透明有機薄膜トランジスタ
【課題】無色透明性の高い有機薄膜トランジスタ、該トランジスタを用いた透明半導体回路、および開口率の高い画像表示装置並びに受光装置を提供する。
【解決手段】半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いた透明有機薄膜トランジスタ。
【解決手段】半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いた透明有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質無色透明なｐ型有機半導体材料を用いてなる透明有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
いつでもどこでも情報を入手できるようなユビキタス情報社会に向けて、フレキシブル・軽量・外観を損ねないなど、日常生活の中で使いやすく存在を意識させない電子デバイスが望まれているが、従来の代表的な半導体材料であるシリコンではこれらの要望に十分に対応できていない。そこで、近年、これらの要望に応え得る材料として、有機半導体材料が注目されている。特に、溶液塗布法などの湿式プロセスにより成膜可能な有機半導体材料は、低温、低コストで大面積の素子を作製できる可能性を秘めている（例えば、非特許文献１又は２を参照。）。これらの特長に加え、さらに無色透明な電子デバイスを作製することができれば、ユビキタス情報社会の実現に大きく近づくと考えられる。
【０００３】
また、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置や光センサ等の受光装置においては、従来のシリコン等を用いた不透明な半導体回路を選択駆動回路とした場合、選択駆動回路と開口部を別々の箇所に配置しなければならないため、開口率を低下させる原因となっていた。無色透明な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を選択駆動回路として使うことができれば画像表示素子や受光素子との積層化が可能となり、開口率の大きな向上が期待されるが、現在までに十分な透明性とトランジスタ特性を両立させることはできていなかった。
【０００４】
ＴＦＴを選択駆動回路として用いるためにはｐ型トランジスタでもｎ型トランジスタでもよいが、有機半導体材料はｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に有機ＴＦＴの特性はｐ型の方が大気下での動作安定性が高いため優れている。
【０００５】
これまでに、ｐ型有機半導体材料を活性層に用いた透明有機薄膜トランジスタとして、ペンタセンを用いた例（例えば、非特許文献１を参照。）やバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）を用いた例（例えば、非特許文献２を参照。）が報告されている。これらの材料は、可視域に光吸収を有するが、薄膜として用いることで吸光度を小さいものにし、実質的に透明な薄膜トランジスタとしていた。そのため、これらの有機薄膜トランジスタは、比較的透明ではあるものの、さらなる無色透明性の向上が求められている。
【０００６】
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，１６，３１２−３１６．
【非特許文献２】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００６，８８，１１３５１１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無色透明性の高い有機薄膜トランジスタ、該トランジスタを用いた透明半導体回路、および開口率の高い画像表示装置並びに受光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、下記の手段によって解決された。
［１］半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いたことを特徴とする透明有機薄膜トランジスタ。
［２］キャリア移動度が１．０×１０-5ｃｍ／Ｖｓ以上である、［１］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［３］前記ｐ型有機半導体材料が低分子化合物である、［１］又は［２］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［４］前記半導体活性層が溶液塗布法により成膜されたものである、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［５］前記ｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長が７００ｎｍ以上である、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【０００９】
［６］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物である、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化４】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００１０】
［７］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化５】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００１１】
［８］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−２）で表されるナフタロシアニン化合物である、［６］又は［７］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化６】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００１２】
［９］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた透明半導体回路。
［１０］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される画像表示装置。
［１１］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される受光装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の透明有機薄膜トランジスタは無色透明性が高い。本発明の透明有機薄膜トランジスタを用いた半導体回路は、外観を損ねず、また、選択駆動回路とした場合に発光層や受光層と積層することが可能となり、開口率の高い画像表示装置、受光装置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】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１５】
［透明有機薄膜トランジスタ］
図１は、本発明の透明有機薄膜トランジスタ（透明有機ＴＦＴ）素子の代表的な構造を概略的に示す断面図である。本発明の有機ＴＦＴはいかなる構造のものでもよいが、最も好ましいのは図１に示す電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このトランジスタは積層構造を基本構造として有するものであり、最下層に透明基板１１を配置し、その上面の一部に透明ゲート電極１２を設け、さらに該電極１２を覆い、かつ電極１２以外の部分で透明基板１１と接するように透明絶縁体層１３を設けている。さらに透明絶縁体層１３の上面に半導体活性層１４を設け、その上面の一部に透明ソース電極１５ａと透明ドレイン電極１５ｂとを隔離して配置している。なお、図１の構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、電極１５ａ及び１５ｂが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【００１６】
（半導体活性層）
本発明の透明有機薄膜トランジスタは、半導体活性層１４に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いてなる。このｐ型有機半導体材料は実質的に無色透明である。有機半導体薄膜の膜厚は、例えば触針式膜厚計により測定できる。膜厚の異なる薄膜を複数作製して吸収スペクトルを測定し、検量線から膜厚３０ｎｍあたりの最大吸光度に換算してもよい。このような吸収特性のｐ型有機半導体材料を選ぶことにより、無色透明性が高い有機ＴＦＴを得ることができる。
