有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法
【課題】動作速度が速く且つ製造が容易な有機半導体トランジスタ素子を提供すること。
【解決手段】ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子。
【解決手段】ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を利用した有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法に関するものであり、より詳細には、電子ペーパーあるいはデジタルペーパー、有機ＥＬ素子、電気泳動型表示素子、液晶素子等の表示素子の駆動回路、電子タグ、スマートカード等に用いる理論回路およびメモリー素子、ガスセンサー等の分野に好適に使用できる有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタは、液晶表示素子等の表示用スイッチング素子として幅広く用いられている。従来、薄膜トランジスタは、アモルファスや多結晶のシリコンを用いて作製されている。しかし、このようなシリコンを用いた薄膜トランジスタの作製には、スパッタリング、ＣＶＤ装置、その他の真空系を用いた製造プロセスが用いられるが、大変高額である。さらには薄膜トランジスタを作製するために真空系の製造プロセスを繰り返し行い、半導体層等の各層を形成するため、薄膜トランジスタを用いた表示装置等の大型化は製造コストの大幅な増加を伴う問題点があった。
また、アモルファスや多結晶のシリコンを成膜するプロセスは非常に高い温度で行なわれ、基材として用いられる材料が限定されてしまう。従って、軽量でフレキシビリィがある樹脂基板等は使用できないという問題点があった。
【０００３】
一方、近年有機ＥＬ素子等に代表される有機半導体の研究が盛んに行なわれている。それとともにシリコン材料には無い軽量性、柔軟性という特徴を有する有機材料を回路に組み込もうとする研究が報告されるようになってきた。
このような薄膜トランジスタに用いる有機物としては、低分子化合物および高分子化合物が用いられる。低分子化合物としては、ペンタセン、テトラセン等のポリアセン化合物（例えば、特許文献１〜３参照）、銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（例えば、特許文献４，５参照）が提案されている。
しかし、低分子化合物の場合、シリコンと同じ真空系を用いた製造プロセスを繰り返す必要があり、製造プロセス上の問題は依然解消されていない。
【０００４】
また、高分子化合物としては、セクシチオフェン等の芳香族オリゴマー（例えば、特許文献６参照）、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）等の高分子化合物（例えば、特許文献７〜１０、非特許文献１参照）が提案されている。
【０００５】
このような、高分子化合物は、可溶性が大きく、スピンコーティングやディプコーティングなど低コストの技術で成膜が可能であるので製造プロセスで有利であるが、キャリア移動度が低いという問題点があった。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）においては、可溶前駆体をスピンコート後、熱処理するため、主鎖共役系高分子中に欠陥が入りやすく電気特性を著しく低下させる問題点があった。
【特許文献１】特開平５−５５５６８号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０７１２号公報
【特許文献３】特開２００１−９４１０７号公報
【特許文献４】特開平５−１９０８７７号公報
【特許文献５】特開２０００−１７４２７７号公報
【特許文献６】特開平８−２６４８０５号公報
【特許文献７】特開平８−２２８０３４号公報
【特許文献８】特開平８−２２８０３５号公報
【特許文献９】特開平１０−１２５９２４号公報
【特許文献１０】特開平１０−１９０００１号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ．７３，１０８（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶性に優れ、高いキャリア移動度を有する電荷輸送性ポリウレタンを用い、動作速度が速く、且つ、製造が容易な有機半導体トランジスタ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためキャリア輸送性を有する高分子化合物に関し鋭意検討した結果、下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造より選択された少なくとも１種を部分構造として含む電荷輸送性ポリウレタンが、有機半導体トランジスタ素子として好適なキャリア移動度、薄膜形成能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、
＜１＞
ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、
前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子である。
【化１】
〔一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。〕
【０００９】
＜２＞
前記有機半導体が、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンを含むことを特徴とする＜１＞に記載の有機半導体トランジスタ素子である。
【化２】
〔一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｔは炭素数１から６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２から１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコールまたはアミン残基を表し、ｍは０または１を表し、ｐは５から５０００の整数を表す。〕
【００１０】
＜３＞
＜１＞または＜２＞に記載の有機半導体トランジスタ素子を、溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用いて製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体が、前記溶液に外部刺激を付与して、前記溶液をノズルから液滴状に吐出させる方法を利用して形成されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【００１１】
＜４＞
前記外部刺激が圧力であることを特徴とする＜３＞に記載の有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【００１２】
＜５＞
溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用い、
前記溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥させる乾燥工程とを少なくとも経ることにより＜１＞または＜２＞に記載の有機半導体トランジスタ素子を製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記乾燥工程が、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように本発明によれば、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶性に優れ、高いキャリア移動度を有する電荷輸送性ポリウレタンを用い、動作速度が速く、且つ、製造が容易な有機半導体トランジスタ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の有機半導体トランジスタ素子は、ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする。
【００１５】
この電荷輸送性ポリウレタンは、動作時の熱安定性、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶解性に優れ、キャリア移動度が高く、さらに、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機半導体を有しているため、動作速度が速く且つ製造が容易である。
【００１６】
【化３】
【００１７】
なお、一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。
【００１８】
一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）中において、Ａｒを表す構造として選択される多核芳香族炭化水素及び縮合多環芳香族炭化水素は特に限定されない。なお、当該多核芳香族炭化水素及び縮合芳香族炭化水素とは、本発明においては、具体的には以下に定義される芳香族炭化水素であることを意味する。
すなわち、「多核芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が２個以上存在し、芳香環同士が炭素―炭素結合によって結合している炭化水素を表す。具体的には、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。また、「縮合芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が２個以上存在し、芳香環同士が１対の炭素原子を共有している炭化水素を表す。具体的には、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。
【００１９】
また、複素環は、その環骨格を構成する原子数（Ｎｒ）が、Ｎｒ＝５及び／又は６が好ましく用いられる。また、環骨格を構成する炭素原子以外の原子（異種原子）の種類及び数は特に限定されないが、例えば、硫黄原子、窒素原子、酸素原子等が好ましく用いられ、前記環骨格中には２種類以上及び／又は２個以上の異種原子が含まれてもよい。特に５員環構造をもつ複素環として、チオフェン、ピロール及びフラン、または、前記化合物の３位および４位の炭素を窒素で置き換えた複素環が好ましく用いられ、６員環構造を持つ複素環として、ピリジンが好ましく用いられる。
【００２０】
ベンゼン環、多核芳香族炭化水素または縮合芳香族炭化水素の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルコキシル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
【００２１】
Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、具体的には下記の式（１）〜（１３）から選択された基が挙げられる。
【００２２】
【化４】
【００２３】
式中、Ｒ3からＲ18は、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、ａは０または１を意味し、ｂは０〜１０の整数を意味する。Ｖは下記の式（１４）〜（３４）から選択された基を表す。
【００２４】
【化５】
【００２５】
Ｒ20およびＲ21は、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、Ｒ19は水素原子、アルキル基、シアノ基を表し、ｂは１〜１０の整数を意味し、ｃは０〜１０の整数を意味する。
一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも一種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンとしては、特に限定するものではないが、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであることが好適である。
【００２６】
【化６】
【００２７】
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造Ａ1が含まれてもよい。また、ｐは５から５０００の整数を表す。
