溶媒の例としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランが挙げられる。
【０１２７】
該溶液を用いて有機半導体前駆体膜を形成する場合、溶液中の溶媒の沸点が低いと、均一な薄膜を形成するための乾燥工程の制御が困難な場合がある。そのため、溶媒の沸点は１５０℃以上が好ましく、２００℃以上がより好ましい。
【０１２８】
該溶液を塗布する層としては、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などが挙げられる。有機トランジスタが、ゲート絶縁層等の絶縁層を有する場合、溶液を塗布する層は絶縁層であってもよい。
【０１２９】
該溶液を基体上に塗布する塗布方法としては、キャスト方法、スピンコート方法、バーコート法、インクジェット方法、凸版を用いる印刷方法、孔版を用いる印刷方法、第１の版に塗布した後に第２の版に転写し、第２の版を用いて印刷する方法などがあげられる。
【０１３０】
＜有機半導体層の製造＞
本発明の有機トランジスタの製造方法は、前記有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程を含む。
【０１３１】
脱離方法としては、式（１）で表される構造単位を含む化合物にエネルギーを印加する方法が挙げられる。該エネルギーの例としては、熱エネルギー、光エネルギーが挙げられる。
【０１３２】
熱エネルギーを用いる場合は、前記化合物からＹで表される２価の基が脱離する温度以上、かつ、該化合物が分解する温度よりも低い温度であれば、任意の温度を設定することができる。通常は１５０℃から４００℃の範囲が好ましく、より好ましくは２００℃から３５０℃である。熱処理を行う時間としては、工業的な範囲で選定できるが、通常は１分から５０時間であり、好ましくは１０分から２４時間である。熱処理の雰囲気としては、不活性雰囲気が好ましく、窒素ガス中、アルゴンガス中、真空中が例示される。不活性雰囲気中に酸素を含む場合、酸素濃度が１００体積ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。また、不活性雰囲気が真空である場合、酸素分圧が２００Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｐａである。
【０１３３】
光によりＹで表される２価の基を脱離させる方法としては、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射する方法が例示される。光強度はＹで表される２価の基が脱離する強さであれば特に制限はない。光を照射する場合の雰囲気も、不活性雰囲気が好ましく、その範囲は上記に例示した範囲を好適に用いることができる。
【０１３４】
式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、式（１）で表される構造単位を含んでいてもよい。該化合物は、例えば、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が有する式（１）で表される構造単位のうちの少なくとも一部のＹで表される２価の基を脱離させることにより製造することができる。
【０１３５】
本発明の有機トランジスタの製造方法の他の態様は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法である。
【０１３６】
第１の有機半導体前駆体膜を形成する方法及び第２の有機半導体前駆体膜を形成する方法としては、前述の有機半導体前駆体膜を形成する方法が挙げられる。また、第１の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法及び第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法は、前述の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法が挙げられる。
【０１３７】
＜有機トランジスタ＞
次に、本発明の製造方法で製造した有機トランジスタの好適な実施形態について説明する。
【０１３８】
有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり式（２）で表される構造単位を有する化合物を含有する有機半導体層（活性層）、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を備えるものであり、電界効果型、静電誘導型などが例示される。
【０１３９】
電界効果型有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層（活性層）、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに、有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、有機半導体層（活性層）に接して設けられており、さらに有機半導体層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。
【０１４０】
静電誘導型有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層（活性層）、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、このゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ここで、ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、且つゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。
【０１４１】
図１は、第１実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図１に示す有機トランジスタ１００は、基板１と、基板１上に所定の間隔をもって形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４２】
図２は、第２実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図２に示す有機トランジスタ１１０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、ソース電極５と所定の間隔を持って有機半導体層２上に形成されたドレイン電極６と、有機半導体層２及びドレイン電極６上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４３】
図３は、第３実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図３に示す有機トランジスタ１２０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うように絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、を備えるものである。
【０１４４】
図４は、第４実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図４に示す有機トランジスタ１３０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を一部覆うようにして絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４５】
図５は、第５実施形態に係る有機トランジスタ（静電誘導型有機トランジスタ）の模式断面図である。図５に示す有機トランジスタ１４０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔をもって複数形成されたゲート電極４と、ゲート電極４の全てを覆うようにして有機半導体層２上に形成された有機半導体層２ａ（有機半導体層２ａを構成する材料は、有機半導体層２と同一でも異なっていてもよい）と、有機半導体層２ａ上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４６】
図６は、第６実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図６に示す有機トランジスタ１５０は、基板１と、基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔をもって形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うようにして有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５が下部に形成されている絶縁層３の領域とドレイン電極６が下部に形成されている絶縁層３の領域とをそれぞれ一部覆うように、絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４７】
図７は、第７実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図７に示す有機トランジスタ１６０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を覆うように形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように有機半導体層２上に形成されたソース電極５と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔をもって有機半導体層２上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４８】
上述した第１〜第７実施形態に係る有機トランジスタにおいては、有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａは、上述した高分子化合物を含む薄膜から構成されており、ソース電極５とドレイン電極６との間の電流通路（チャネル）となる。また、ゲート電極４は、電圧を印加することにより有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａにおける電流通路（チャネル）を通る電流量を制御する。
【０１４９】
上述した有機トランジスタの有機半導体層以外の部材は、公知の方法で製造することができる。電界効果型有機トランジスタの場合は、例えば、特開平５−１１００６９号公報に記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機トランジスタの場合は、例えば、特開２００４−００６４７６号公報に記載の方法により製造することができる。
【０１５０】
基板１は、有機トランジスタとしての特性を阻害しなければよく、ガラス基板、フレキシブルなフィルム基板、プラスチック基板等を用いることができる。
【０１５１】
有機半導体層２は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含むものであり、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物のみから構成されていてもよく、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物以外の材料を含んで構成されていてもよい。また、有機半導体層２は、１種類の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含んでよく、２種類以上の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含んでいてもよい。有機半導体層２は、電子輸送性又はホール輸送性を高めるために、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物以外に、電子輸送性又はホール輸送性を有する低分子化合物や高分子化合物をさらに含有していてもよい。
【０１５２】
ホール輸送性材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリアリールジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリアリーレンビニレン及びその誘導体、並びに、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体が例示される。
【０１５３】
電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、並びに、Ｃ６０等のフラーレン類及びその誘導体等が例示される。
【０１５４】
また、有機半導体層２は、機械的特性を高めるために、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物とは異なる高分子化合物材料を高分子バインダーとして含んでいてもよい。高分子バインダーとしては、電子輸送性又はホール輸送性を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好ましく用いられる。
【０１５５】
このような高分子バインダーとしては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、並びに、ポリシロキサンが例示される。
【０１５６】
有機半導体層２の膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜１００μｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは３ｎｍ〜５００ｎｍであり、特に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１５７】
有機半導体層２中の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、配向していてもよい。配向した式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を有する有機半導体層２は、有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を配向させる工程を行い、その後、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させることで製造することができる。該有機半導体層２は、分子が規則性を持つため、電子移動度又はホール移動度が向上するため好ましい。
【０１５８】
式（１）で表される構造単位を含む化合物が高分子化合物である場合、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を配向させる方法としては、液晶の配向手法として知られている方法を用いることができる。中でもラビング法、光配向法、シェアリング法（ずり応力印加法）や引き上げ塗布法が、配向手法として簡便かつ有用で利用しやすいため好ましく、ラビング法、シェアリング法がより好ましい。
【０１５９】
絶縁層３を構成する材料は、電気の絶縁性が高い材料であればよく、公知のものを用いることができる。絶縁層３を構成する材料としては、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、Ｔａ２Ｏ５、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、有機ガラス、フォトレジストが挙げられる。低電圧化の観点からは、絶縁層３には誘電率の高い材料を用いることが好ましい。
【０１６０】
絶縁層３の上に有機半導体層２を形成する場合は、絶縁層３と有機半導体層２の界面特性を改善するため、シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁層３表面を処理し、表面改質した後に有機半導体層２を形成してもよい。
【０１６１】
電界効果型有機トランジスタの場合、電子やホール等のキャリアは、一般に絶縁層３と有機半導体層２の界面付近を通過する。したがって、この界面の状態がトランジスタの移動度に大きな影響を与える。そこで、この界面状態を改良して特性を向上させる方法として、シランカップリング剤による界面の制御が知られている（例えば、表面科学，Ｖｏｌ．２８．Ｎｏ．５，ｐｐ２４２−２４８，２００７年）。
【０１６２】
シランカップリング剤としては、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＤＴＳ）、フェニルエチルトリクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等のシリルアミン化合物が挙げられる。また、表面処理剤で処理する前には、絶縁層表面をオゾン紫外線（ＵＶ）、酸素（Ｏ２）プラズマで処理をしておくことも可能である。
【０１６３】
このような表面処理によって、絶縁層３として用いられるシリコン酸化膜などの表面エネルギーを制御することができる。また、表面処理により、有機半導体層２を構成している式（２）で表される構造単位を含む化合物の絶縁層３上での配向性が向上し、これによって高いキャリア輸送性（移動度）が得られる。
【０１６４】
ゲート電極４の材料としては、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の金属や、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等が挙げられる。これらの材料は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１６５】
なお、ゲート電極４として、高濃度にドープされたシリコン基板を用いることも可能である。高濃度にドープされたシリコン基板は、ゲート電極としての性質とともに、基板としての性質も併せて有する。このような基板としての性質をも有するゲート電極４を用いる場合には、基板１とゲート電極４とが接している有機トランジスタにおいて、基板１を省略してもよい。例えば、上述した第３、４、７実施形態の有機トランジスタにおいて、ゲート電極４が基板１を兼ねる構成とすることができる。
【０１６６】