【００１７】
本発明における有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、本発明では、ｐ型有機半導体材料が用いられる。
【００１８】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【００１９】
前記ｐ型有機半導体材料は、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であればいかなる材料でもよく、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、さらに好ましくは２００以上２０００以下である。
【００２０】
有機半導体材料からなる半導体薄膜を形成する方法は、いかなる方法でも良いが、乾式プロセスあるいは湿式プロセスにより成膜される。乾式プロセス成膜の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着（ＣＶＤ）法が挙げられ、これらの中で真空蒸着法が特に好ましい。湿式プロセス成膜（溶液塗布法）は、有機化合物を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、あるいは均一に分散した分散液とし、その溶液または分散液を用いて成膜する方法であり、具体的にはキャスト法、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング（浸漬）コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、インクジェット法、スピンコート法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）法などが挙げられ、これらの中でキャスト法、スピンコート法およびインクジェット法が特に好ましい。乾式プロセス成膜、湿式プロセス成膜のいずれも好ましいが、湿式プロセス成膜（溶液塗布法）の方が低温、低コストで大面積の素子を作製できる点で好ましい。
【００２１】
溶液塗布法を用いて有機半導体膜を形成する場合、有機半導体材料、あるいはその材料とバインダー樹脂を適当な有機溶媒および／または水に溶解、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。塗布液中の本発明の有機半導体材料の濃度は、好ましくは、０．１〜８０質量％、より好ましくは０．１〜３０質量％、さらに好ましくは０．１〜１０質量％とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。
前記有機溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒（例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、１−メチルナフタレン、１，２−ジクロロベンゼン等）、ケトン系溶媒（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等）、ハロゲン化炭化水素系溶媒（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等）、エステル系溶媒（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等）、アルコール系溶媒（例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等）、エーテル系溶媒（例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等）、極性溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリドン、１−メチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等）などが挙げられる。
【００２２】
樹脂バインダーを用いる場合、樹脂バインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性ポリマーを挙げることができる。樹脂バインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用しても良い。膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高い樹脂バインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造の樹脂バインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。樹脂バインダーは使わない方が有機半導体の特性上好ましいが、目的によっては使用することもある。使う場合の樹脂バインダーの使用量は、特に制限はないが、有機半導体膜中、好ましくは０．１〜９０質量％、より好ましくは０．１〜５０質量％、さらに好ましくは０．１〜３０質量％で用いられる。
【００２３】
半導体活性層の厚みは、特に制限はないが、無色透明性を高めるためには薄い方がよく、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜７０ｎｍであることがより好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが特に好ましい。
【００２４】
基板表面は凹凸や平滑性、親水性・疎水性、分子間相互作用などを制御し、膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御するために処理がなされていてもよく、例としては、二酸化ケイ素表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）の塗布により表面処理する方法、金表面をアルカンチオールで表面処理する方法などが挙げられる。
【００２５】
成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、０℃〜２００℃の間であることが好ましい。
【００２６】
本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であり、実質的に無色透明である。したがって、本発明に用いられるｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長は、紫外域（４００ｎｍ未満）もしくは赤外域（７００ｎｍを超える）にあることが好ましい。一般に半導体特性は、広いπ共役系を有するものの方が高く、したがって、薄膜状態での吸収極大波長が赤外域にある材料を選ぶことが好ましい。薄膜状態での吸収極大波長として、好ましくは７００ｎｍを超え、より好ましくは７５０ｎｍ以上、さらに好ましくは８００ｎｍ以上である。
【００２７】
本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物であることが好ましい。
【００２８】
【化７】
【００２９】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００３０】
前記一般式（Ｐｃ−１）において、中心金属Ｍは置換基Ｒ（軸配位子とも言う。）を１つまたは２つ結合し得る金属原子（半金属原子も含む。）であればいかなるものでもよいが、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎであり、より好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎである。中心金属Ｍに軸配位子Ｒを導入することによりπ−π相互作用が効果的に抑制され、薄膜吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を低減させることができる。さらに、吸収極大波長が長波長化するＪ会合様式が優先されるため、無色透明性の高い薄膜が得られる。また、溶解性向上や昇華・蒸着性向上につながり、精製や成膜に有利になるという利点がある。
【００３１】
軸配位子として導入されるＲとしてはいかなるものでもよく、後述のＷの中から選ぶことができる。これらの中で、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基、シリルオキシ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリルオキシ基がより好ましく、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、シリルオキシ基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。Ｒが複数の場合、複数のＲは同一でも異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