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ｔは、炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を示し、好ましくは炭素数が２〜６の２価の直鎖状炭化水素基および炭素数３〜７の２価の分枝鎖状炭化水素基より選択される。具体的な構造を以下に示す。
【００２８】
【化７】
【００２９】
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコール、またはアミン残基を表す。ＹおよびＺは、具体的には下記の式（３５）から（４０）から選択された基が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
【化８】
【００３１】
式（３５）から（４０）中、Ｒ22およびＲ23は、それぞれ水素原子、炭素数１から４のアルキル基、炭素数１から４のアルコキシ基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、ｄおよびｅはそれぞれ１から１０の整数を意味し、ｆは０，１または２の整数を意味し、ｈおよびｉはそれぞれ０または１の整数を意味し、Ｖは式（１４）〜（３４）から選択された基である。
表１〜２２に一般式（Ｉ−１）で示される構造の具体例を示し、表２２〜４２に一般式（Ｉ−２）で示される構造の具体例を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
【表７】
【００３９】
【表８】
【００４０】
【表９】
【００４１】
【表１０】
【００４２】
【表１１】
【００４３】
【表１２】
【００４４】
【表１３】
【００４５】
【表１４】
【００４６】
【表１５】
【００４７】
【表１６】
【００４８】
【表１７】
【００４９】
【表１８】
【００５０】
【表１９】
【００５１】
【表２０】
【００５２】
【表２１】
【００５３】
【表２２】
【００５４】
【表２３】
【００５５】
【表２４】
【００５６】
【表２５】
【００５７】
【表２６】
【００５８】
【表２７】
【００５９】
【表２８】
【００６０】
【表２９】
【００６１】
【表３０】
【００６２】
【表３１】
【００６３】
【表３２】
【００６４】
【表３３】
【００６５】
【表３４】
【００６６】
【表３５】
【００６７】
【表３６】
【００６８】
【表３７】
【００６９】
【表３８】
【００７０】
【表３９】
【００７１】
【表４０】
【００７２】
【表４１】
【００７３】
【表４２】
【００７４】
さらに、一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの具体例を表４３〜５０に示すが、本発明に用いられる電荷輸送性ポリウレタンはこれらの具体例に限定されるものではない。
ここで、表４３〜５０における「繰り返し単位」の「Ａ1」の欄の番号は、表１〜４２の「構造」欄に記載された番号の化合物（前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）の具体例）に対応しており、２種類以上の番号が示されている場合には、各々の番号に対応する「Ａ1」の欄に示される化合物（繰り返し単位）の分子中での比率が、「比率」の欄に示されている。また、ｍは一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）におけるｍを意味する。
【００７５】
なお、表４３〜５０において、「Ｙ」の欄に構造が示され、且つ、「Ｚ」の欄に構造が示されていない場合は、一般式（ＩＩ−１）の化合物の具体例を、「Ｙ」の欄に構造が示されず、且つ、「Ｚ」の欄に構造が示されている場合は、一般式（ＩＩ−２）の化合物の具体例を意味する。また、以下の説明において、表４３〜５０中に示す「化合物」の欄の番号Ｘに対応したの化合物を指す場合には、「例示化合物（Ｘ）」と称す
【００７６】
【表４３】
【００７７】
【表４４】
【００７８】
【表４５】
【００７９】
【表４６】
【００８０】
【表４７】
【００８１】
【表４８】
【００８２】
【表４９】
【００８３】
【表５０】
【００８４】
一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される本発明に用いられる電荷輸送性ポリウレタンは、下記一般式（ＩＩ−３）〜（ＩＩ−６）で表されるモノマーを、例えば、第４版実験化学講座第２８巻（丸善、１９９２）、新高分子実験学第２巻（共立出版、１９９５）、等に記載された公知の方法で重合させることによって合成することができる。なお、一般式（ＩＩ−３）〜（ＩＩ−６）中、Ａ1、Ｔおよびｍは、前記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）におけるＡ1と同様である。
【００８５】
【化９】
【００８６】
具体的には、例えば、一般式（ＩＩ−３）および（ＩＩ−４）で示されるモノマーの場合、電荷輸送性ポリウレタンは、次のようにして合成することができる。
モノマーが一般式（ＩＩ−３）で示される２価アルコールの場合には、ＯＣＮ−Ｙ−ＮＣＯで示されるジイソシアネート類と当量混合し、またモノマーが一般式（ＩＩ−４）で示されるジイソシアネート類の場合には、ＨＯ−Ｙ−ＯＨで示される２価アルコール類と当量混合し、重付加する。
【００８７】
触媒としては、ジラウリル酸ジブチルスズ（ＩＩ）、二酢酸ジブチルスズ（ＩＩ）、ナフテン酸鉛等の有機金属化合物といった通常の重付加による電荷輸送性ポリウレタン合成反応に用いるものが使用できる。また、芳香族系のジイソシアネートを電荷輸送性ポリウレタンの合成に用いる場合には、トリエチレンジアミン等の第三アミンを触媒として用いる事ができる。これら有機金属化合物と第３アミンは触媒として混合して用いても良い。触媒の量は、モノマー１重量部に対して、１／１０，０００〜１／１０重量部、好ましくは１／１，０００〜１／５０重量部の範囲で用いられる。
【００８８】
溶剤は、モノマーとジイソシアネート、もしくは２価アルコール類を溶解するものであれば、任意の溶剤を用いることができるが、反応性の点から極性の低い溶媒やアルコールとの水素結合を生じない溶媒を用いることが好ましく、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。溶剤の量は、モノマー１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。
【００８９】
反応終了後は、反応溶液をそのまま、メタノール、エタノール等のアルコール類や、アセトン等のポリマーが溶解しにくい貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させて分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させる再沈殿処理を繰り返してもよい。
再沈殿処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリウレタンを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリウレタン１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリウレタン１重量部に対して、１〜１，０００重量部、好ましくは１０〜５００重量部の範囲で用いられる。
【００９０】
一般式（ＩＩ−５）および（ＩＩ−６）で示されるモノマーの場合、電荷輸送性ポリウレタンは、次のようにして合成することができる。
モノマーが一般式（ＩＩ−５）で示されるビスクロロホルメートの場合には、2ＨＮ−Ｙ−ＮＨ2で示されるジアミン類と当量混合し、またモノマーが一般式（ＩＩ−６）で示されるジアミン類の場合には、ＣｌＯＣＯ−Ｙ−ＯＣＯＣｌで示されるビスクロロホルメート類と当量混合し、重縮合する。溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後は、前述のように再沈殿処理により精製する。
【００９１】
また、2ＨＮ−Ｙ−ＮＨ2で示されるジアミン類が塩基性度の高い場合には、界面重合法も用いることができる。すなわち、ジアミン類を水に加え、当量の酸を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながらジアミン類と前述の一般式（ＩＩ−５）で示される当量のモノマー溶液を加えることによって重合できる。この際、水はジアミン類１重量部に対して、１〜１，０００重量部、好ましくは１０〜５００重量部の範囲で用いられる。
【００９２】
モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、モノマー１重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは０．２〜５重量部の範囲で用いられる。
【００９３】
以上に説明したような合成方法等によって得られる一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの重合度は、低すぎると成膜性に劣り、強固な膜が得られにくく、また、高すぎると溶剤への溶解度が低くなり、加工性が悪くなるため、５〜５０００の範囲であることが好ましく、１０〜３０００であることがより好ましく、１５〜１０００が更に好ましい。
【００９４】
また、電気特性等を向上させるためにポリマーの末端を修飾してもよい。その方法としては、特に限定されるものではないが、次のような方法が挙げられる。
一般式（ＩＩ−３）の場合、末端修飾する化合物の１価アルコールを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物の１価アルコールを仕込んで反応させ導入することができる。
一般式（ＩＩ−４）の場合、末端修飾する化合物のモノイソシアネートを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物のモノイソシアネートを仕込んで反応させ導入することができる。
【００９５】
一般式（ＩＩ−５）の場合、末端修飾する化合物の１価カルボン酸を共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物の１価カルボン酸を仕込んで反応させ導入することができる。
一般式（ＩＩ−６）の場合、末端修飾する化合物のモノアミンを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物のモノアミンを仕込んで反応させ導入することができる。
【００９６】
次に、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成について具体例を挙げて詳細に説明する。
本発明の有機半導体トランジスタ素子は、ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極と、を少なくとも含む構成を有するものである。
ここで、前記有機半導体には上記説明した少なくとも１種以上の電荷輸送性ポリウレタンが含まれる。なお、本発明の有機半導体トランジスタ素子の形状は、必要に応じて、所望の形状とすることができるが、薄膜状であることが好ましい。
【００９７】
以下、図を参照しつつ、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成についてより詳細に説明するが、これに限定されるわけではない。
図１〜図３は、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成の一例を示す模式断面図である。ここで、図１および２は、本発明の有機半導体トランジスタ素子が、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造を有している場合について示したものである。また、図３は、本発明の有機半導体トランジスタ素子が、静電誘導トランジスタ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）構造を有している場合について示したものである。