ソース電極５及びドレイン電極６は、低抵抗の材料から構成される。低抵抗の材料としては、例えば、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム及びモリブデンが挙げられる。これらの材料の中でも、電荷注入の観点からは、金、白金が好ましく、プロセス容易性の観点から、金がさらに好ましい。これらの材料は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【０１６７】
以上、好適な実施形態の有機トランジスタとして幾つかの例を説明したが、有機トランジスタは上記の実施形態に限定されない。例えば、ソース電極５及びドレイン電極６と、有機半導体層２との間には、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物とは異なる化合物からなる層が介在していてもよい。これにより、ソース電極５及びドレイン電極６と、有機半導体層２との間の接触抵抗が低減され、有機トランジスタのキャリア移動度をさらに高めることができる場合がある。
【０１６８】
このような層としては、上述したような電子又はホール輸送性を有する低分子化合物；アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属やこれらの金属と有機化合物との錯体等；ヨウ素、臭素、塩素、塩化ヨウ素等のハロゲン；硫酸、無水硫酸、二酸化硫黄、硫酸塩等の酸化硫黄化合物；硝酸、二酸化窒素、硝酸塩等の酸化窒素化合物；過塩素酸、次亜塩素酸等のハロゲン化化合物；アルキルチオール化合物、芳香族チオール類、フッ素化アルキル芳香族チオール類等の芳香族チオール化合物等からなる層が挙げられる。
【０１６９】
また、上述したような有機トランジスタを作製した後には、素子を保護するため、有機トランジスタ上に保護膜を形成することが好ましい。これにより、有機トランジスタが大気から遮断され、有機トランジスタの特性の低下を抑制することができる。また、有機トランジスタの上に駆動する表示デバイスを形成する場合、保護膜によって、その形成工程における有機トランジスタへの影響も低減することができる。
【０１７０】
保護膜を形成する方法としては、有機トランジスタを、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂や無機のＳｉＯＮｘ膜等でカバーする方法等が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うため、有機トランジスタを作製後、保護膜を形成するまでの工程は、大気に曝すことなく（例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中等で）行うことが好ましい。
【０１７１】
本発明の有機トランジスタの好ましい一態様は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、該有機半導体層中に式（３）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタである。
【０１７２】
【化４２】
（３）
【０１７３】
有機トランジスタは、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体層を有していてもよい。有機トランジスタがゲート絶縁層を有する場合、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体層を有し、ゲート電極と該有機半導体層との間にゲート絶縁層を有する有機トランジスタでもよく、ゲート電極上にゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に有機半導体層を有し、該有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を有する有機トランジスタであってもよい。
【０１７４】
本発明の有機トランジスタの好ましい他の態様は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、該第１の有機半導体層中に式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、該第２の有機半導体層中に式（２）で表される構造単位を含む少なくとも１個化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタである。
【０１７５】
本発明の有機トランジスタは、エレクトロニクスデバイスに用いることができる。ここで、エレクトロニクスデバイスとは、有機ＥＬ素子が挙げられる。
【０１７６】
＜面状光源及び表示装置＞
次に、本発明の有機トランジスタを用いた面状光源及び表示装置について説明する。
【０１７７】
面状光源及び表示装置は、駆動トランジスタ及びスイッチングトランジスタの少なくとも２つの有機トランジスタを備えるものである。面状光源及び表示装置は、このうちの少なくとも１つの有機トランジスタとして、上述した本発明の有機トランジスタを用いたものである。
【０１７８】
図８は、好適な実施形態に係る面状光源の模式断面図である。図８に示す面状光源２００においては、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うように絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２全体を覆うように有機半導体層２上に形成された保護膜１１とにより、有機トランジスタＴが構成されている。
【０１７９】
また、面状光源２００においては、有機トランジスタＴ上に、層間絶縁膜１２を介して、下部電極（陽極）１３、発光素子１４及び上部電極（陰極）１５が順次積層されており、層間絶縁膜１２に設けられたビアホールを通じて下部電極１３とドレイン電極６とが電気的に接続されている。また、下部電極１３及び発光素子１４の周囲にはバンク部１６が設けられている。さらに、上部電極１５上方には基板１８が配置され、上部電極１５と基板１８との間は封止部材１７により封止されている。
【０１８０】
図８に示した面状光源２００において、有機トランジスタＴは、駆動トランジスタとして機能する。また、図８に示した面状光源２００においては、スイッチングトランジスタは省略されている。
【０１８１】
本実施形態に係る面状光源２００においては、有機トランジスタＴに上述した本発明の有機トランジスタが用いられる。それ以外の構成部材については、公知の面状光源における構成部材を用いることができる。なお、上部電極１５、封止部材１７及び基板１８としては、透明なものが用いられる。
【０１８２】
また、図８に示した面状光源２００は、発光素子１４に白色発光材料を用いることで面状光源として機能するが、発光素子１４に赤色発光材料、青色発光材料及び緑色発光材料を用い、それぞれの発光素子の駆動を制御することで、カラー表示装置とすることができる。
【０１８３】
面状光源及び表示装置において、パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、発光素子を構成する発光層の非発光とすべき部分を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。さらに、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体を塗り分ける方法や、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴ等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置として用いることができる。
【実施例】
【０１８４】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１８５】
数平均分子量及び重量平均分子量については、ゲルパーミッションクロマトグラフィー（GPC）により、ポリエチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。GPC装置は、島津製作所製、商品名：ＬＣ−１０Ａｖｐ（カラム：ＴｓＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー製）２本と、ＴｓＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００（東ソー製）１本との直列接続、移動相：テトラハイドロフラン、流速：０．６ｍｌ／分、サンプル濃度：約０．５ｗｔ％、検出器：示差屈折率検出器またはＵＶ検出器）または、Ｗａｔｅｒｓ製、商品名：Ａｌｌｉａｎｃｅ ＧＰＣ／Ｖ２０００（カラム：ＰＬｇｅｌ ＭＩＸＥＤ−Ｂ（Ｖａｒｉａｎ製）３本の直列接続、カラム温度：１４０℃、移動相：オルトジクロロベンゼン、流速：１ｍｌ／分、サンプル濃度：約０．７７ｗｔ％、検出器：示差屈折率検出器またはＵＶ検出器）を用いた。
【０１８６】
合成例１
（化合物（Ｃ−２）の合成）
【０１８７】
【化４３】
【０１８８】
化合物(Ｃ−１)（東京化成工業社製）を２０．１６ｇ（６０．００ｍｍｏｌ）、無水マレイン酸を２０．５９ｇ(２１０．０ｍｍｏｌ)、及び、トルエンを２５０ｍＬ加え、室温(２５℃)で３０分間アルゴンバブリングを行った。この時、化合物（Ｃ−１）はトルエンに対して不溶であり、反応系中は不均一であった。オイルバス温度を１２０℃にして、反応液を３．５時間還流させることにより、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応が進行し、反応系内は均一溶液となった。その後、反応液にメタノール２０ｍＬを３０分おきに５回（計１００ｍＬ）加え、３時間加熱環流させることで、無水物が開環したモノエステル体を得た。その後、反応液に濃硫酸１ｇを３時間おきに２回加え、６時間加熱環流させた。エバポレータを用いて反応液中の溶媒を除去した後、ヘキサン２００ｍＬを加え、室温で１時間撹拌することで、無水マレイン酸を除去した。反応液にメタノール２００ｍＬを加え、濃硫酸１ｇを３時間おきに２回加え、６時間加熱環流させた後、反応液を濾過して不溶物を取り除いた。クロロホルムを展開溶媒に用いたカラムで反応液の分離を行い、分離物をヘキサンで再沈殿を行い、無色粉末のアントラセンの架橋体（化合物（Ｃ−２））を２５．１７ｇ得た。
【０１８９】
合成例２
（高分子化合物１の合成）
【０１９０】
【化４４】
（Ｃ−２） （Ａ）
【０１９１】
グローブボックス内の１００ｍｌ反応管に、化合物（Ｃ−２）を３１１ｍｇ、ビチオフェンのジホウ酸エステル体（化合物（Ａ））を２９２ｍｇ、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド（商品名Ａｌｉｑｕａｔ３３６（登録商標）、アルドリッチ社製）を秤量して加え、その後、窒素雰囲気のグローブボックス内で、脱気したトルエンを１２ｇ、脱気した炭酸カリウム水溶液を１２ｇ、及び、触媒であるテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）を１．５ｍｇ反応管に加えた。前記炭酸カリウム水溶液は、炭酸カリウム２８２ｍｇを脱気した純水１２ｇに溶解させて製造した。
【０１９２】
還流条件で１７時間反応させた後、反応液に化合物（Ｃ−２）に対して０．１３モル等量のブロモベンゼンを加え１．５時間還流を続け、さらに、反応液に化合物（Ｃ−２）に対して０．１３モル等量のフェニルホウ酸を加え、１．５時間還流を続けた後、反応を停止した。
【０１９３】
反応液中の水層を除去後、有機層にクロロホルムを添加し、加熱溶解させた後、エバポレーターで濃縮し、減圧乾燥を行い、粗精製物を得た。得られた粗精製物にクロロホルムを加えて加熱溶解させた後、アルミナとシリカとを積層したカラムを用いて精製処理を３回行った。カラム処理後の溶液をエバポレーターで濃縮し、減圧乾燥を行い黄色粉状の高分子化合物１を得た。高分子化合物１の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物１のポリスチレン換算の数平均分子量は１７，１００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は３１，３００であった。
【０１９４】
実施例１
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１を用い、以下の方法で図９に示す構造を有する有機薄膜トランジスタを作製した。
【０１９５】
ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。次に、フォトリソグラフィ工程によりシリコン酸化膜３２上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（シリコン酸化膜側から、クロム、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いて、スピンコート法により基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、メンブランフィルターでろ過した。
ろ過後の溶液を、上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。
【０１９６】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から電界効果移動度を算出したところ、５×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０１９７】
合成例３
（高分子化合物２の合成）
【０１９８】
【化４５】
高分子化合物２
【０１９９】
グローブボックス内、１００ｍｌ反応管に、化合物（Ｃ−２）を３３９ｍｇ、及び、２，２’−ビピリジルを２９８ｍｇ秤量して入れ、脱気した脱水テトラハイドロフランを１６ｇ添加して溶解させた。その後、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケルを５２８ｍｇ添加した後、６０℃で３時間反応をさせた。
【０２００】
反応液を、水/メタノール/アンモニア水の混合溶液に加え、析出物を回収し乾燥した。
得られた回収物のクロロホルム溶液を、セライト（商品名）のカラムで処理し、次にアルミナとシリカとを積層したカラムで処理した。処理液を濃縮し、高分子化合物２を得た。
高分子化合物２の得量は４０ｍｇであった。高分子化合物２のポリスチレン換算の数平均分子量は２７，７００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は２７４，０００であった。
【０２０１】
実施例２
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１にかえて高分子化合物２を用いた以外は、実施例１と同様に有機トランジスタを作製した。
【０２０２】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。
測定した特性から電界効果移動度を算出したところ、２×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２０３】
実施例３
（有機トランジスタの作製）
以下の方法で図１０に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。
ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、この溶液を上記基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、第１の有機半導体層３５を形成した。次に、第２の層として高分子化合物２をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、この溶液を第１の有機半導体層の上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、第２の有機半導体層３５ａを形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により第２の有機半導体層３５ａの上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２０４】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。この特性から電界効果移動度を算出したところ、２.４×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであった。
【０２０５】
合成例４
（化合物（Ｃ−３）の合成）
【０２０６】
【化４６】
【０２０７】
四つ口フラスコに、化合物（Ｃ−２）を４．８０２ｇ、ビスピナコラートジボロンを１０．１６ｇ及びジオキサンを１５０ｍＬ加え、室温（２５℃）でアルゴンガスを用いて四つ口フラスコ中をバブリングした。[１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム(ＩＩ)を４０８．３ｍｇ、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを２７７．２ｍｇ及び酢酸カリウムを３．９２６ｇ加えた後、反応液を７時間加熱環流させた。反応後。液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。フィルターを用いて反応液に難溶である塩基を分離した。反応液をエバポレータで３０分程乾燥させ、溶媒を取り除いた。参考例１と同様の方法で、反応液をカラムで分離した後、分離物を少量のアセトンに溶解させ、メタノールを加えて撹拌し、少量の水を加えていくことで、化合物（Ｃ−２）のビスピナコールエステル体（化合物（Ｃ−３））を３．５０ｇ得た。化合物（Ｃ−３）の収量は６０．９％であり、液体クロマトグラフィーから求めたHPLC面百値による純度は、９７．５％であっ
た。
【０２０８】
合成例５
（高分子化合物３の合成）
【０２０９】
【化４７】
【０２１０】