【００３２】
Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基であり、置換基としては後述のＷの中から選ぶことができる。これらの中で、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基がより好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。また、隣接する置換位置同士（好ましくはＲ2とＲ3、Ｒ6とＲ7、Ｒ10とＲ11、Ｒ14とＲ15）でベンゾ縮環している場合も好ましい。縮環したベンゼン環にさらに置換基が結合していてもよい。
【００３３】
また、本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である場合も好ましい。ナフタロシアニン化合物は、フタロシアニン化合物よりもπ共役系の拡張されており、吸収極大波長が長波長化し、可視域の吸収が減少するため、無色透明性が向上するためより好ましい。
【００３４】
【化８】
【００３５】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００３６】
前記一般式（Ｎｃ−１）において、Ｍは金属原子（半金属原子も含む）、またはＮ1及びＮ2で表される窒素原子に結合する２つの水素原子を表す。Ｍが金属原子を表す場合は、安定な錯体を形成するものであれば金属はいかなるものでも良い。
【００３７】
Ｍとして好ましくは、水素原子、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂであり、より好ましくは水素原子、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂであり、さらに好ましくはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎである。
【００３８】
Ｍが金属原子を表す場合は、金属原子には軸配位子Ｒが結合していてもよく、Ｒとしては後述のＷから選ぶことができる。軸配位子Ｒは前記一般式（Ｐｃ−１）における軸配位子Ｒと同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００３９】
前記一般式（Ｎｃ−１）におけるＭが水素原子である場合は、下記一般式（Ｎｃ−１’）で表すことができる。
【化９】
【００４０】
（式中、Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００４１】
前記一般式（Ｎｃ−１）又は（Ｎｃ−１’）において、Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表し、置換基は後述のＷから選ぶことができる。これらの中で、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基がより好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。なお、隣接する置換位置同士（特に好ましくはＲ19とＲ20、Ｒ25とＲ26、Ｒ31とＲ32、Ｒ37とＲ38）でさらにベンゾ縮環したアントラシアニン化合物も、吸収極大波長がより長波長化し、無色透明性を向上させる観点では好ましいが、溶解性や昇華・蒸着性は著しく低下する。
【００４２】
中心金属Ｍに軸配位子Ｒを有する場合、軸配位子によりπ−π相互作用が効果的に抑制され、薄膜吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を低減させることができるとともに、吸収極大波長が長波長化するＪ会合様式が優先されるため、無色透明性が高い吸収スペクトル形状が得られ、さらに良好な溶解性や昇華・蒸着性が得られる。したがって、Ｒ17〜Ｒ40として置換基を特別に導入しなくてもよく、半導体特性の観点から導入される置換基の数はＲ17〜Ｒ40のうち、８個以内であることが好ましく、４個以内であることがより好ましく、０個（全て水素原子）であることが最も好ましい。
【００４３】
中心金属Ｍが軸配位子を有しない場合、吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を抑制し、溶解性や昇華・蒸発性を付与するため、Ｒ17〜Ｒ40に置換基を導入することが好ましい。このとき、導入される置換基の数としては、Ｒ17〜Ｒ40のうち０〜１６個であることが好ましく、４〜１６個であることがより好ましい。
【００４４】
前記一般式（Ｐｃ−１）又は（Ｎｃ−１）で表される有機半導体材料は、下記一般式（Ｎｃ−２）で表される場合がより好ましい。
【化１０】
【００４５】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００４６】
前記一般式（Ｎｃ−２）において、Ｍは軸配位子Ｒを１つまたは２つ結合し得る金属原子（半金属原子も含む）であればいかなるものでもよい。Ｍとして好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎであり、より好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎであり、最も好ましくはＳｉである。
Ｒは前記一般式（Ｐｃ−１）及び（Ｎｃ−１）について上述したものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
Ｒ17〜Ｒ40は前記一般式（Ｎｃ−１）について上述したものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００４７】
本発明において、置換基の特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分の基はそれ自体が置換されていなくてもよく、また、一種以上の（可能な最多数までの）別の置換基でさらに置換されていても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。つまり、本発明における化合物における置換基はさらに置換されていても良い。
【００４８】
このような置換基をＷとすると、Ｗで示される置換基としてはいかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基（直鎖もしくは分岐アルキル基のほか、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む。）、アルケニル基（直鎖もしくは分岐アルケニル基のほか、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む。）、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む。）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（−Ｂ(ＯＨ)2）、ホスファト基（−ＯＰＯ(ＯＨ)2）、スルファト基（−ＯＳＯ3Ｈ）、その他の公知の置換基が例として挙げられる。
【００４９】
さらに詳しくは、Ｗは下記の（１）〜（４８）などを表す。
（１）ハロゲン原子
例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
【００５０】
（２）アルキル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、（２−ａ）〜（２−ｅ）なども包含するものである。
（２−ａ）アルキル基
好ましくは炭素数１〜３０のアルキル基（例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、エイコシル、２−クロロエチル、２−シアノエチル、２−エチルヘキシル）
（２−ｂ）シクロアルキル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換または無置換のシクロアルキル基（例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル）
（２−ｃ）ビシクロアルキル基
好ましくは、炭素数５〜３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基（例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）
（２−ｄ）トリシクロアルキル基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のトリシクロアルキル基（例えば、１−アダマンチル）