図１〜３中、機能が共通する部材には同一の符号が付してあり、１が基板、２がソース電極、３がドレイン電極、４が有機半導体層、５がゲート電極、６が絶縁層を表す。以下、図１〜３に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成について順に説明する。
【００９８】
図１に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１上にゲート電極５、絶縁層６がこの順に設けられ、この絶縁層６上に、ソース電極２およびドレイン電極３とが離間した位置に設けられると共に、ソース電極２およびドレイン電極３を被覆するように有機半導体層４が設けられている。
【００９９】
また、図２に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１状にゲート電極５、絶縁層６がこの順に設けられ、この絶縁層６上に、ソース電極２、および、このソース電極２の絶縁層６と接する側と反対側の面も覆うように有機半導体層４が設けられている。さらに、ドレイン電極３が、有機半導体層４の絶縁層６が設けられた側と反対側の面上で、ソース電極２に対して基板１の平面方向に離間した位置に設けられている。
【０１００】
さらに、図３に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１上にソース電極２、有機半導体層４、ドレイン電極３がこの順に積層され、複数のゲート電極５が、有機半導体層４中に設けられる（図３に示す例では、４つのゲート電極５が、基板１の平面方向と平行且つ等間隔に配置されている）。
なお、ゲート電極５は、紙面に対して垂直方向に、ソース電極２及びドレイン電極３の双方と平行になるように配置され、各々のゲート電極５同士も相互に平行となるように設けられている。また、図３中、ゲート電極５と、有機半導体層４とは、両者の界面に設けられた不図示の絶縁層により絶縁されている。
【０１０１】
図１〜図３に示すような有機半導体トランジスタ素子においては、ゲート電極５に印加される電圧によってソース電極２とドレイン電極３との間に流れる電流を制御することができる。
【０１０２】
なお、本発明の有機半導体トランジスタ素子を用いて、何らかの電子デバイスを作製する場合には、基板上に、１個以上の本発明の有機半導体トランジスタ素子を搭載した構成（半導体装置）として利用することができ、この半導体装置に、さらに他の素子や回路等を組み合わせることにより所望の電子デバイスを作製することができる。
【０１０３】
次に、有機半導体部分を除く、本発明の有機半導体素子や半導体装置を構成する各部材について詳細に説明する。
ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極に用いられる電極材料としては、効率よく電荷注入することができる材料が用いられ、具体的には、金属、金属酸化物、導電性高分子等が使用される。
金属としてはマグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、タンタル、インジウム、パラジウム、リチウム、カルシウムおよびこれらの合金が挙げられる。金属酸化物としては、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）等の金属酸化膜があげられる。
導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピリジン、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等があげられる。
【０１０４】
また、電極に用いられる材料と有機半導体（層）に用いられる上述した高分子化合物とのイオン化ポテンシャルの差が大きいと電荷注入特性が悪くなるため、ドレイン電極および／またはソース電極に用いられる材料のイオン化ポテンシャルと、有機半導体（層）に用いられる高分子化合物とのイオン化ポテンシャルの差が１．０ｅＶ以内であることが好ましく、特に０．５ｅｖ以内であることがさらに好ましい。また、このような電極−高分子化合物間のイオン化ポテンシャルの差という観点からは、電極材料としては、特にＡｕを用いることが好ましい。
【０１０５】
電極の形成方法としては、上記の電極材料を蒸着法や、スパッタ等の公知の薄膜形成方法を用いて作製した薄膜を、公知のフォトリソグラフィー法やリフトオフ法を利用して形成したり、インクジェット等によりレジストを用いて所望のパターン（電極形状）にエッチングする方法や、アルミニウムなどの電極材料を直接熱転写する方法が利用できる。また、電極材料として導電性高分子を用いる場合には、これを溶媒に溶解させ、インクジェット等によりパターニングしても良い。
【０１０６】
各電極間や、ゲート電極と有機半導体（層）とを絶縁する絶縁部材としては、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機物、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂等の有機絶縁高分子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
基板としては、リン等を高濃度にドープしたシリコン単結晶やガラス、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂等のプラスチック基板等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
特に、電子ペーパーまたはデジタルペーパーや携帯電子機器等の可撓性を求められる電子デバイス（以下、「可撓性電子デバイス」と称す）に用いられる電子回路に本発明の有機半導体トランジスタ素子を用いる場合、基板として可撓性がある基板を用いることが望ましい。特に基板として曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上、より好ましくは５０００ＭＰａ以上である基板を用いることにより可撓性がある表示素子の駆動回路や電子回路に適応させることができる。
【０１０８】
これは、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、有機半導体部分が、上述したような高分子化合物を主成分として含むために十分な弾性を有しており、可撓性のある基板上に素子を形成しても、大きな変形や、変形の繰り返しに耐え、安定した性能を維持し続けることができるためである。一方、無機半導体トランジスタ素子では、半導体部分が無機材料からなるため、弾性に欠けているため、このような変形を前提とした使用は極めて困難である。さらに無機半導体トランジスタ素子を作製するプロセスは、高温を必要とするため基板にプラスチックを用いることが出来ないという不具合がある。また、有機半導体部分が低分子材料を主成分とするような有機半導体トランジスタ素子においても、高分子材料のような弾性には欠けているため、このような変形を前提とした使用は困難であるか、あるいは、信頼性に劣る。
【０１０９】
なお、本発明において、「可撓性電子デバイス」とは、〔１〕その使用態様が、上述した電子ペーパーやデジタルペーパー等のように、電源のオン／オフ状態に係わらず、平坦な状態から曲げたり、撓ませたり、屈曲させたりした状態としたり、あるいは、その逆の態様で使用することが可能であり、〔２〕その構成が、基板と、該基板上に１個以上設けられた有機半導体トランジスタ素子とを少なくとも含み、〔３〕上記〔１〕項に説明したような可撓性が、有機半導体トランジスタ素子が設けられた基板部分において少なくとも求められる電子デバイスを意味する。
【０１１０】
有機半導体部分を層状に形成する方法としては、特に液相成膜法を用いることが好ましく、例えば、スピンコート法、キャステング法、ディップ法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、インクジェット法、および各印刷手法等が用いられるが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
しかしながら、塗布後のエッチングによるパターン形成が不要であるため、製造工程が簡略化でき、また、有機半導体トランジスタ素子を大面積の基板上に多数形成する上でも高い生産性を得ることができるインクジェット法を利用することが好ましい。
すなわち、インクジェットプリンターに利用されているインクジェット記録による画像形成技術を、有機半導体トランジスタ素子の有機半導体部分の形成に利用することができる。
【０１１２】
この場合、インクの代わりに、溶媒中に溶解させた電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液（以下、インクジェット印刷にのみ利用する場合を「インクジェット用有機半導体溶液」と称し、インクジェット印刷に限定しない場合は単に「有機半導体溶液」と称す場合がある）を用いて、液滴吐出ヘッドのノズルから液滴状の有機半導体溶液を吐出させることによって、基板上の所望の位置に所望の膜厚・形状の有機半導体を形成することができる。
【０１１３】
また、液滴吐出ヘッドとしても、基本的な構成や原理は、インクジェットプリンターに用いられている記録ヘッドと同様のものが利用できる。すなわち、有機半導体溶液に圧力や熱等の外部刺激を付与することによって、インクジェット用有機半導体溶液をノズルから液滴状に吐出する方法（いわゆる圧電素子を用いたピエゾインクジェット方式、熱沸騰現象を利用した熱インクジェット方式等）が利用できる。
しかしながら、本発明の有機半導体トランジスタ素子の製造に際しては、外部刺激は熱よりも圧力であることがより好ましい。外部刺激が熱である場合には、インクジェット用有機半導体溶液のノズルからの吐出から、基板上へ着弾した有機半導体溶液の溶媒の揮発による塗膜の形成（固化）というインクジェット印刷プロセスにおいて、インクジェット用有機半導体溶液の粘度が熱によって大きく変化してしまうため、レベリング性やパターニング精度の制御が困難になる場合がある。これに加えて、耐熱性に劣る電荷輸送性ポリウレタンが利用できなくなり、材料選択肢が狭くなってしまう場合がある。
【０１１４】
また、インクジェット法を利用した本発明の有機半導体トランジスタ素子の製造に用いられる装置としては、上述した液滴吐出ヘッドの他に、必要に応じて、例えば、有機半導体トランジスタ素子を形成する対象である基板等の固定あるいは搬送手段や、液滴吐出ヘッドを基板平面方向に対して走査する液滴吐出ヘッド走査手段等を有していてもよい。
【０１１５】
なお、インクジェット用有機半導体溶液は、上述したように電荷輸送性ポリウレタンと溶媒とを少なくとも含むものであればその組成や物性は特に限定されるものではないが、インクジェット用有機半導体溶液の粘度は、２５℃において０．０１〜１０００ｃｐｓの範囲内であることが好ましく、１〜１００ｃｐｓの範囲内であることが好ましい。
粘度が０．０１ｃｐｓ未満である場合には、基板上に着弾した有機半導体溶液が、基板平面方向に広がり易く、膜厚の制御が困難となったり、パターニング精度が劣化してしまう場合がある。また、粘度が１０００ｃｐｓを超える場合には、インクジェット用有機半導体溶液の粘性が高すぎるために吐出不良を起こしやすくなる場合がある。
なお、インクジェット用有機半導体溶液の粘度は、電荷輸送性ポリウレタンや、必要に応じて添加されるその他の添加剤成分の含有量や、電荷輸送性ポリウレタンの分子量等を制御することによって、所望の値に調整することができる。
【０１１６】
インクジェット用有機半導体溶液に用いられる溶媒としては、電荷輸送性ポリウレタンを溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、有機溶媒、例えば、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒等や、水、またこれらの混合溶媒等を挙げることができる。