５０ｍｌの３つ首フラスコに、化合物（Ｃ−３）を２３０ｍｇ、トリフェニルアミン誘導体（化合物（Ｂ））を１８４ｍｇ、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド（商品名Ａｌｉｑｕａｔ３３６（登録商標）、アルドリッチ社製）を８１ｍｇ秤量して加えた後、アルゴン雰囲気下で、脱気したトルエン１２ｍｌを加えた後、９０℃まで昇温した。つづいて、反応液にパラジウムジアセテート（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）を０．９２ｍｇとトリ（ｏ−メトキシフェニル）ホスフィン（Ｐ（ｏ−ＭｅＯＰｈ））を３４．９５ｍｇ加え、１００℃まで昇温した後、脱気した１６．７％の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）水溶液を２．５４ｇ滴下した。その後、１００℃で５時間２７分半反応を行なった後、トルエン４ｍｌに化合物（Ｃ−３）を４．５９ｍｇ、Ｐｄ（ＯＡｃ）２を０．９５ｍｇ、Ｐ（ｏ−ＭｅＯＰｈ）３を４．９５ｍｇ溶解させ、得られたトルエン溶液を反応液に加えた。その後、１００℃で２時間１０分反応を行なった。室温まで冷却して放置した後、反応液の油層を水で２回洗浄し、３％の酢酸水溶液で１回洗浄し、水で３回洗浄した後、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を加えて乾燥した。その後、アルミナとシリカとを積層したカラムを用いて精製を行い、カラムで処理した溶液を濃縮し、濃縮液にメタノールに加えて、析出物を回収し、乾燥し、高分子化合物３を得た。高分子化合物３の得量は１３３ｍｇであった。高分子化合物３のポリスチレン換算の数平均分子量は８，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は１４，０００であった。
【０２１１】
実施例４
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物３を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物３をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２１２】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２１３】
合成例６
（高分子化合物４の合成）
【０２１４】
【化４８】
【０２１５】
２００ｍｌの四つ口フラスコに、化合物（Ｄ）を３９２．２ｍｇ、化合物（Ｃ−２）を４８０．２ｍｇ、テトラハイドロフランを２０ｍｌ加え、室温(２５℃)で３０分間アルゴンバブリングを行った。次いで、反応液に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウムを１８．３１ｍｇ、トリ（ターシャリーブチル）ホスホニウム テトラフルオロボレートを２３．２１ｍｇ加えた。反応液を室温で撹拌しながら、２７．６ｗｔ％の炭酸カリウム水溶液２ｇを３０分かけて滴下し、５０℃まで昇温した。１０分後、８０℃まで昇温し３時間還流を行った。
【０２１６】
得られた反応液を、Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム水溶液で洗浄を行い、高分子化合物を濾過した。得られた高分子化合物の内、加熱クロロホルムに可溶分を、アルミナとシリカを積層したカラムに通液した。カラムで処理した液をメタノールに加え、析出物を回収し、乾燥し、高分子化合物４を得た。高分子化合物４の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物４のポリスチレン換算の数平均分子量は１７，５００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４２，４００であった。
【０２１７】
実施例５
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物４を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物４をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を５０℃に加熱し、５０℃に加熱した上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２１８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２１９】
合成例７
（高分子化合物５の合成）
【０２２０】
【化４９】
【０２２１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｅ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物５を合成した。高分子化合物５の得量は３５ｍｇであった。
【０２２２】
実施例６
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物５を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。次に、高分子化合物５をオクタジクロロベンゼンに溶解して０．２質量％の溶液を作製した。この溶液を１４０℃に加熱し、１４０℃に加熱した上記基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２２３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２２４】
合成例８
（高分子化合物６の合成）
【０２２５】
【化５０】
【０２２６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｆ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物６を合成した。高分子化合物６の得量は、１９０ｍｇであった。高分子化合物６のポリスチレン換算の数平均分子量は６０，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は９４，０００であった。
【０２２７】
実施例７
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物６を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物６をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２２８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２２９】
合成例９
（高分子化合物７の合成）
【０２３０】
【化５１】
【０２３１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｇ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物７を合成した。高分子化合物７の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物７のポリスチレン換算の数平均分子量は２０，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は２８，０００であった。
【０２３２】
実施例８
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物７を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物７をトルエンに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を１００℃に加熱し、１００℃に加熱した上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２３３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２３４】
合成例１０
（高分子化合物８の合成）
【０２３５】
【化５２】
【０２３６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｈ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物８を合成した。高分子化合物８の得量は、７４ｍｇであった。高分子化合物８のポリスチレン換算の数平均分子量は５９，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は８９，０００であった。
【０２３７】
実施例９
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物８を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物８をトルエンに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。
その後、窒素雰囲気下で、２７０℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２３８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２３９】
合成例１１
（高分子化合物９の合成）
【０２４０】
【化５３】
【０２４１】
化合物（Ｃ−２）にかえて化合物（Ｃ−４）を用いた以外は、合成例２と同様の方法で高分子化合物９を合成した。高分子化合物９の得量は１００ｍｇであった。
【０２４２】
実施例１０
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物９を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物９をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で３０分間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２４３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２４４】
合成例１２
（高分子化合物１０の合成）
【０２４５】
【化５４】
【０２４６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｊ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１０を合成した。高分子化合物１０の得量は、１４２ｍｇであった。高分子化合物１０のポリスチレン換算の数平均分子量は５２，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は８２，０００であった。
【０２４７】
実施例１１
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１０を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１０をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、２５０℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２４８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２４９】
合成例１３
（高分子化合物１１の合成）
【０２５０】
【化５５】
【０２５１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｋ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１１を合成した。高分子化合物１１の得量は、１３３ｍｇであった。高分子化合物１０のポリスチレン換算の数平均分子量は５４，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は９０，０００であった。
【０２５２】
実施例１２
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１１を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３３０℃で１時間熱処理を行い、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２５３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から得られた電界効果移動度を算出したところ、４．８×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２５４】
合成例１４
（高分子化合物１２の合成）
【０２５５】
【化５６】
【０２５６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｌ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１２を合成した。高分子化合物１２の得量は、１４５ｍｇであった。高分子化合物１２のポリスチレン換算の数平均分子量は２５，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４１，０００であった。
【０２５７】
実施例１３
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１２を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１２をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行い、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２５８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から得られた電界効果移動度を算出したところ、２．９×１０−４ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２５９】
［表１］
【符号の説明】
【０２６０】
１…基板、
２、２ａ…有機半導体層、
３…絶縁層、
４…ゲート電極、
５…ソース電極、
６…ドレイン電極、
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０…有機トランジスタ、
１２…層間絶縁膜、
１３…下部電極（陽極）、
１４…発光素子、
１５…上部電極（陰極）、
１６…バンク部、
１７…封止部材、
１８…基板、
Ｔ…有機トランジスタ、
２００…面状光源、
３１…ｎ−型シリコン基板、
３２…シリコン酸化膜、
３３…ソース電極、
３４…ドレイン電極、
３５、３５ａ…有機半導体層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機トランジスタ等の有機半導体素子の製造過程では、シリコン系トランジスタ等の無機半導体素子の製造に必要な高温プロセス及び真空プロセスを省くことができ、製造に要するエネルギーを低減できる。また、有機半導体素子は、柔軟性を有するフィルム状の素子とすることが可能であり、次世代の素子として注目されている。
【０００３】
π共役構造を有する化合物は導電性及び半導体性を示し、有機トランジスタに用いられる有機半導体化合物として注目されている。π共役構造を有する化合物として、具体的には、例えば、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）などが知られている。
【０００４】
非特許文献１には、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）のクロロホルム溶液をシリコンウエハー上にスピンコートして有機半導体層を形成した有機トランジスタが記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記有機トランジスタは電界効果移動度が１０−５〜１０−４ｃｍ２／Ｖｓであり、電界効果移動度がより高い有機トランジスタを製造する方法が求められている。
【０００６】
非特許文献２には、π共役構造を有する化合物として、アントラセンのホモポリマー、及びアントラセンとベンゼンとのコポリマーが記載されている。アントラセン部分の多くは発光性であり、π共役構造の一部としてアントラセン部分を有するポリマーは、エレクトロルミネッセンス性を示す可能性が高い材料である。
【０００７】
π共役構造を有する化合物の多くは非溶解性であり、合成方法が複雑になり易い。そのため、非特許文献２では、加熱してアントラセンのホモポリマー、及びアントラセンとベンゼンとのコポリマーに変化させることができ、溶剤に対して溶解性を示す前駆体が提案されている。上記前駆体は、アントラセンのホモポリマー、又はアントラセンとベンゼンとのコポリマーのアントラセン部分に、無水マレイン酸がディールスアルダー付加した構造を持っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】アプライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．）、第５３巻、第１８号、第１９５〜１９７頁（１９８８年）
【非特許文献２】ケミカル コミュニケーション（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．）、第７３〜７４頁（１９９７年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、電界効果移動度が高い有機トランジスタを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明は、式（１）
【００１１】
【化１】
【００１２】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【００１３】
【化２】
【００１４】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法を提供する。
なお、前記式（１）において、左側のベンゼン環には、その右側の２つのＣ原子（これらの内の一つにはＲ３が結合し、他方にはＲ４が結合している）と結合している２つのベンゼン環炭素原子以外のベンゼン環炭素原子の内のいずれかにおいて、水素原子の代わりにｎ個のＲ１基、及び一つの隣接構造単位（図示せず）と結合している。式（１）に類似した他の式も同様に解釈される。