（２−ｅ）さらに環構造が多い多環シクロアルキル基
なお、以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。
【００５１】
（３）アルケニル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、（３−ａ）〜（３−ｃ）を包含するものである。
（３−ａ）アルケニル基
好ましくは炭素数２〜３０の置換または無置換のアルケニル基（例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）
（３−ｂ）シクロアルケニル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基（例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）
（３−ｃ）ビシクロアルケニル基
置換または無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５〜３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基（例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）
【００５２】
（４）アルキニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキニル基（例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基）
【００５３】
（５）アリール基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリール基（例えばフェニル、ｐ−トリル、ナフチル、ｍ−クロロフェニル、ｏ−ヘキサデカノイルアミノフェニル、フェロセニル）
【００５４】
（６）ヘテロ環基
好ましくは、５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数３〜５０の５もしくは６員の芳香族のヘテロ環基である。
（例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ピリミジニル、２−ベンゾチアゾリル。なお、１−メチル−２−ピリジニオ、１−メチル−２−キノリニオのようなカチオン性のヘテロ環基でも良い）
【００５５】
（７）シアノ基
（８）ヒドロキシ基
（９）ニトロ基
（１０）カルボキシ基
【００５６】
（１１）アルコキシ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ、２−メトキシエトキシ）
【００５７】
（１２）アリールオキシ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基（例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ、３−ニトロフェノキシ、２−テトラデカノイルアミノフェノキシ）
【００５８】
（１３）シリルオキシ基
好ましくは、炭素数３〜３０のシリルオキシ基（例えば、トリメチルシリルオキシ、ｔ−ブチルジメチルシリルオキシ）
【００５９】
（１４）ヘテロ環オキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基（例えば、１−フェニルテトラゾール−５−オキシ、２−テトラヒドロピラニルオキシ）
【００６０】
（１５）アシルオキシ基
好ましくは、ホルミルオキシ基、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基（例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ）
【００６１】
（１６）カルバモイルオキシ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルアミノカルボニルオキシ、Ｎ−ｎ−オクチルカルバモイルオキシ）
【００６２】
（１７）アルコキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基（例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、ｔ−ブトキシカルボニルオキシ、ｎ−オクチルカルボニルオキシ）
【００６３】
（１８）アリールオキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基（例えば、フェノキシカルボニルオキシ、ｐ−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、ｐ−ｎ−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ）
【００６４】
（１９）アミノ基
好ましくは、アミノ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアニリノ基（例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、Ｎ−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ）
【００６５】
（２０）アンモニオ基
好ましくは、アンモニオ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、ヘテロ環が置換したアンモニオ基（例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ）
【００６６】
（２１）アシルアミノ基
好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基（例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、３，４，５−トリ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ）
【００６７】
（２２）アミノカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ（例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）
【００６８】
（２３）アルコキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基（例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ−ブトキシカルボニルアミノ、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、Ｎ−メチル−メトキシカルボニルアミノ）
【００６９】
（２４）アリールオキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基（例えば、フェノキシカルボニルアミノ、ｐ−クロロフェノキシカルボニルアミノ、ｍ−ｎ−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ）
【００７０】
（２５）スルファモイルアミノ基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基（例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ）
【００７１】
（２６）アルキルもしくはアリールスルホニルアミノ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ（例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、２，３，５−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ）
【００７２】
（２７）メルカプト基
【００７３】
（２８）アルキルチオ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基（例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ−ヘキサデシルチオ）
【００７４】
（２９）アリールチオ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールチオ（例えば、フェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、ｍ−メトキシフェニルチオ）
【００７５】