ここで、前記炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ラクトン、テトラリン、クメンなどが挙げられ、前記エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミルなどが挙げられ、前記エーテル系溶媒としては、例えば、ジブチルエーテル、ジベンジルエーテルなどが挙げられ、前記ハロゲン系溶媒としては、例えば、１，１−ジクロロエタン，１−フルオロエタン，２，２，２−トリフルオロエタン、，２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロベンゼン、o-ジクロロベンゼンなどが挙げられ、前記アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｉ−プロピルアルコールなどが挙げられる。
【０１１７】
なお、上述したようなインクジェット法やその他の液相成膜法を利用して有機半導体トランジスタ素子を製造する場合、有機半導体部分は、有機半導体溶液を用い、溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、この塗膜を乾燥させて有機半導体からなる膜を形成する乾燥工程とを少なくとも経ることによって形成される。
ここで、乾燥工程は、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることが好ましい。酸素濃度や水分濃度が１００ｐｐｍを超えると雰囲気中に酸素分子や水分子として存在する酸素原子が、電荷輸送性ポリウレタンを劣化させてしまう場合があり、乾燥時の加熱処理温度が高いとこのような劣化がより起こりやすくなるためである。
なお、酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１０ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。また、水分濃度は５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１０ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。
【０１１８】
さらに水分や酸素による有機半導体トランジスタ素子の劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用できる。
【０１１９】
以上に説明したように本発明の有機半導体トランジスタ素子は、有機半導体部分に使用する高分子化合物の種類や、素子の構成等を適宜選択することにより、オン／オフ比を１０2〜１０5程度の範囲内で有機半導体トランジスタ素子の用途に応じて調整することができる。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。だだし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
（実施例１）
ガラス基板上に真空蒸着により金を１００ｎｍの膜厚で成膜し、ゲート電極とした。次いで、ゲート電極上にスパッタリングによりＳｉＯ2を３００ｎｍの膜厚で絶縁層を形成し、更に、ソース電極およびドレイン電極として金属マスクを通して金を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。なお、ソース電極およびドレイン電極の間隔は５０μｍである。
その後、ソース電極およびドレイン電極と導通可能なように、例示化合物（４）を５重量％含むジクロロエタン溶液を目開き０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した有機半導体溶液を、ディップ法により厚さ０．１５０μｍの薄膜を形成し、有機半導体トランジスタ素子を作製した。
なお、有機半導体薄膜は、予めソース電極とドレイン電極とが対向する領域と、この領域に接したソース電極およびドレイン電極の一部を除いてレジストによりマスキングした状態でディップ法により塗膜を形成し、続いて、この塗膜を酸素濃度が５ｐｐｍ、水分濃度が５ｐｐｍの不活性ガス雰囲気下で１３０℃に乾燥処理するプロセスを経て形成した。
【０１２１】
（実施例２）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（１２）を用いた以外は、実施例１と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２２】
（実施例３）
実施例２で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（１５）を用いた以外は、実施例２と同にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２３】
（実施例４）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（２２）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２４】
（実施例５）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（２９）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２５】
（実施例６）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（３２）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２６】
（実施例７）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（５３）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２７】
（実施例８）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（７４）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２８】
（比較例１）
上記実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに下記構造式（ＩＩＩ）で示される化合物を用い、ディップ法の代わりに蒸着法を利用して有機半導体薄膜を形成した他は実施例１と同様に素子を作製した。
【０１２９】
【化１０】
【０１３０】
（比較例２）
上記実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりにポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシル）−１，４−フェニレンビニレン］を用い、ディップ法の代わりに蒸着法を利用して有機半導体薄膜を形成した他は実施例１と同様に有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１３１】
−評価−
実施例および比較例で得られた有機半導体トランジスタ素子を半導体パラメーターアナライザー（アジレントテクノロジー社製、４１５５Ｃ）を用いて、ゲート電圧を印加した時の電流−電圧特性を測定し、キャリア移動度（線形領域）とオン／オフ比を算出した
【０１３２】
以上のように作製した有機半導体トランジスタ素子のキャリア移動度、ｏｎ／ｏｆｆ比を表５１に示す。いずれの素子もゲート電極に印加する電圧（ゲート電圧）の変化に伴い、ソース電極・有機半導体層・ドレイン電極間を流れるドレイン‐ソース電流が変化するスイッチング特性を示して機能を有していた。
しかし、比較例では、有機半導体薄膜の形成に用いた電荷輸送性材料のキャリア移動度が低かったために、ｏｎ／ｏｆｆ比が、実施例１〜８の素子と比べて劣っていることがわかった。また、有機半導体薄膜の形成に際し、液相成膜法が利用できない／気相成膜法を利用しなければならない場合があった。
【０１３３】
【表５１】
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【図２】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【図３】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 基板
２ ソース電極
３ ドレイン電極
４ 有機半導体層
５ ゲート電極
６ 絶縁層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体を利用した有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法に関するものであり、より詳細には、電子ペーパーあるいはデジタルペーパー、有機ＥＬ素子、電気泳動型表示素子、液晶素子等の表示素子の駆動回路、電子タグ、スマートカード等に用いる理論回路およびメモリー素子、ガスセンサー等の分野に好適に使用できる有機半導体トランジスタ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタは、液晶表示素子等の表示用スイッチング素子として幅広く用いられている。従来、薄膜トランジスタは、アモルファスや多結晶のシリコンを用いて作製されている。しかし、このようなシリコンを用いた薄膜トランジスタの作製には、スパッタリング、ＣＶＤ装置、その他の真空系を用いた製造プロセスが用いられるが、大変高額である。さらには薄膜トランジスタを作製するために真空系の製造プロセスを繰り返し行い、半導体層等の各層を形成するため、薄膜トランジスタを用いた表示装置等の大型化は製造コストの大幅な増加を伴う問題点があった。
また、アモルファスや多結晶のシリコンを成膜するプロセスは非常に高い温度で行なわれ、基材として用いられる材料が限定されてしまう。従って、軽量でフレキシビリィがある樹脂基板等は使用できないという問題点があった。
【０００３】
一方、近年有機ＥＬ素子等に代表される有機半導体の研究が盛んに行なわれている。それとともにシリコン材料には無い軽量性、柔軟性という特徴を有する有機材料を回路に組み込もうとする研究が報告されるようになってきた。
このような薄膜トランジスタに用いる有機物としては、低分子化合物および高分子化合物が用いられる。低分子化合物としては、ペンタセン、テトラセン等のポリアセン化合物（例えば、特許文献１〜３参照）、銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（例えば、特許文献４，５参照）が提案されている。
しかし、低分子化合物の場合、シリコンと同じ真空系を用いた製造プロセスを繰り返す必要があり、製造プロセス上の問題は依然解消されていない。
【０００４】
また、高分子化合物としては、セクシチオフェン等の芳香族オリゴマー（例えば、特許文献６参照）、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）等の高分子化合物（例えば、特許文献７〜１０、非特許文献１参照）が提案されている。
【０００５】
このような、高分子化合物は、可溶性が大きく、スピンコーティングやディプコーティングなど低コストの技術で成膜が可能であるので製造プロセスで有利であるが、キャリア移動度が低いという問題点があった。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）においては、可溶前駆体をスピンコート後、熱処理するため、主鎖共役系高分子中に欠陥が入りやすく電気特性を著しく低下させる問題点があった。
【特許文献１】特開平５−５５５６８号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０７１２号公報
【特許文献３】特開２００１−９４１０７号公報
【特許文献４】特開平５−１９０８７７号公報
【特許文献５】特開２０００−１７４２７７号公報
【特許文献６】特開平８−２６４８０５号公報
【特許文献７】特開平８−２２８０３４号公報
【特許文献８】特開平８−２２８０３５号公報
【特許文献９】特開平１０−１２５９２４号公報
【特許文献１０】特開平１０−１９０００１号公報