【００１５】
ある一形態においては、Ｙで表される２価の基を少なくとも一部を脱離させるために、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記にエネルギーが印加される。
【００１６】
ある一形態においては、前記有機半導体前駆体膜が、式（１）で表される構造単位を含む化合物と溶媒とを含有する溶液を、有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布することにより形成される。
【００１７】
また、本発明は、式（１）
【００１８】
【化３】
【００１９】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を広げることにより、該化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【００２０】
【化４】
【００２１】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、
該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法を提供する。
【００２２】
ある一形態においては、Ｙで表される２価の基が、式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のそれぞれで表される基
【００２３】
【化５】
【００２４】
［式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）中、Ｒ１０〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｘ１は、水素原子又はハロゲン原子を表す。Ｘ１が複数個ある場合、それらは同一であっても相異なってもよい。］
からなる群から選択される少なくとも一種の基である。すなわち、前記化合物は、式（１）で表される構造単位を１個だけ有するとき、Ｙで表される２価の基は、上記式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のいずれか１つで表され、前記化合物が式（１）で表される構造単位を２個以上有するとき、それらの構造単位におけるＹは、互いに同じであってもよく、また異なっていてもよい。
【００２５】
また、本発明は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、該有機半導体層は、式（３）
【００２６】
【化６】
（３）
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタを提供する。
【００２７】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、さらにゲート絶縁層を有する。
【００２８】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記有機半導体層を有し、前記ゲート電極と該有機半導体層との間に前記ゲート絶縁層を有する。
【００２９】
ある一形態においては、上記有機トランジスタは、前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に前記有機半導体層を有し、該有機半導体層上に前記ソース電極及び前記ドレイン電極を有する。
【００３０】
また、本発明は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、該第１の有機半導体層は、式（２）
【００３１】
【化７】
【００３２】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、該第２の有機半導体層は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタを提供する。
【００３３】
また、本発明は、上記いずれかの有機トランジスタを含むエレクトロニクスデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、電界効果移動度が高い有機トランジスタの製造方法を提供するため、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の有機トランジスタの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図３】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図４】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図６】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図７】本発明の有機トランジスタの他の例を示す模式断面図である。
【図８】本発明の有機トランジスタを含む面状光源の一例を示す模式断面図である。
【図９】実施例１及び２で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【図１０】実施例３で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【図１１】実施例４〜１１で製造した有機トランジスタの構造を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３７】
本発明の有機トランジスタの製造方法は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法である。
本発明において、「有機半導体」とは、半導体としての機能を有する有機化合物を意味する。「有機半導体層」とは、有機半導体を含有する層を意味し、「有機半導体前駆体膜」とは、有機半導体の前駆体を含有する膜を意味する。ここで、「有機半導体の前駆体」は、それ自身が有機半導体であってもよく、有機絶縁体であってもよい。
【００３８】
ここで、化合物を広げる（spread）とは、化合物を薄膜状に成形する操作を意味し、塗布又は蒸着等の通常使用される薄膜成形方法を全部包含することが意図されている。
【００３９】
式（１）中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。置換基の中でも、ハロゲン原子、炭素数１〜３０の基が好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子があげられる。
中でも、フッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００４０】
炭素数１〜３０の基の例としては、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、チエニル基などのヘテロアリール基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、シアノ基が挙げられる。炭素数１〜３０の基中の水素原子は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。炭素数１〜３０の基中の水素原子がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子の中でもフッ素原子で置換されていることが好ましい。
【００４１】
ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。ｎ及びｍは、０であることが好ましい。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。
【００４２】
式（１）中、Ｒ３及びＲ4は、水素原子又は置換基を表す。Ｒ３又はＲ4で表される置換基の例としては、Ｒ１で表される置換基の例と同じ基が挙げられる。化合物の合成の容易さの観点からは、Ｒ３及びＲ4は、水素原子が好ましい。
【００４３】
式（１）中、Ｙは、２価の基を表す。２価の基の中でも、熱や光などのエネルギーを与えることで脱離しうる基が好ましい。Ｙで表される２価の基としては、以下の基が例示される。
【００４４】
【化８】
【００４５】
式（Ｙ−１）〜式（Ｙ−８）中、Ｒ１０〜Ｒ２０は、同一又は相異なり、水素原子又は置換基を表す。中でも、水素原子又は炭素数１〜３０の基が好ましい。
【００４６】
Ｒ１０〜Ｒ１９が置換基である場合、該置換基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜３０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜２０のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基がさらに好ましく、炭素数１〜６のアルキル基が特に好ましい。
【００４７】
Ｒ２０が置換基である場合、該置換基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、ビニル基、エステル構造を含む基が挙げられる。
【００４８】
Ｘ１は、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。ハロゲン原子の中でも、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
【００４９】
式（Ｙ−１）〜式（Ｙ−８）で表される基の中でも、式（Ｙ−３）〜式（Ｙ−７）で表される基が好ましく、式（Ｙ−３）〜式（Ｙ−５）で表される基がより好ましい。例えば、好ましいＹは、式（Ｙ−３）又は（Ｙ−４）中で、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８及びＲ１９が、炭素数１〜１０のアルコキシ基、特に、炭素数１〜４のアルコキシ基となる基である。
【００５０】
式（１）で表される構造単位を含む化合物は、さらに式（３）で表される構造単位を有していてもよい。
【００５１】
【化９】
（３）
【００５２】
式（３）中、Ａｒ１は、アリーレン基、２価の複素環基、２価の芳香族アミン残基、アルケニレン基又はアルキニレン基を表す。ただし、Ａｒ１は、式（１）で表される構造単位とは異なる。
【００５３】
アリーレン基としては、単環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基、２個以上の芳香族炭化水素が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基が挙げられる。
【００５４】
アリーレン基が、単環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、該アリーレン基の炭素数は、８〜６０であることが好ましく、８〜４８であることがより好ましく、８〜３０であることがさらに好ましく、８〜１４であることが特に好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００５５】
アリーレン基が、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、該アリーレン基の炭素数は、１０〜６０であることが好ましく、１０〜４８であることがより好ましく、１０〜３０であることがさらに好ましく、１０〜１４であることが特に好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００５６】
アリーレン基が、多環の芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００５７】
【化１０】
【００５８】
【化１１】
【００５９】
【化１２】
【００６０】
【化１３】
【００６１】
【化１４】
【００６２】
【化１５】
【００６３】
【化１６】
【００６４】
上記式中、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Ｒが置換基である場合、メチル基、エチル基、ブチル基、２−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、ヘキサデシル基などのアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基などのアルコキシ基、フェニル、ナフチル等のアリール基、チエニルなどのヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基が挙げられる。Ｒがアルキル基である場合、炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜８のアルキル基がさらに好ましい。Ｒがアルコキシ基である場合、炭素数１〜２０のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１２のアルコキシ基がより好ましく、炭素数１〜８のアルコキシ基がさらに好ましい。
【００６５】
アリーレン基が、２個以上の芳香族炭化水素が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、芳香族炭化水素としてはベンゼンが好ましい。アリーレン基が、２個以上のベンゼンが直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００６６】
【化１７】
【００６７】
【化１８】
【００６８】
【化１９】
【００６９】
式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。
【００７０】
ヘテロアリーレン基としては、単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基、多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基、少なくとも１個の芳香族複素環式化合物を含む２個以上の芳香族化合物が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基が挙げられる。
【００７１】
ヘテロアリーレン基が単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基又は多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基である場合、該ヘテロアリーレン基の炭素数は、３〜６０であることが好ましく、３〜２０であることがより好ましい。該炭素数に置換基の炭素数は含まれない。
【００７２】
ヘテロアリーレン基が単環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基又は多環の芳香族複素環式化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基の例としは、下記の基があげられる。
【００７３】
【化２０】
【００７４】
【化２１】
【００７５】
【化２２】
【００７６】
【化２３】
【００７７】
【化２４】
【００７８】
【化２５】
【００７９】
【化２６】
【００８０】
【化２７】
【００８１】
【化２８】
【００８２】
【化２９】
【００８３】
【化３０】
【００８４】
【化３１】
【００８５】
【化３２】
【００８６】
【化３３】
【００８７】
上記式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。
【００８８】
ヘテロアリーレン基が少なくとも１個の芳香族複素環式化合物を含む２個以上の芳香族化合物が直接結合した又はビニレン基を介して結合した化合物から水素原子２個を除いた基である場合、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基の例としては、下記の基が挙げられる。
【００８９】
【化３４】
【００９０】
【化３５】
【００９１】
【化３６】
【００９２】
【化３７】
【００９３】
【化３８】
【００９４】
【化３９】
【００９５】
【化４０】
【００９６】
上記式中、Ｒは、前述と同じ意味を表す。Ｘ２は−ＣＨ＝又は窒素原子を表す。Ｘ２が複数個ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【００９７】
２価の芳香族アミン残基とは、芳香族アミン化合物から水素原子を２個取り除いた基である。２価の芳香族アミン残基の例としては、式１６０、式１６１で表される基が挙げられる。
【００９８】
【化４１】
【００９９】
上記式中、Ｒは前述と同じ意味を表す。
【０１００】
アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等が挙げられる。アルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニエン基等が挙げられる。
【０１０１】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物の分子量は特に制限なく、どのような分子量でも使用することができる。式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、高分子化合物であることが好ましい。本発明における高分子化合物とは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が３×１０３以上の化合物を指す。
【０１０２】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物の中でも、重量平均分子量で３×１０３〜１×１０７の高分子化合物が好ましく用いられる。重量平均分子量が３×１０３以上であるとデバイス作製時の膜形成において、欠陥の発生が抑制され、１×１０７以下であると溶媒への溶解性や素子作成時の塗布性が高くなる。
【０１０３】
重量平均分子量としてさらに好ましくは、８×１０３〜５×１０６であり、特に好ましくは１×１０４〜１×１０６である。デバイス作製時の膜形成において、欠陥の発生を抑制する観点からは、１００００以上が好ましい。
【０１０４】
なお、本発明における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレンスタンダードを用いて算出した重量平均分子量のことを指す。
【０１０５】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、１×１０3〜１×１０8であることが好ましく、より好ましくは２×１０3〜１×１０7である。
ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０3以上である場合には、強靭な薄膜が得られやすくなる。一方、１０8以下である場合には、高分子化合物の溶解性が高く、薄膜の作製が容易である。
【０１０６】
なお、本発明における数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレンスタンダードを用いて算出した数平均分子量のことを指す。
【０１０７】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が高分子化合物である場合、該化合物の溶媒に対する溶解度の観点からは、該化合物が有する全構造単位の合計を１００とした場合、式（１）で表される構造単位の量が２０〜１００であることが好ましく、３０〜６０であることがより好ましい。
【０１０８】
前記高分子化合物は、分子鎖末端に重合に関与する基が残っていると、得られた高分子化合物を有機素子に用いたときの特性が低下する可能性があるので、末端が重合に関与しない安定な基で保護されていることが好ましい。該安定な基としては、分子鎖主鎖の共役構造と連続した共役結合を有している基が好ましい。具体的には、特開平9-45478号公報の化10に記載の置換基が例示される。
【０１０９】
また、前記高分子化合物は、素子に用いる場合、素子作製の容易性から、溶媒への溶解度が高いことが望ましい。具体的には、０．０１ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することが好ましく、０．１ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することがより好ましく、０．４ｗｔ％以上の溶液を作製できる溶解性を有することがさらに好ましい。
【０１１０】
式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が高分子化合物である場合、該高分子化合物の製造方法としては、特に制限されるものではなく、Ｎｉ触媒を用いた還元的カップリング反応を用いる方法、Ｓｔｉｌｌｅカップリング反応を用いる方法、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法があげられる。化合物の合成の容易さ、交互共重合化合物が得られやすい観点からは、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法が好ましい。
【０１１１】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法としては、例えば、式
Ｑ１−Ｅ1−Ｑ２ （１００）
［式中、Ｅ1は、式（１）で表される構造単位を表す。Ｑ１及びＱ２は、同一又は相異なり、ボロン酸残基又はホウ酸エステル残基を表す。］
で表される１種類以上の化合物と、式
Ｔ1−Ｅ2−Ｔ2 （２００）
［式中、Ｅ2は、式（３）で表される構造単位を表す。Ｔ1及びＴ2は、同一又は相異なり、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基又はアリールアルキルスルホネート基を表す。］
で表される１種類以上の化合物とを、パラジウム触媒及び塩基の存在下で反応させる工程を有する製造方法が挙げられる。
【０１１２】
反応に用いる式（２００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計が、式（１００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計に対して、過剰であることが好ましい。反応に用いる式（２００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計を１モルとすると、式（１００）で表わされる１種類以上の化合物のモル数の合計が０．６〜０．９９モルであることが好ましく、０．７〜０．９５モルであることがさらに好ましい。
【０１１３】
式（２００）における、Ｔ1及びＴ2で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。高分子化合物の合成の容易さからは、臭素原子、ヨウ素原子であることが好ましく、臭素原子であることがさらに好ましい。
【０１１４】
式（２００）における、Ｔ1及びＴ2で表されるアルキルスルホネート基としては、メタンスルホネート基、エタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンゼンスルホネート基、ｐ−トルエンスルホネート基が例示される。アリールスルホネート基としては、ベンジルスルホネート基が例示される。
【０１１５】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応に用いられるパラジウム触媒としては、Ｐｄ（０）触媒、Ｐｄ（ＩＩ）触媒等が挙げられる。パラジウム触媒の具体例としては、パラジウム〔テトラキス（トリフェニルホスフィン）〕、パラジウムアセテート類、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）が挙げられるが、反応（重合）操作の容易さ、反応（重合）速度の観点からは、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）、パラジウムアセテート類が好ましい。
【０１１６】
パラジウム触媒の添加量は、特に限定されず、触媒としての有効量であればよいが、式（１００）で表される化合物１モルに対して、通常、0.0001モル〜0.5モルであり、好ましくは0.0003モル〜0.1モルである。
【０１１７】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応に用いられる塩基は、無機塩基、有機塩基、無機塩等である。無機塩基としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化バリウムが挙げられる。有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げられる。無機塩としては、例えば、フッ化セシウムが挙げられる。
【０１１８】
塩基の添加量は、式（１００）で表される化合物１モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モルであり、さらに好ましくは１モル〜１０モルである。
【０１１９】
前記パラジウム触媒としてパラジウムアセテート類を用いる場合は、配位子としてリン化合物を添加してもよい。リン化合物の例としては、トリフェニルホスフィン、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン、トリ（ｏ−メトキシフェニル）ホスフィンが挙げられる。リン化合物を添加する場合、その添加量は、パラジウム触媒１モルに対して、通常、0.5モル〜100モルであり、好ましくは0.9モル〜20モルであり、さらに好ましくは１モル〜10モルである。
【０１２０】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応において、反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフランが挙げられる。高分子化合物の溶解性の観点からは、トルエン、テトラヒドロフランが好ましい。また、塩基を水溶液として反応系中に加え、水相と有機相の２相の溶媒中でモノマーを反応させてもよい。塩基として無機塩を用いる場合は、通常、水溶液として反応系中に加え、２相の溶媒中でモノマーを反応させる。
【０１２１】
なお、塩基を水溶液として反応系中に加え、２相の溶媒中でモノマーを反応させる場合は、必要に応じて、第４級アンモニウム塩などの相間移動触媒を反応系中に加えてもよい。
【０１２２】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応の温度は、前記溶媒にもよるが、通常、50〜160℃程度である。高分子化合物の高分子量化の観点からは、60〜120℃が好ましい。また、溶媒の沸点近くまで昇温し、還流させてもよい。
【０１２３】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を行う時間（反応時間）は、目的の重合度に達したときを終点としてもよいが、通常、0.1時間〜200時間程度であり、１時間〜３０時間程度が好ましい。
【０１２４】
Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応は、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気下であってパラジウム触媒が失活しない反応系で行う。例えば、アルゴンガスや窒素ガス等で、十分脱気された系で行う。具体的には、反応容器（反応系）内を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、この重合容器に、式（１００）で表される化合物、式（２００）で表される化合物、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）を仕込み、さらに、反応容器を窒素ガスで十分置換し、脱気した後、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより、脱気した溶媒、例えば、脱気したトルエンを加えた後、この溶液に、あらかじめ窒素ガスでバブリングすることにより脱気した塩基、例えば、脱気した炭酸ナトリウム水溶液を滴下した後、加熱、昇温し、例えば、還流温度で８時間、不活性雰囲気を保持しながら重合する。
【０１２５】
＜有機半導体前駆体膜を形成する工程＞
本発明の有機トランジスタの製造方法は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程を含む。該有機半導体前駆体膜は、例えば、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物と溶媒とを含む溶液を有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布し、その後、溶媒を蒸発させて形成することができる。
【０１２６】
該溶媒としては、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を溶解できるものであればよく、芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン置換芳香族炭化水素溶媒、脂肪族炭化水素溶媒、ハロゲン置換脂肪族炭化水素溶媒、エーテル溶媒が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒の例としては、キシレン、メシチレン、アニソール、シクロヘキシルベンゼンが挙げられる。ハロゲン置換芳香族炭化水素溶媒の例としては、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンが挙げられる。脂肪族炭化水素溶媒の例としては、テトラリンが挙げられる。ハロゲン置換脂肪族炭化水素溶媒の例としては、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサンが挙げられる。エーテル溶媒の例としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランが挙げられる。
【０１２７】
該溶液を用いて有機半導体前駆体膜を形成する場合、溶液中の溶媒の沸点が低いと、均一な薄膜を形成するための乾燥工程の制御が困難な場合がある。そのため、溶媒の沸点は１５０℃以上が好ましく、２００℃以上がより好ましい。
【０１２８】
該溶液を塗布する層としては、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などが挙げられる。有機トランジスタが、ゲート絶縁層等の絶縁層を有する場合、溶液を塗布する層は絶縁層であってもよい。
【０１２９】
該溶液を基体上に塗布する塗布方法としては、キャスト方法、スピンコート方法、バーコート法、インクジェット方法、凸版を用いる印刷方法、孔版を用いる印刷方法、第１の版に塗布した後に第２の版に転写し、第２の版を用いて印刷する方法などがあげられる。
【０１３０】
＜有機半導体層の製造＞
本発明の有機トランジスタの製造方法は、前記有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程を含む。
【０１３１】
脱離方法としては、式（１）で表される構造単位を含む化合物にエネルギーを印加する方法が挙げられる。該エネルギーの例としては、熱エネルギー、光エネルギーが挙げられる。
【０１３２】
熱エネルギーを用いる場合は、前記化合物からＹで表される２価の基が脱離する温度以上、かつ、該化合物が分解する温度よりも低い温度であれば、任意の温度を設定することができる。通常は１５０℃から４００℃の範囲が好ましく、より好ましくは２００℃から３５０℃である。熱処理を行う時間としては、工業的な範囲で選定できるが、通常は１分から５０時間であり、好ましくは１０分から２４時間である。熱処理の雰囲気としては、不活性雰囲気が好ましく、窒素ガス中、アルゴンガス中、真空中が例示される。不活性雰囲気中に酸素を含む場合、酸素濃度が１００体積ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。また、不活性雰囲気が真空である場合、酸素分圧が２００Ｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは５０Ｐａである。
【０１３３】
光によりＹで表される２価の基を脱離させる方法としては、４００ｎｍ以下の波長の紫外線を照射する方法が例示される。光強度はＹで表される２価の基が脱離する強さであれば特に制限はない。光を照射する場合の雰囲気も、不活性雰囲気が好ましく、その範囲は上記に例示した範囲を好適に用いることができる。
【０１３４】
式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、式（１）で表される構造単位を含んでいてもよい。該化合物は、例えば、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が有する式（１）で表される構造単位のうちの少なくとも一部のＹで表される２価の基を脱離させることにより製造することができる。
【０１３５】
本発明の有機トランジスタの製造方法の他の態様は、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法である。
【０１３６】
第１の有機半導体前駆体膜を形成する方法及び第２の有機半導体前駆体膜を形成する方法としては、前述の有機半導体前駆体膜を形成する方法が挙げられる。また、第１の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法及び第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法は、前述の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させる方法が挙げられる。
【０１３７】
＜有機トランジスタ＞
次に、本発明の製造方法で製造した有機トランジスタの好適な実施形態について説明する。
【０１３８】
有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり式（２）で表される構造単位を有する化合物を含有する有機半導体層（活性層）、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を備えるものであり、電界効果型、静電誘導型などが例示される。
【０１３９】
電界効果型有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層（活性層）、この電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに、有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、有機半導体層（活性層）に接して設けられており、さらに有機半導体層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。
【０１４０】
静電誘導型有機トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となる有機半導体層（活性層）、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、このゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ここで、ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、且つゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。
【０１４１】
図１は、第１実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図１に示す有機トランジスタ１００は、基板１と、基板１上に所定の間隔をもって形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４２】
図２は、第２実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図２に示す有機トランジスタ１１０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、ソース電極５と所定の間隔を持って有機半導体層２上に形成されたドレイン電極６と、有機半導体層２及びドレイン電極６上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４３】