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．， Ｖｏｌ．７３，１０８（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶性に優れ、高いキャリア移動度を有する電荷輸送性ポリウレタンを用い、動作速度が速く、且つ、製造が容易な有機半導体トランジスタ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためキャリア輸送性を有する高分子化合物に関し鋭意検討した結果、下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造より選択された少なくとも１種を部分構造として含む電荷輸送性ポリウレタンが、有機半導体トランジスタ素子として好適なキャリア移動度、薄膜形成能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、
＜１＞
ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、
前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子である。
【化１】
〔一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。〕
【０００９】
＜２＞
前記有機半導体が、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンを含むことを特徴とする＜１＞に記載の有機半導体トランジスタ素子である。
【化２】
〔一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｔは炭素数１から６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２から１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコールまたはアミン残基を表し、ｍは０または１を表し、ｐは５から５０００の整数を表す。〕
【００１０】
＜３＞
＜１＞または＜２＞に記載の有機半導体トランジスタ素子を、溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用いて製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体が、前記溶液に外部刺激を付与して、前記溶液をノズルから液滴状に吐出させる方法を利用して形成されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【００１１】
＜４＞
前記外部刺激が圧力であることを特徴とする＜３＞に記載の有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【００１２】
＜５＞
溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用い、
前記溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥させる乾燥工程とを少なくとも経ることにより＜１＞または＜２＞に記載の有機半導体トランジスタ素子を製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記乾燥工程が、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように本発明によれば、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶性に優れ、高いキャリア移動度を有する電荷輸送性ポリウレタンを用い、動作速度が速く、且つ、製造が容易な有機半導体トランジスタ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の有機半導体トランジスタ素子は、ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする。
【００１５】
この電荷輸送性ポリウレタンは、動作時の熱安定性、溶剤や樹脂に対する溶解性及び相溶解性に優れ、キャリア移動度が高く、さらに、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、前記電荷輸送性ポリウレタンを含有してなる有機半導体を有しているため、動作速度が速く且つ製造が容易である。
【００１６】
【化３】
【００１７】
なお、一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。
【００１８】
一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）中において、Ａｒを表す構造として選択される多核芳香族炭化水素及び縮合多環芳香族炭化水素は特に限定されない。なお、当該多核芳香族炭化水素及び縮合芳香族炭化水素とは、本発明においては、具体的には以下に定義される芳香族炭化水素であることを意味する。
すなわち、「多核芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が２個以上存在し、芳香環同士が炭素―炭素結合によって結合している炭化水素を表す。具体的には、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。また、「縮合芳香族炭化水素」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が２個以上存在し、芳香環同士が１対の炭素原子を共有している炭化水素を表す。具体的には、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。
【００１９】
また、複素環は、その環骨格を構成する原子数（Ｎｒ）が、Ｎｒ＝５及び／又は６が好ましく用いられる。また、環骨格を構成する炭素原子以外の原子（異種原子）の種類及び数は特に限定されないが、例えば、硫黄原子、窒素原子、酸素原子等が好ましく用いられ、前記環骨格中には２種類以上及び／又は２個以上の異種原子が含まれてもよい。特に５員環構造をもつ複素環として、チオフェン、ピロール及びフラン、または、前記化合物の３位および４位の炭素を窒素で置き換えた複素環が好ましく用いられ、６員環構造を持つ複素環として、ピリジンが好ましく用いられる。
【００２０】
ベンゼン環、多核芳香族炭化水素または縮合芳香族炭化水素の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。アルキル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルコキシル基としては、炭素数１〜１０のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、アラルキル基としては、炭素数７〜２０のものが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
【００２１】
Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、具体的には下記の式（１）〜（１３）から選択された基が挙げられる。
【００２２】
【化４】
【００２３】
式中、Ｒ3からＲ18は、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、ａは０または１を意味し、ｂは０〜１０の整数を意味する。Ｖは下記の式（１４）〜（３４）から選択された基を表す。
【００２４】
【化５】
【００２５】
Ｒ20およびＲ21は、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、Ｒ19は水素原子、アルキル基、シアノ基を表し、ｂは１〜１０の整数を意味し、ｃは０〜１０の整数を意味する。
一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも一種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンとしては、特に限定するものではないが、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンであることが好適である。
【００２６】
【化６】
【００２７】
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、一つのポリマー中に２種類以上の構造Ａ1が含まれてもよい。また、ｐは５から５０００の整数を表す。
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ｔは、炭素数１〜６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２〜１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を示し、好ましくは炭素数が２〜６の２価の直鎖状炭化水素基および炭素数３〜７の２価の分枝鎖状炭化水素基より選択される。具体的な構造を以下に示す。
【００２８】
【化７】
【００２９】
一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコール、またはアミン残基を表す。ＹおよびＺは、具体的には下記の式（３５）から（４０）から選択された基が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
【化８】
【００３１】
式（３５）から（４０）中、Ｒ22およびＲ23は、それぞれ水素原子、炭素数１から４のアルキル基、炭素数１から４のアルコキシ基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または、ハロゲン原子を表し、ｄおよびｅはそれぞれ１から１０の整数を意味し、ｆは０，１または２の整数を意味し、ｈおよびｉはそれぞれ０または１の整数を意味し、Ｖは式（１４）〜（３４）から選択された基である。
表１〜２２に一般式（Ｉ−１）で示される構造の具体例を示し、表２２〜４２に一般式（Ｉ−２）で示される構造の具体例を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
【表７】
【００３９】
【表８】
【００４０】
【表９】
【００４１】
【表１０】
【００４２】
【表１１】
【００４３】
【表１２】
【００４４】
【表１３】
【００４５】
【表１４】
【００４６】
【表１５】
【００４７】
【表１６】
【００４８】
【表１７】
【００４９】
【表１８】
【００５０】
【表１９】
【００５１】
【表２０】
【００５２】
【表２１】
【００５３】
【表２２】
【００５４】
【表２３】
【００５５】
【表２４】
【００５６】
【表２５】
【００５７】
【表２６】
【００５８】
【表２７】
【００５９】
【表２８】
【００６０】
【表２９】
【００６１】
【表３０】
【００６２】
【表３１】
【００６３】
【表３２】
【００６４】
【表３３】
【００６５】
【表３４】
【００６６】
【表３５】
【００６７】
【表３６】
【００６８】
【表３７】
【００６９】
【表３８】
【００７０】
【表３９】
【００７１】
【表４０】
【００７２】
【表４１】
【００７３】
【表４２】
【００７４】
さらに、一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの具体例を表４３〜５０に示すが、本発明に用いられる電荷輸送性ポリウレタンはこれらの具体例に限定されるものではない。
ここで、表４３〜５０における「繰り返し単位」の「Ａ1」の欄の番号は、表１〜４２の「構造」欄に記載された番号の化合物（前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）の具体例）に対応しており、２種類以上の番号が示されている場合には、各々の番号に対応する「Ａ1」の欄に示される化合物（繰り返し単位）の分子中での比率が、「比率」の欄に示されている。また、ｍは一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）におけるｍを意味する。
【００７５】
なお、表４３〜５０において、「Ｙ」の欄に構造が示され、且つ、「Ｚ」の欄に構造が示されていない場合は、一般式（ＩＩ−１）の化合物の具体例を、「Ｙ」の欄に構造が示されず、且つ、「Ｚ」の欄に構造が示されている場合は、一般式（ＩＩ−２）の化合物の具体例を意味する。また、以下の説明において、表４３〜５０中に示す「化合物」の欄の番号Ｘに対応したの化合物を指す場合には、「例示化合物（Ｘ）」と称す