図３は、第３実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図３に示す有機トランジスタ１２０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うように絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、を備えるものである。
【０１４４】
図４は、第４実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図４に示す有機トランジスタ１３０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を一部覆うようにして絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４５】
図５は、第５実施形態に係る有機トランジスタ（静電誘導型有機トランジスタ）の模式断面図である。図５に示す有機トランジスタ１４０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔をもって複数形成されたゲート電極４と、ゲート電極４の全てを覆うようにして有機半導体層２上に形成された有機半導体層２ａ（有機半導体層２ａを構成する材料は、有機半導体層２と同一でも異なっていてもよい）と、有機半導体層２ａ上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４６】
図６は、第６実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図６に示す有機トランジスタ１５０は、基板１と、基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔をもって形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うようにして有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５が下部に形成されている絶縁層３の領域とドレイン電極６が下部に形成されている絶縁層３の領域とをそれぞれ一部覆うように、絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。
【０１４７】
図７は、第７実施形態に係る有機トランジスタ（電界効果型有機トランジスタ）の模式断面図である。図７に示す有機トランジスタ１６０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を覆うように形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように有機半導体層２上に形成されたソース電極５と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔をもって有機半導体層２上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。
【０１４８】
上述した第１〜第７実施形態に係る有機トランジスタにおいては、有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａは、上述した高分子化合物を含む薄膜から構成されており、ソース電極５とドレイン電極６との間の電流通路（チャネル）となる。また、ゲート電極４は、電圧を印加することにより有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａにおける電流通路（チャネル）を通る電流量を制御する。
【０１４９】
上述した有機トランジスタの有機半導体層以外の部材は、公知の方法で製造することができる。電界効果型有機トランジスタの場合は、例えば、特開平５−１１００６９号公報に記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機トランジスタの場合は、例えば、特開２００４−００６４７６号公報に記載の方法により製造することができる。
【０１５０】
基板１は、有機トランジスタとしての特性を阻害しなければよく、ガラス基板、フレキシブルなフィルム基板、プラスチック基板等を用いることができる。
【０１５１】
有機半導体層２は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含むものであり、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物のみから構成されていてもよく、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物以外の材料を含んで構成されていてもよい。また、有機半導体層２は、１種類の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含んでよく、２種類以上の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含んでいてもよい。有機半導体層２は、電子輸送性又はホール輸送性を高めるために、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物以外に、電子輸送性又はホール輸送性を有する低分子化合物や高分子化合物をさらに含有していてもよい。
【０１５２】
ホール輸送性材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリアリールジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリアリーレンビニレン及びその誘導体、並びに、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体が例示される。
【０１５３】
電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、並びに、Ｃ６０等のフラーレン類及びその誘導体等が例示される。
【０１５４】
また、有機半導体層２は、機械的特性を高めるために、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物とは異なる高分子化合物材料を高分子バインダーとして含んでいてもよい。高分子バインダーとしては、電子輸送性又はホール輸送性を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好ましく用いられる。
【０１５５】
このような高分子バインダーとしては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、並びに、ポリシロキサンが例示される。
【０１５６】
有機半導体層２の膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜１００μｍであり、より好ましくは２ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは３ｎｍ〜５００ｎｍであり、特に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１５７】
有機半導体層２中の式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物は、配向していてもよい。配向した式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を有する有機半導体層２は、有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を配向させる工程を行い、その後、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させることで製造することができる。該有機半導体層２は、分子が規則性を持つため、電子移動度又はホール移動度が向上するため好ましい。
【０１５８】
式（１）で表される構造単位を含む化合物が高分子化合物である場合、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を配向させる方法としては、液晶の配向手法として知られている方法を用いることができる。中でもラビング法、光配向法、シェアリング法（ずり応力印加法）や引き上げ塗布法が、配向手法として簡便かつ有用で利用しやすいため好ましく、ラビング法、シェアリング法がより好ましい。
【０１５９】
絶縁層３を構成する材料は、電気の絶縁性が高い材料であればよく、公知のものを用いることができる。絶縁層３を構成する材料としては、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、Ｔａ２Ｏ５、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、有機ガラス、フォトレジストが挙げられる。低電圧化の観点からは、絶縁層３には誘電率の高い材料を用いることが好ましい。
【０１６０】
絶縁層３の上に有機半導体層２を形成する場合は、絶縁層３と有機半導体層２の界面特性を改善するため、シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁層３表面を処理し、表面改質した後に有機半導体層２を形成してもよい。
【０１６１】
電界効果型有機トランジスタの場合、電子やホール等のキャリアは、一般に絶縁層３と有機半導体層２の界面付近を通過する。したがって、この界面の状態がトランジスタの移動度に大きな影響を与える。そこで、この界面状態を改良して特性を向上させる方法として、シランカップリング剤による界面の制御が知られている（例えば、表面科学，Ｖｏｌ．２８．Ｎｏ．５，ｐｐ２４２−２４８，２００７年）。
【０１６２】
シランカップリング剤としては、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＤＴＳ）、フェニルエチルトリクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等のシリルアミン化合物が挙げられる。また、表面処理剤で処理する前には、絶縁層表面をオゾン紫外線（ＵＶ）、酸素（Ｏ２）プラズマで処理をしておくことも可能である。
【０１６３】
このような表面処理によって、絶縁層３として用いられるシリコン酸化膜などの表面エネルギーを制御することができる。また、表面処理により、有機半導体層２を構成している式（２）で表される構造単位を含む化合物の絶縁層３上での配向性が向上し、これによって高いキャリア輸送性（移動度）が得られる。
【０１６４】
ゲート電極４の材料としては、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の金属や、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等が挙げられる。これらの材料は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１６５】
なお、ゲート電極４として、高濃度にドープされたシリコン基板を用いることも可能である。高濃度にドープされたシリコン基板は、ゲート電極としての性質とともに、基板としての性質も併せて有する。このような基板としての性質をも有するゲート電極４を用いる場合には、基板１とゲート電極４とが接している有機トランジスタにおいて、基板１を省略してもよい。例えば、上述した第３、４、７実施形態の有機トランジスタにおいて、ゲート電極４が基板１を兼ねる構成とすることができる。
【０１６６】
ソース電極５及びドレイン電極６は、低抵抗の材料から構成される。低抵抗の材料としては、例えば、金、白金、銀、銅、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム及びモリブデンが挙げられる。これらの材料の中でも、電荷注入の観点からは、金、白金が好ましく、プロセス容易性の観点から、金がさらに好ましい。これらの材料は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【０１６７】
以上、好適な実施形態の有機トランジスタとして幾つかの例を説明したが、有機トランジスタは上記の実施形態に限定されない。例えば、ソース電極５及びドレイン電極６と、有機半導体層２との間には、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物とは異なる化合物からなる層が介在していてもよい。これにより、ソース電極５及びドレイン電極６と、有機半導体層２との間の接触抵抗が低減され、有機トランジスタのキャリア移動度をさらに高めることができる場合がある。
【０１６８】
このような層としては、上述したような電子又はホール輸送性を有する低分子化合物；アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属やこれらの金属と有機化合物との錯体等；ヨウ素、臭素、塩素、塩化ヨウ素等のハロゲン；硫酸、無水硫酸、二酸化硫黄、硫酸塩等の酸化硫黄化合物；硝酸、二酸化窒素、硝酸塩等の酸化窒素化合物；過塩素酸、次亜塩素酸等のハロゲン化化合物；アルキルチオール化合物、芳香族チオール類、フッ素化アルキル芳香族チオール類等の芳香族チオール化合物等からなる層が挙げられる。
【０１６９】
また、上述したような有機トランジスタを作製した後には、素子を保護するため、有機トランジスタ上に保護膜を形成することが好ましい。これにより、有機トランジスタが大気から遮断され、有機トランジスタの特性の低下を抑制することができる。また、有機トランジスタの上に駆動する表示デバイスを形成する場合、保護膜によって、その形成工程における有機トランジスタへの影響も低減することができる。
【０１７０】
保護膜を形成する方法としては、有機トランジスタを、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂や無機のＳｉＯＮｘ膜等でカバーする方法等が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うため、有機トランジスタを作製後、保護膜を形成するまでの工程は、大気に曝すことなく（例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中等で）行うことが好ましい。
【０１７１】
本発明の有機トランジスタの好ましい一態様は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、該有機半導体層中に式（３）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタである。
【０１７２】
【化４２】
（３）
【０１７３】
有機トランジスタは、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体層を有していてもよい。有機トランジスタがゲート絶縁層を有する場合、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体層を有し、ゲート電極と該有機半導体層との間にゲート絶縁層を有する有機トランジスタでもよく、ゲート電極上にゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に有機半導体層を有し、該有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を有する有機トランジスタであってもよい。
【０１７４】
本発明の有機トランジスタの好ましい他の態様は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、該第１の有機半導体層中に式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、該第２の有機半導体層中に式（２）で表される構造単位を含む少なくとも１個化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタである。
【０１７５】
本発明の有機トランジスタは、エレクトロニクスデバイスに用いることができる。ここで、エレクトロニクスデバイスとは、有機ＥＬ素子が挙げられる。
【０１７６】
＜面状光源及び表示装置＞
次に、本発明の有機トランジスタを用いた面状光源及び表示装置について説明する。
【０１７７】
面状光源及び表示装置は、駆動トランジスタ及びスイッチングトランジスタの少なくとも２つの有機トランジスタを備えるものである。面状光源及び表示装置は、このうちの少なくとも１つの有機トランジスタとして、上述した本発明の有機トランジスタを用いたものである。
【０１７８】
図８は、好適な実施形態に係る面状光源の模式断面図である。図８に示す面状光源２００においては、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うように絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２全体を覆うように有機半導体層２上に形成された保護膜１１とにより、有機トランジスタＴが構成されている。
【０１７９】
また、面状光源２００においては、有機トランジスタＴ上に、層間絶縁膜１２を介して、下部電極（陽極）１３、発光素子１４及び上部電極（陰極）１５が順次積層されており、層間絶縁膜１２に設けられたビアホールを通じて下部電極１３とドレイン電極６とが電気的に接続されている。また、下部電極１３及び発光素子１４の周囲にはバンク部１６が設けられている。さらに、上部電極１５上方には基板１８が配置され、上部電極１５と基板１８との間は封止部材１７により封止されている。
【０１８０】
図８に示した面状光源２００において、有機トランジスタＴは、駆動トランジスタとして機能する。また、図８に示した面状光源２００においては、スイッチングトランジスタは省略されている。
【０１８１】
本実施形態に係る面状光源２００においては、有機トランジスタＴに上述した本発明の有機トランジスタが用いられる。それ以外の構成部材については、公知の面状光源における構成部材を用いることができる。なお、上部電極１５、封止部材１７及び基板１８としては、透明なものが用いられる。
【０１８２】