【００７６】
【表４３】
【００７７】
【表４４】
【００７８】
【表４５】
【００７９】
【表４６】
【００８０】
【表４７】
【００８１】
【表４８】
【００８２】
【表４９】
【００８３】
【表５０】
【００８４】
一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される本発明に用いられる電荷輸送性ポリウレタンは、下記一般式（ＩＩ−３）〜（ＩＩ−６）で表されるモノマーを、例えば、第４版実験化学講座第２８巻（丸善、１９９２）、新高分子実験学第２巻（共立出版、１９９５）、等に記載された公知の方法で重合させることによって合成することができる。なお、一般式（ＩＩ−３）〜（ＩＩ−６）中、Ａ1、Ｔおよびｍは、前記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）におけるＡ1と同様である。
【００８５】
【化９】
【００８６】
具体的には、例えば、一般式（ＩＩ−３）および（ＩＩ−４）で示されるモノマーの場合、電荷輸送性ポリウレタンは、次のようにして合成することができる。
モノマーが一般式（ＩＩ−３）で示される２価アルコールの場合には、ＯＣＮ−Ｙ−ＮＣＯで示されるジイソシアネート類と当量混合し、またモノマーが一般式（ＩＩ−４）で示されるジイソシアネート類の場合には、ＨＯ−Ｙ−ＯＨで示される２価アルコール類と当量混合し、重付加する。
【００８７】
触媒としては、ジラウリル酸ジブチルスズ（ＩＩ）、二酢酸ジブチルスズ（ＩＩ）、ナフテン酸鉛等の有機金属化合物といった通常の重付加による電荷輸送性ポリウレタン合成反応に用いるものが使用できる。また、芳香族系のジイソシアネートを電荷輸送性ポリウレタンの合成に用いる場合には、トリエチレンジアミン等の第三アミンを触媒として用いる事ができる。これら有機金属化合物と第３アミンは触媒として混合して用いても良い。触媒の量は、モノマー１重量部に対して、１／１０，０００〜１／１０重量部、好ましくは１／１，０００〜１／５０重量部の範囲で用いられる。
【００８８】
溶剤は、モノマーとジイソシアネート、もしくは２価アルコール類を溶解するものであれば、任意の溶剤を用いることができるが、反応性の点から極性の低い溶媒やアルコールとの水素結合を生じない溶媒を用いることが好ましく、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。溶剤の量は、モノマー１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。
【００８９】
反応終了後は、反応溶液をそのまま、メタノール、エタノール等のアルコール類や、アセトン等のポリマーが溶解しにくい貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させて分離した後、水や有機溶剤で十分洗浄し、乾燥させる。更に、必要であれば適当な有機溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下し、電荷輸送性ポリウレタンを析出させる再沈殿処理を繰り返してもよい。
再沈殿処理の際には、メカニカルスターラー等で、効率よく撹拌しながら行うことが好ましい。再沈殿処理の際に電荷輸送性ポリウレタンを溶解させる溶剤は、電荷輸送性ポリウレタン１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。また、貧溶剤は電荷輸送性ポリウレタン１重量部に対して、１〜１，０００重量部、好ましくは１０〜５００重量部の範囲で用いられる。
【００９０】
一般式（ＩＩ−５）および（ＩＩ−６）で示されるモノマーの場合、電荷輸送性ポリウレタンは、次のようにして合成することができる。
モノマーが一般式（ＩＩ−５）で示されるビスクロロホルメートの場合には、2ＨＮ−Ｙ−ＮＨ2で示されるジアミン類と当量混合し、またモノマーが一般式（ＩＩ−６）で示されるジアミン類の場合には、ＣｌＯＣＯ−Ｙ−ＯＣＯＣｌで示されるビスクロロホルメート類と当量混合し、重縮合する。溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効であり、電荷輸送性モノマー１重量部に対して、１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部の範囲で用いられる。反応温度は任意に設定できる。重合後は、前述のように再沈殿処理により精製する。
【００９１】
また、2ＨＮ−Ｙ−ＮＨ2で示されるジアミン類が塩基性度の高い場合には、界面重合法も用いることができる。すなわち、ジアミン類を水に加え、当量の酸を加えて溶解させた後、激しく撹拌しながらジアミン類と前述の一般式（ＩＩ−５）で示される当量のモノマー溶液を加えることによって重合できる。この際、水はジアミン類１重量部に対して、１〜１，０００重量部、好ましくは１０〜５００重量部の範囲で用いられる。
【００９２】
モノマーを溶解させる溶剤としては、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン、１−クロロナフタレン等が有効である。反応温度は任意に設定でき、反応を促進するために、アンモニウム塩、スルホニウム塩等の相間移動触媒を用いることが効果的である。相間移動触媒は、モノマー１重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは０．２〜５重量部の範囲で用いられる。
【００９３】
以上に説明したような合成方法等によって得られる一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンの重合度は、低すぎると成膜性に劣り、強固な膜が得られにくく、また、高すぎると溶剤への溶解度が低くなり、加工性が悪くなるため、５〜５０００の範囲であることが好ましく、１０〜３０００であることがより好ましく、１５〜１０００が更に好ましい。
【００９４】
また、電気特性等を向上させるためにポリマーの末端を修飾してもよい。その方法としては、特に限定されるものではないが、次のような方法が挙げられる。
一般式（ＩＩ−３）の場合、末端修飾する化合物の１価アルコールを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物の１価アルコールを仕込んで反応させ導入することができる。
一般式（ＩＩ−４）の場合、末端修飾する化合物のモノイソシアネートを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物のモノイソシアネートを仕込んで反応させ導入することができる。
【００９５】
一般式（ＩＩ−５）の場合、末端修飾する化合物の１価カルボン酸を共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物の１価カルボン酸を仕込んで反応させ導入することができる。
一般式（ＩＩ−６）の場合、末端修飾する化合物のモノアミンを共重合もしくは、ポリマーの重合反応後末端修飾する化合物のモノアミンを仕込んで反応させ導入することができる。
【００９６】
次に、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成について具体例を挙げて詳細に説明する。
本発明の有機半導体トランジスタ素子は、ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極と、を少なくとも含む構成を有するものである。
ここで、前記有機半導体には上記説明した少なくとも１種以上の電荷輸送性ポリウレタンが含まれる。なお、本発明の有機半導体トランジスタ素子の形状は、必要に応じて、所望の形状とすることができるが、薄膜状であることが好ましい。
【００９７】
以下、図を参照しつつ、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成についてより詳細に説明するが、これに限定されるわけではない。
図１〜図３は、本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成の一例を示す模式断面図である。ここで、図１および２は、本発明の有機半導体トランジスタ素子が、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造を有している場合について示したものである。また、図３は、本発明の有機半導体トランジスタ素子が、静電誘導トランジスタ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）構造を有している場合について示したものである。
図１〜３中、機能が共通する部材には同一の符号が付してあり、１が基板、２がソース電極、３がドレイン電極、４が有機半導体層、５がゲート電極、６が絶縁層を表す。以下、図１〜３に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子の構成について順に説明する。
【００９８】
図１に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１上にゲート電極５、絶縁層６がこの順に設けられ、この絶縁層６上に、ソース電極２およびドレイン電極３とが離間した位置に設けられると共に、ソース電極２およびドレイン電極３を被覆するように有機半導体層４が設けられている。
【００９９】
また、図２に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１状にゲート電極５、絶縁層６がこの順に設けられ、この絶縁層６上に、ソース電極２、および、このソース電極２の絶縁層６と接する側と反対側の面も覆うように有機半導体層４が設けられている。さらに、ドレイン電極３が、有機半導体層４の絶縁層６が設けられた側と反対側の面上で、ソース電極２に対して基板１の平面方向に離間した位置に設けられている。
【０１００】
さらに、図３に示す本発明の有機半導体トランジスタ素子は、基板１上にソース電極２、有機半導体層４、ドレイン電極３がこの順に積層され、複数のゲート電極５が、有機半導体層４中に設けられる（図３に示す例では、４つのゲート電極５が、基板１の平面方向と平行且つ等間隔に配置されている）。
なお、ゲート電極５は、紙面に対して垂直方向に、ソース電極２及びドレイン電極３の双方と平行になるように配置され、各々のゲート電極５同士も相互に平行となるように設けられている。また、図３中、ゲート電極５と、有機半導体層４とは、両者の界面に設けられた不図示の絶縁層により絶縁されている。
【０１０１】
図１〜図３に示すような有機半導体トランジスタ素子においては、ゲート電極５に印加される電圧によってソース電極２とドレイン電極３との間に流れる電流を制御することができる。
【０１０２】
なお、本発明の有機半導体トランジスタ素子を用いて、何らかの電子デバイスを作製する場合には、基板上に、１個以上の本発明の有機半導体トランジスタ素子を搭載した構成（半導体装置）として利用することができ、この半導体装置に、さらに他の素子や回路等を組み合わせることにより所望の電子デバイスを作製することができる。
【０１０３】
次に、有機半導体部分を除く、本発明の有機半導体素子や半導体装置を構成する各部材について詳細に説明する。
ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極に用いられる電極材料としては、効率よく電荷注入することができる材料が用いられ、具体的には、金属、金属酸化物、導電性高分子等が使用される。
金属としてはマグネシウム、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、タンタル、インジウム、パラジウム、リチウム、カルシウムおよびこれらの合金が挙げられる。金属酸化物としては、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）等の金属酸化膜があげられる。
導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリピリジン、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等があげられる。
【０１０４】