また、図８に示した面状光源２００は、発光素子１４に白色発光材料を用いることで面状光源として機能するが、発光素子１４に赤色発光材料、青色発光材料及び緑色発光材料を用い、それぞれの発光素子の駆動を制御することで、カラー表示装置とすることができる。
【０１８３】
面状光源及び表示装置において、パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、発光素子を構成する発光層の非発光とすべき部分を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。さらに、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体を塗り分ける方法や、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴ等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置として用いることができる。
【実施例】
【０１８４】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１８５】
数平均分子量及び重量平均分子量については、ゲルパーミッションクロマトグラフィー（GPC）により、ポリエチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量を求めた。GPC装置は、島津製作所製、商品名：ＬＣ−１０Ａｖｐ（カラム：ＴｓＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー製）２本と、ＴｓＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００（東ソー製）１本との直列接続、移動相：テトラハイドロフラン、流速：０．６ｍｌ／分、サンプル濃度：約０．５ｗｔ％、検出器：示差屈折率検出器またはＵＶ検出器）または、Ｗａｔｅｒｓ製、商品名：Ａｌｌｉａｎｃｅ ＧＰＣ／Ｖ２０００（カラム：ＰＬｇｅｌ ＭＩＸＥＤ−Ｂ（Ｖａｒｉａｎ製）３本の直列接続、カラム温度：１４０℃、移動相：オルトジクロロベンゼン、流速：１ｍｌ／分、サンプル濃度：約０．７７ｗｔ％、検出器：示差屈折率検出器またはＵＶ検出器）を用いた。
【０１８６】
合成例１
（化合物（Ｃ−２）の合成）
【０１８７】
【化４３】
【０１８８】
化合物(Ｃ−１)（東京化成工業社製）を２０．１６ｇ（６０．００ｍｍｏｌ）、無水マレイン酸を２０．５９ｇ(２１０．０ｍｍｏｌ)、及び、トルエンを２５０ｍＬ加え、室温(２５℃)で３０分間アルゴンバブリングを行った。この時、化合物（Ｃ−１）はトルエンに対して不溶であり、反応系中は不均一であった。オイルバス温度を１２０℃にして、反応液を３．５時間還流させることにより、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応が進行し、反応系内は均一溶液となった。その後、反応液にメタノール２０ｍＬを３０分おきに５回（計１００ｍＬ）加え、３時間加熱環流させることで、無水物が開環したモノエステル体を得た。その後、反応液に濃硫酸１ｇを３時間おきに２回加え、６時間加熱環流させた。エバポレータを用いて反応液中の溶媒を除去した後、ヘキサン２００ｍＬを加え、室温で１時間撹拌することで、無水マレイン酸を除去した。反応液にメタノール２００ｍＬを加え、濃硫酸１ｇを３時間おきに２回加え、６時間加熱環流させた後、反応液を濾過して不溶物を取り除いた。クロロホルムを展開溶媒に用いたカラムで反応液の分離を行い、分離物をヘキサンで再沈殿を行い、無色粉末のアントラセンの架橋体（化合物（Ｃ−２））を２５．１７ｇ得た。
【０１８９】
合成例２
（高分子化合物１の合成）
【０１９０】
【化４４】
（Ｃ−２） （Ａ）
【０１９１】
グローブボックス内の１００ｍｌ反応管に、化合物（Ｃ−２）を３１１ｍｇ、ビチオフェンのジホウ酸エステル体（化合物（Ａ））を２９２ｍｇ、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド（商品名Ａｌｉｑｕａｔ３３６（登録商標）、アルドリッチ社製）を秤量して加え、その後、窒素雰囲気のグローブボックス内で、脱気したトルエンを１２ｇ、脱気した炭酸カリウム水溶液を１２ｇ、及び、触媒であるテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）を１．５ｍｇ反応管に加えた。前記炭酸カリウム水溶液は、炭酸カリウム２８２ｍｇを脱気した純水１２ｇに溶解させて製造した。
【０１９２】
還流条件で１７時間反応させた後、反応液に化合物（Ｃ−２）に対して０．１３モル等量のブロモベンゼンを加え１．５時間還流を続け、さらに、反応液に化合物（Ｃ−２）に対して０．１３モル等量のフェニルホウ酸を加え、１．５時間還流を続けた後、反応を停止した。
【０１９３】
反応液中の水層を除去後、有機層にクロロホルムを添加し、加熱溶解させた後、エバポレーターで濃縮し、減圧乾燥を行い、粗精製物を得た。得られた粗精製物にクロロホルムを加えて加熱溶解させた後、アルミナとシリカとを積層したカラムを用いて精製処理を３回行った。カラム処理後の溶液をエバポレーターで濃縮し、減圧乾燥を行い黄色粉状の高分子化合物１を得た。高分子化合物１の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物１のポリスチレン換算の数平均分子量は１７，１００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は３１，３００であった。
【０１９４】
実施例１
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１を用い、以下の方法で図９に示す構造を有する有機薄膜トランジスタを作製した。
【０１９５】
ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。次に、フォトリソグラフィ工程によりシリコン酸化膜３２上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（シリコン酸化膜側から、クロム、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いて、スピンコート法により基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、メンブランフィルターでろ過した。
ろ過後の溶液を、上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。
【０１９６】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から電界効果移動度を算出したところ、５×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０１９７】
合成例３
（高分子化合物２の合成）
【０１９８】
【化４５】
高分子化合物２
【０１９９】
グローブボックス内、１００ｍｌ反応管に、化合物（Ｃ−２）を３３９ｍｇ、及び、２，２’−ビピリジルを２９８ｍｇ秤量して入れ、脱気した脱水テトラハイドロフランを１６ｇ添加して溶解させた。その後、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケルを５２８ｍｇ添加した後、６０℃で３時間反応をさせた。
【０２００】
反応液を、水/メタノール/アンモニア水の混合溶液に加え、析出物を回収し乾燥した。
得られた回収物のクロロホルム溶液を、セライト（商品名）のカラムで処理し、次にアルミナとシリカとを積層したカラムで処理した。処理液を濃縮し、高分子化合物２を得た。
高分子化合物２の得量は４０ｍｇであった。高分子化合物２のポリスチレン換算の数平均分子量は２７，７００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は２７４，０００であった。
【０２０１】
実施例２
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１にかえて高分子化合物２を用いた以外は、実施例１と同様に有機トランジスタを作製した。
【０２０２】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。
測定した特性から電界効果移動度を算出したところ、２×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２０３】
実施例３
（有機トランジスタの作製）
以下の方法で図１０に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。
ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、この溶液を上記基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、第１の有機半導体層３５を形成した。次に、第２の層として高分子化合物２をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製し、この溶液を第１の有機半導体層の上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、第２の有機半導体層３５ａを形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により第２の有機半導体層３５ａの上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２０４】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。この特性から電界効果移動度を算出したところ、２.４×１０−２ｃｍ２／Ｖｓであった。
【０２０５】
合成例４
（化合物（Ｃ−３）の合成）
【０２０６】
【化４６】
【０２０７】
四つ口フラスコに、化合物（Ｃ−２）を４．８０２ｇ、ビスピナコラートジボロンを１０．１６ｇ及びジオキサンを１５０ｍＬ加え、室温（２５℃）でアルゴンガスを用いて四つ口フラスコ中をバブリングした。[１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム(ＩＩ)を４０８．３ｍｇ、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを２７７．２ｍｇ及び酢酸カリウムを３．９２６ｇ加えた後、反応液を７時間加熱環流させた。反応後。液体クロマトグラフィーにより原料の消失を確認した。なお、反応はアルゴン雰囲気下で行った。フィルターを用いて反応液に難溶である塩基を分離した。反応液をエバポレータで３０分程乾燥させ、溶媒を取り除いた。参考例１と同様の方法で、反応液をカラムで分離した後、分離物を少量のアセトンに溶解させ、メタノールを加えて撹拌し、少量の水を加えていくことで、化合物（Ｃ−２）のビスピナコールエステル体（化合物（Ｃ−３））を３．５０ｇ得た。化合物（Ｃ−３）の収量は６０．９％であり、液体クロマトグラフィーから求めたHPLC面百値による純度は、９７．５％であっ
た。
【０２０８】
合成例５
（高分子化合物３の合成）
【０２０９】
【化４７】
【０２１０】
５０ｍｌの３つ首フラスコに、化合物（Ｃ−３）を２３０ｍｇ、トリフェニルアミン誘導体（化合物（Ｂ））を１８４ｍｇ、メチルトリアルキルアンモニウムクロリド（商品名Ａｌｉｑｕａｔ３３６（登録商標）、アルドリッチ社製）を８１ｍｇ秤量して加えた後、アルゴン雰囲気下で、脱気したトルエン１２ｍｌを加えた後、９０℃まで昇温した。つづいて、反応液にパラジウムジアセテート（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）を０．９２ｍｇとトリ（ｏ−メトキシフェニル）ホスフィン（Ｐ（ｏ−ＭｅＯＰｈ））を３４．９５ｍｇ加え、１００℃まで昇温した後、脱気した１６．７％の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）水溶液を２．５４ｇ滴下した。その後、１００℃で５時間２７分半反応を行なった後、トルエン４ｍｌに化合物（Ｃ−３）を４．５９ｍｇ、Ｐｄ（ＯＡｃ）２を０．９５ｍｇ、Ｐ（ｏ−ＭｅＯＰｈ）３を４．９５ｍｇ溶解させ、得られたトルエン溶液を反応液に加えた。その後、１００℃で２時間１０分反応を行なった。室温まで冷却して放置した後、反応液の油層を水で２回洗浄し、３％の酢酸水溶液で１回洗浄し、水で３回洗浄した後、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を加えて乾燥した。その後、アルミナとシリカとを積層したカラムを用いて精製を行い、カラムで処理した溶液を濃縮し、濃縮液にメタノールに加えて、析出物を回収し、乾燥し、高分子化合物３を得た。高分子化合物３の得量は１３３ｍｇであった。高分子化合物３のポリスチレン換算の数平均分子量は８，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は１４，０００であった。
【０２１１】
実施例４
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物３を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物３をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２１２】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２１３】
合成例６
（高分子化合物４の合成）
【０２１４】
【化４８】
【０２１５】
２００ｍｌの四つ口フラスコに、化合物（Ｄ）を３９２．２ｍｇ、化合物（Ｃ−２）を４８０．２ｍｇ、テトラハイドロフランを２０ｍｌ加え、室温(２５℃)で３０分間アルゴンバブリングを行った。次いで、反応液に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウムを１８．３１ｍｇ、トリ（ターシャリーブチル）ホスホニウム テトラフルオロボレートを２３．２１ｍｇ加えた。反応液を室温で撹拌しながら、２７．６ｗｔ％の炭酸カリウム水溶液２ｇを３０分かけて滴下し、５０℃まで昇温した。１０分後、８０℃まで昇温し３時間還流を行った。
【０２１６】
得られた反応液を、Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム水溶液で洗浄を行い、高分子化合物を濾過した。得られた高分子化合物の内、加熱クロロホルムに可溶分を、アルミナとシリカを積層したカラムに通液した。カラムで処理した液をメタノールに加え、析出物を回収し、乾燥し、高分子化合物４を得た。高分子化合物４の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物４のポリスチレン換算の数平均分子量は１７，５００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４２，４００であった。
【０２１７】
実施例５
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物４を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物４をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を５０℃に加熱し、５０℃に加熱した上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２１８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２１９】
合成例７
（高分子化合物５の合成）
【０２２０】
【化４９】
【０２２１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｅ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物５を合成した。高分子化合物５の得量は３５ｍｇであった。
【０２２２】
実施例６
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物５を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。次に、高分子化合物５をオクタジクロロベンゼンに溶解して０．２質量％の溶液を作製した。この溶液を１４０℃に加熱し、１４０℃に加熱した上記基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２２３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２２４】
合成例８
（高分子化合物６の合成）
【０２２５】
【化５０】
【０２２６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｆ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物６を合成した。高分子化合物６の得量は、１９０ｍｇであった。高分子化合物６のポリスチレン換算の数平均分子量は６０，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は９４，０００であった。
【０２２７】
実施例７
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物６を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるオクタデシルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物６をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２２８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２２９】
合成例９
（高分子化合物７の合成）
【０２３０】
【化５１】