また、電極に用いられる材料と有機半導体（層）に用いられる上述した高分子化合物とのイオン化ポテンシャルの差が大きいと電荷注入特性が悪くなるため、ドレイン電極および／またはソース電極に用いられる材料のイオン化ポテンシャルと、有機半導体（層）に用いられる高分子化合物とのイオン化ポテンシャルの差が１．０ｅＶ以内であることが好ましく、特に０．５ｅｖ以内であることがさらに好ましい。また、このような電極−高分子化合物間のイオン化ポテンシャルの差という観点からは、電極材料としては、特にＡｕを用いることが好ましい。
【０１０５】
電極の形成方法としては、上記の電極材料を蒸着法や、スパッタ等の公知の薄膜形成方法を用いて作製した薄膜を、公知のフォトリソグラフィー法やリフトオフ法を利用して形成したり、インクジェット等によりレジストを用いて所望のパターン（電極形状）にエッチングする方法や、アルミニウムなどの電極材料を直接熱転写する方法が利用できる。また、電極材料として導電性高分子を用いる場合には、これを溶媒に溶解させ、インクジェット等によりパターニングしても良い。
【０１０６】
各電極間や、ゲート電極と有機半導体（層）とを絶縁する絶縁部材としては、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機物、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂等の有機絶縁高分子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
基板としては、リン等を高濃度にドープしたシリコン単結晶やガラス、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリススチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレンブタジエン共重合体、塩化ビニルデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂等のプラスチック基板等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
特に、電子ペーパーまたはデジタルペーパーや携帯電子機器等の可撓性を求められる電子デバイス（以下、「可撓性電子デバイス」と称す）に用いられる電子回路に本発明の有機半導体トランジスタ素子を用いる場合、基板として可撓性がある基板を用いることが望ましい。特に基板として曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上、より好ましくは５０００ＭＰａ以上である基板を用いることにより可撓性がある表示素子の駆動回路や電子回路に適応させることができる。
【０１０８】
これは、本発明の有機半導体トランジスタ素子は、有機半導体部分が、上述したような高分子化合物を主成分として含むために十分な弾性を有しており、可撓性のある基板上に素子を形成しても、大きな変形や、変形の繰り返しに耐え、安定した性能を維持し続けることができるためである。一方、無機半導体トランジスタ素子では、半導体部分が無機材料からなるため、弾性に欠けているため、このような変形を前提とした使用は極めて困難である。さらに無機半導体トランジスタ素子を作製するプロセスは、高温を必要とするため基板にプラスチックを用いることが出来ないという不具合がある。また、有機半導体部分が低分子材料を主成分とするような有機半導体トランジスタ素子においても、高分子材料のような弾性には欠けているため、このような変形を前提とした使用は困難であるか、あるいは、信頼性に劣る。
【０１０９】
なお、本発明において、「可撓性電子デバイス」とは、〔１〕その使用態様が、上述した電子ペーパーやデジタルペーパー等のように、電源のオン／オフ状態に係わらず、平坦な状態から曲げたり、撓ませたり、屈曲させたりした状態としたり、あるいは、その逆の態様で使用することが可能であり、〔２〕その構成が、基板と、該基板上に１個以上設けられた有機半導体トランジスタ素子とを少なくとも含み、〔３〕上記〔１〕項に説明したような可撓性が、有機半導体トランジスタ素子が設けられた基板部分において少なくとも求められる電子デバイスを意味する。
【０１１０】
有機半導体部分を層状に形成する方法としては、特に液相成膜法を用いることが好ましく、例えば、スピンコート法、キャステング法、ディップ法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、インクジェット法、および各印刷手法等が用いられるが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
しかしながら、塗布後のエッチングによるパターン形成が不要であるため、製造工程が簡略化でき、また、有機半導体トランジスタ素子を大面積の基板上に多数形成する上でも高い生産性を得ることができるインクジェット法を利用することが好ましい。
すなわち、インクジェットプリンターに利用されているインクジェット記録による画像形成技術を、有機半導体トランジスタ素子の有機半導体部分の形成に利用することができる。
【０１１２】
この場合、インクの代わりに、溶媒中に溶解させた電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液（以下、インクジェット印刷にのみ利用する場合を「インクジェット用有機半導体溶液」と称し、インクジェット印刷に限定しない場合は単に「有機半導体溶液」と称す場合がある）を用いて、液滴吐出ヘッドのノズルから液滴状の有機半導体溶液を吐出させることによって、基板上の所望の位置に所望の膜厚・形状の有機半導体を形成することができる。
【０１１３】
また、液滴吐出ヘッドとしても、基本的な構成や原理は、インクジェットプリンターに用いられている記録ヘッドと同様のものが利用できる。すなわち、有機半導体溶液に圧力や熱等の外部刺激を付与することによって、インクジェット用有機半導体溶液をノズルから液滴状に吐出する方法（いわゆる圧電素子を用いたピエゾインクジェット方式、熱沸騰現象を利用した熱インクジェット方式等）が利用できる。
しかしながら、本発明の有機半導体トランジスタ素子の製造に際しては、外部刺激は熱よりも圧力であることがより好ましい。外部刺激が熱である場合には、インクジェット用有機半導体溶液のノズルからの吐出から、基板上へ着弾した有機半導体溶液の溶媒の揮発による塗膜の形成（固化）というインクジェット印刷プロセスにおいて、インクジェット用有機半導体溶液の粘度が熱によって大きく変化してしまうため、レベリング性やパターニング精度の制御が困難になる場合がある。これに加えて、耐熱性に劣る電荷輸送性ポリウレタンが利用できなくなり、材料選択肢が狭くなってしまう場合がある。
【０１１４】
また、インクジェット法を利用した本発明の有機半導体トランジスタ素子の製造に用いられる装置としては、上述した液滴吐出ヘッドの他に、必要に応じて、例えば、有機半導体トランジスタ素子を形成する対象である基板等の固定あるいは搬送手段や、液滴吐出ヘッドを基板平面方向に対して走査する液滴吐出ヘッド走査手段等を有していてもよい。
【０１１５】
なお、インクジェット用有機半導体溶液は、上述したように電荷輸送性ポリウレタンと溶媒とを少なくとも含むものであればその組成や物性は特に限定されるものではないが、インクジェット用有機半導体溶液の粘度は、２５℃において０．０１〜１０００ｃｐｓの範囲内であることが好ましく、１〜１００ｃｐｓの範囲内であることが好ましい。
粘度が０．０１ｃｐｓ未満である場合には、基板上に着弾した有機半導体溶液が、基板平面方向に広がり易く、膜厚の制御が困難となったり、パターニング精度が劣化してしまう場合がある。また、粘度が１０００ｃｐｓを超える場合には、インクジェット用有機半導体溶液の粘性が高すぎるために吐出不良を起こしやすくなる場合がある。
なお、インクジェット用有機半導体溶液の粘度は、電荷輸送性ポリウレタンや、必要に応じて添加されるその他の添加剤成分の含有量や、電荷輸送性ポリウレタンの分子量等を制御することによって、所望の値に調整することができる。
【０１１６】
インクジェット用有機半導体溶液に用いられる溶媒としては、電荷輸送性ポリウレタンを溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、有機溶媒、例えば、炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ハロゲン系溶媒、アルコール系溶媒等や、水、またこれらの混合溶媒等を挙げることができる。
ここで、前記炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、オクタン、ヘキサデカン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ラクトン、テトラリン、クメンなどが挙げられ、前記エステル系溶媒としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミルなどが挙げられ、前記エーテル系溶媒としては、例えば、ジブチルエーテル、ジベンジルエーテルなどが挙げられ、前記ハロゲン系溶媒としては、例えば、１，１−ジクロロエタン，１−フルオロエタン，２，２，２−トリフルオロエタン、，２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロパン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロベンゼン、o-ジクロロベンゼンなどが挙げられ、前記アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｉ−プロピルアルコールなどが挙げられる。
【０１１７】
なお、上述したようなインクジェット法やその他の液相成膜法を利用して有機半導体トランジスタ素子を製造する場合、有機半導体部分は、有機半導体溶液を用い、溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、この塗膜を乾燥させて有機半導体からなる膜を形成する乾燥工程とを少なくとも経ることによって形成される。
ここで、乾燥工程は、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることが好ましい。酸素濃度や水分濃度が１００ｐｐｍを超えると雰囲気中に酸素分子や水分子として存在する酸素原子が、電荷輸送性ポリウレタンを劣化させてしまう場合があり、乾燥時の加熱処理温度が高いとこのような劣化がより起こりやすくなるためである。
なお、酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１０ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。また、水分濃度は５０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１０ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。
【０１１８】
さらに水分や酸素による有機半導体トランジスタ素子の劣化を防ぐために保護層を設けてもよい。具体的な保護層の材料としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ポリエチレン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ重合法、ＣＶＤ法、コーティング法が適用できる。
【０１１９】
以上に説明したように本発明の有機半導体トランジスタ素子は、有機半導体部分に使用する高分子化合物の種類や、素子の構成等を適宜選択することにより、オン／オフ比を１０2〜１０5程度の範囲内で有機半導体トランジスタ素子の用途に応じて調整することができる。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。だだし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
（実施例１）
ガラス基板上に真空蒸着により金を１００ｎｍの膜厚で成膜し、ゲート電極とした。次いで、ゲート電極上にスパッタリングによりＳｉＯ2を３００ｎｍの膜厚で絶縁層を形成し、更に、ソース電極およびドレイン電極として金属マスクを通して金を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。なお、ソース電極およびドレイン電極の間隔は５０μｍである。