【０２３１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｇ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物７を合成した。高分子化合物７の得量は１００ｍｇであった。高分子化合物７のポリスチレン換算の数平均分子量は２０，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は２８，０００であった。
【０２３２】
実施例８
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物７を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物７をトルエンに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を１００℃に加熱し、１００℃に加熱した上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２３３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２３４】
合成例１０
（高分子化合物８の合成）
【０２３５】
【化５２】
【０２３６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｈ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物８を合成した。高分子化合物８の得量は、７４ｍｇであった。高分子化合物８のポリスチレン換算の数平均分子量は５９，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は８９，０００であった。
【０２３７】
実施例９
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物８を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物８をトルエンに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。
その後、窒素雰囲気下で、２７０℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２３８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２３９】
合成例１１
（高分子化合物９の合成）
【０２４０】
【化５３】
【０２４１】
化合物（Ｃ−２）にかえて化合物（Ｃ−４）を用いた以外は、合成例２と同様の方法で高分子化合物９を合成した。高分子化合物９の得量は１００ｍｇであった。
【０２４２】
実施例１０
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物９を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物９をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で３０分間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２４３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２４４】
合成例１２
（高分子化合物１０の合成）
【０２４５】
【化５４】
【０２４６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｊ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１０を合成した。高分子化合物１０の得量は、１４２ｍｇであった。高分子化合物１０のポリスチレン換算の数平均分子量は５２，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は８２，０００であった。
【０２４７】
実施例１１
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１０を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１０をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、２５０℃で１時間熱処理を行ない、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２４８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。結果を表１に示す。
【０２４９】
合成例１３
（高分子化合物１１の合成）
【０２５０】
【化５５】
【０２５１】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｋ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１１を合成した。高分子化合物１１の得量は、１３３ｍｇであった。高分子化合物１０のポリスチレン換算の数平均分子量は５４，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は９０，０００であった。
【０２５２】
実施例１２
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１１を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１１をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３３０℃で１時間熱処理を行い、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２５３】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から得られた電界効果移動度を算出したところ、４．８×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２５４】
合成例１４
（高分子化合物１２の合成）
【０２５５】
【化５６】
【０２５６】
化合物（Ｂ）にかえて化合物（Ｌ）を用いた以外は、合成例５と同様の方法で高分子化合物１２を合成した。高分子化合物１２の得量は、１４５ｍｇであった。高分子化合物１２のポリスチレン換算の数平均分子量は２５，０００であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は４１，０００であった。
【０２５７】
実施例１３
（有機トランジスタの作製）
高分子化合物１２を用い、以下の方法で図１１に示す構造を有する有機トランジスタを作製した。まず、ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板３１の表面を熱酸化し、１００ｎｍのシリコン膜３２を形成した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、シランカップリング剤であるフェネチルトリクロロシランを用いて基板の表面をシラン処理した。次に、高分子化合物１２をクロロホルムに溶解して０．５質量％の溶液を作製した。この溶液を上記表面処理を行った基板上にスピンコート法により塗布した。その後、窒素雰囲気下で、３００℃で１時間熱処理を行い、有機半導体層３５を形成した。次に、抵抗加熱蒸着工程により有機半導体層３５の上にチャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極３３、ドレイン電極３４（有機半導体層側から、ＭｏＯ３、金の順で積層した膜からなる。）を作製した。
【０２５８】
（トランジスタ特性の測定）
作製した有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを１０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを−６０Ｖかけてトランジスタ特性を測定した。測定した特性から得られた電界効果移動度を算出したところ、２．９×１０−４ｃｍ２／Ｖｓであった。結果を表１に示す。
【０２５９】
［表１］
【符号の説明】
【０２６０】
１…基板、
２、２ａ…有機半導体層、
３…絶縁層、
４…ゲート電極、
５…ソース電極、
６…ドレイン電極、
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０…有機トランジスタ、
１２…層間絶縁膜、
１３…下部電極（陽極）、
１４…発光素子、
１５…上部電極（陰極）、
１６…バンク部、
１７…封止部材、
１８…基板、
Ｔ…有機トランジスタ、
２００…面状光源、
３１…ｎ−型シリコン基板、
３２…シリコン酸化膜、
３３…ソース電極、
３４…ドレイン電極、
３５、３５ａ…有機半導体層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）
【化１】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【化２】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法。
【請求項２】
式（１）で表される構造単位を含む化合物にエネルギーが印加される請求項１に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記有機半導体前駆体膜が、式（１）で表される構造単位を含む化合物と溶媒とを含有する溶液を、有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布することにより形成される請求項１又は２に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項４】
式（１）
【化３】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を広げることにより、該化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【化４】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、
該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法。
【請求項５】
Ｙで表される２価の基が、式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のそれぞれで表される基
【化５】
からなる群から選択される少なくとも一種の基である請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項６】
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、
該有機半導体層は、式（３）
【化６】
（３）
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタ。
【請求項７】
さらにゲート絶縁層を有する請求項６に記載の有機トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記有機半導体層を有し、前記ゲート電極と該有機半導体層との間に前記ゲート絶縁層を有する請求項７に記載の有機トランジスタ。
【請求項９】
前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に前記有機半導体層を有し、該有機半導体層上に前記ソース電極及び前記ドレイン電極を有する請求項７に記載の有機トランジスタ。
【請求項１０】
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、
該第１の有機半導体層は、式（２）
【化７】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、
該第２の有機半導体層は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタ。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の有機トランジスタを含むエレクトロニクスデバイス。
【請求項１】
式（１）
【化１】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を広げることにより、該化合物を含有する有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該有機半導体前駆体膜中の式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む前記化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【化２】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する化合物を含む有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法。
【請求項２】
式（１）で表される構造単位を含む化合物にエネルギーが印加される請求項１に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項３】
前記有機半導体前駆体膜が、式（１）で表される構造単位を含む化合物と溶媒とを含有する溶液を、有機半導体層の下に位置することになる層上に塗布することにより形成される請求項１又は２に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項４】
式（１）
【化３】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｙは、２価の基を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第１の化合物を広げることにより、該化合物を含有する第１の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第１の有機半導体前駆体膜中の第１の化合物が有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて、式（２）
【化４】
［式中、ｎ、ｍ、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３及びＲ4は、式（１）におけるこれらと同じ意味を表す。］
で表される構造単位を少なくとも１個有する第２の化合物を含む第１の有機半導体層を形成する工程と、
該第１の有機半導体層上に、式（１）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第１の化合物とは異なる第３の化合物と溶媒とを含有する溶液を塗布し、第３の化合物を含有する第２の有機半導体前駆体膜を形成する工程と、
該第２の有機半導体前駆体膜中の第３の化合物が含有するＹで表される２価の基の少なくとも一部を脱離させて式（２）で表される構造単位を少なくとも１個有する第４の化合物を含む第２の有機半導体層を形成する工程とを、
有する、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、第１の有機半導体層及び第２の有機半導体層を有する有機トランジスタの製造方法。
【請求項５】
Ｙで表される２価の基が、式（Ｙ−１）〜（Ｙ−８）のそれぞれで表される基
【化５】
からなる群から選択される少なくとも一種の基である請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機トランジスタの製造方法。
【請求項６】
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を有し、
該有機半導体層は、式（３）
【化６】
（３）
で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物を含有する有機トランジスタ。
【請求項７】
さらにゲート絶縁層を有する請求項６に記載の有機トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記有機半導体層を有し、前記ゲート電極と該有機半導体層との間に前記ゲート絶縁層を有する請求項７に記載の有機トランジスタ。
【請求項９】
前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁層を有し、該ゲート絶縁層上に前記有機半導体層を有し、該有機半導体層上に前記ソース電極及び前記ドレイン電極を有する請求項７に記載の有機トランジスタ。
【請求項１０】
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極及び第１の有機半導体層を有し、第１の有機半導体層上に第２の有機半導体層を有し、
該第１の有機半導体層は、式（２）
【化７】
［式中、Ｒ1及びＲ２は、それぞれ独立に、置換基を表す。Ｒ３及びＲ4は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｎ及びｍは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。Ｒ１が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。Ｒ２が複数個ある場合、それらは同一でも相異なってもよい。］
で表される構造単位を少なくとも１個含む第２の化合物を含有し、
該第２の有機半導体層は、式（２）で表される構造単位を少なくとも１個含む化合物であって第２の化合物とは異なる第４の化合物を含有する有機トランジスタ。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の有機トランジスタを含むエレクトロニクスデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１５１４６５（Ｐ２０１２−１５１４６５Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８３１０６（Ｐ２０１１−２８３１０６）
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]