その後、ソース電極およびドレイン電極と導通可能なように、例示化合物（４）を５重量％含むジクロロエタン溶液を目開き０．１μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した有機半導体溶液を、ディップ法により厚さ０．１５０μｍの薄膜を形成し、有機半導体トランジスタ素子を作製した。
なお、有機半導体薄膜は、予めソース電極とドレイン電極とが対向する領域と、この領域に接したソース電極およびドレイン電極の一部を除いてレジストによりマスキングした状態でディップ法により塗膜を形成し、続いて、この塗膜を酸素濃度が５ｐｐｍ、水分濃度が５ｐｐｍの不活性ガス雰囲気下で１３０℃に乾燥処理するプロセスを経て形成した。
【０１２１】
（実施例２）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（１２）を用いた以外は、実施例１と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２２】
（実施例３）
実施例２で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（１５）を用いた以外は、実施例２と同にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２３】
（実施例４）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（２２）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２４】
（実施例５）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（２９）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２５】
（実施例６）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（３２）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２６】
（実施例７）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（５３）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２７】
（実施例８）
実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに例示化合物（７４）を用いた以外は、実施例３と同様にして有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１２８】
（比較例１）
上記実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりに下記構造式（ＩＩＩ）で示される化合物を用い、ディップ法の代わりに蒸着法を利用して有機半導体薄膜を形成した他は実施例１と同様に素子を作製した。
【０１２９】
【化１０】
【０１３０】
（比較例２）
上記実施例１で用いた例示化合物（４）の代わりにポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシル）−１，４−フェニレンビニレン］を用い、ディップ法の代わりに蒸着法を利用して有機半導体薄膜を形成した他は実施例１と同様に有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【０１３１】
−評価−
実施例および比較例で得られた有機半導体トランジスタ素子を半導体パラメーターアナライザー（アジレントテクノロジー社製、４１５５Ｃ）を用いて、ゲート電圧を印加した時の電流−電圧特性を測定し、キャリア移動度（線形領域）とオン／オフ比を算出した
【０１３２】
以上のように作製した有機半導体トランジスタ素子のキャリア移動度、ｏｎ／ｏｆｆ比を表５１に示す。いずれの素子もゲート電極に印加する電圧（ゲート電圧）の変化に伴い、ソース電極・有機半導体層・ドレイン電極間を流れるドレイン‐ソース電流が変化するスイッチング特性を示して機能を有していた。
しかし、比較例では、有機半導体薄膜の形成に用いた電荷輸送性材料のキャリア移動度が低かったために、ｏｎ／ｏｆｆ比が、実施例１〜８の素子と比べて劣っていることがわかった。また、有機半導体薄膜の形成に際し、液相成膜法が利用できない／気相成膜法を利用しなければならない場合があった。
【０１３３】
【表５１】
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【図２】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【図３】本発明の有機半導体トランジスタ素子の層構成の一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 基板
２ ソース電極
３ ドレイン電極
４ 有機半導体層
５ ゲート電極
６ 絶縁層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、
前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子。
【化１】
〔一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。〕
【請求項２】
前記有機半導体が、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機半導体トランジスタ素子。
【化２】
〔一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｔは炭素数１から６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２から１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコールまたはアミン残基を表し、ｍは０または１を表し、ｐは５から５０００の整数を表す。〕
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ素子を、溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用いて製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体が、前記溶液に外部刺激を付与して、前記溶液をノズルから液滴状に吐出させる方法を利用して形成されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【請求項４】
前記外部刺激が圧力であることを特徴とする請求項３に記載の有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【請求項５】
溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用い、
前記溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥させる乾燥工程とを少なくとも経ることにより請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ素子を製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記乾燥工程が、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【請求項１】
ソース電極と、ドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極と導通可能に設けられた有機半導体と、該有機半導体に対して絶縁され且つ電場を印加することが可能なゲート電極とを少なくとも含む有機半導体トランジスタ素子において、
前記有機半導体が、少なくとも１種以上の下記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を部分構造として含む繰り返し単位よりなる電荷輸送性ポリウレタンを１種以上含有することを特徴とする有機半導体トランジスタ素子。
【化１】
〔一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）において、Ａｒは置換もしくは未置換の１価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の１価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環を表し、Ｘは置換もしくは未置換の２価のベンゼン環、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の多核芳香族炭化水素、置換もしくは未置換の芳香環数２〜１０の２価の縮合芳香族炭化水素、または、置換もしくは未置換の２価の芳香族複素環を表し、ｋは０または１の整数を表す。〕
【請求項２】
前記有機半導体が、下記一般式（ＩＩ−１）または（ＩＩ−２）で示される電荷輸送性ポリウレタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機半導体トランジスタ素子。
【化２】
〔一般式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）中、Ａ1は前記一般式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）で示される構造から選択された少なくとも１種を表し、Ｔは炭素数１から６の２価の直鎖状炭化水素基または炭素数２から１０の２価の分枝鎖状炭化水素基を表し、ＹおよびＺは２価のジイソシアネート、アルコールまたはアミン残基を表し、ｍは０または１を表し、ｐは５から５０００の整数を表す。〕
【請求項３】
請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ素子を、溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用いて製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記有機半導体が、前記溶液に外部刺激を付与して、前記溶液をノズルから液滴状に吐出させる方法を利用して形成されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【請求項４】
前記外部刺激が圧力であることを特徴とする請求項３に記載の有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【請求項５】
溶媒中に溶解させた前記電荷輸送性ポリウレタンを少なくとも１種以上含む溶液を用い、
前記溶媒を含んだ状態の塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥させる乾燥工程とを少なくとも経ることにより請求項１または２に記載の有機半導体トランジスタ素子を製造する有機半導体トランジスタ素子の製造方法であって、
前記乾燥工程が、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下、且つ、水分濃度が１００ｐｐｍ以下の環境下で実施されることを特徴とする有機半導体トランジスタ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−８６４９６（Ｐ２００６−８６４９６Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４９７４４（Ｐ２００５−４９７４４）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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