（３０）ヘテロ環チオ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基（例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ）
【００７６】
（３１）スルファモイル基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基（例えば、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ−（３−ドデシルオキシプロピル）スルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル、Ｎ−アセチルスルファモイル、Ｎ−ベンゾイルスルファモイル、Ｎ−（Ｎ’−フェニルカルバモイル）スルファモイル）
【００７７】
（３２）スルホ基
【００７８】
（３３）アルキルもしくはアリールスルフィニル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、６〜３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ−メチルフェニルスルフィニル）
【００７９】
（３４）アルキルもしくはアリールスルホニル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、６〜３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−メチルフェニルスルホニル）
【００８０】
（３５）アシル基
好ましくは、ホルミル基、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数４〜３０の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基（例えば、アセチル、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、ｐ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニル、２−ピリジルカルボニル、２−フリルカルボニル）
【００８１】
（３６）アリールオキシカルボニル基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基（例えば、フェノキシカルボニル、ｏ−クロロフェノキシカルボニル、ｍ−ニトロフェノキシカルボニル、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニル）
【００８２】
（３７）アルコキシカルボニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル）
【００８３】
（３８）カルバモイル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のカルバモイル（例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル、Ｎ−（メチルスルホニル）カルバモイル）
【００８４】
（３９）アリール又はヘテロ環アゾ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基（例えば、フェニルアゾ、ｐ−クロロフェニルアゾ、５−エチルチオ−１，３，４−チアジアゾール−２−イルアゾ）
【００８５】
（４０）イミド基
好ましくは、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド
【００８６】
（４１）ホスフィノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基（例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）
【００８７】
（４２）ホスフィニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基（例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）
【００８８】
（４３）ホスフィニルオキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基（例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ）
【００８９】
（４４）ホスフィニルアミノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基（例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）
【００９０】
（４５）ホスホ基
【００９１】
（４６）シリル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のシリル基（例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）
【００９２】
（４７）ヒドラジノ基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のヒドラジノ基（例えば、トリメチルヒドラジノ）
【００９３】
（４８）ウレイド基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のウレイド基（例えばＮ，Ｎ−ジメチルウレイド）
【００９４】
また、２つのＷが共同して環を形成することもできる。このような環としては芳香族、または非芳香族の炭化水素環、またはヘテロ環や、これらがさらに組み合わされて形成された多環縮合環が挙げられる。例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、及びフェナジン環が挙げられる。これらの中で好ましい環は、ベンゼン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環である。
【００９５】
上記の置換基Ｗの中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていても良い。そのような置換基の例としては、−ＣＯＮＨＳＯ2−基（スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基）、−ＣＯＮＨＣＯ−基（カルボニルカルバモイル基）、−ＳＯ2ＮＨＳＯ2−基（スルフォニルスルファモイル基）が挙げられる。
【００９６】
より具体的には、アルキルカルボニルアミノスルホニル基（例えば、アセチルアミノスルホニル）、アリールカルボニルアミノスルホニル基（例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基）、アルキルスルホニルアミノカルボニル基（例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル）、アリールスルホニルアミノカルボニル基（例えば、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル）が挙げられる。
【００９７】
以下に、前記一般式（Ｐｃ−１）、（Ｎｃ−１）又は（Ｎｃ−２）のいずれかで表されるｐ型有機半導体材料の好ましい具体例を示す。ただし本発明は以下の例に限定されるものではない。本明細書において、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【化１１】
【００９８】
（半導体活性層以外の素子構成材料）
以下に、図１に示した透明有機薄膜トランジスタにおける半導体活性層１４以外の素子構成材料について説明する。これらの各材料は、いずれも可視光または赤外光の透過率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【００９９】
図１中、透明基板１１としては、無色透明性と必要な平滑性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムなどが挙げられる。光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに光学的透明性を失わない範囲で、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。
【０１００】
図１中、透明ゲート電極１２、透明ソース電極１５ａ、又は透明ドレイン電極１５ｂを構成する材料としては、無色透明性と必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。無色透明性を高めるため、電極の厚さは５〜２００ｎｍとすることが好ましく、５〜１００ｎｍとすることがより好ましく、５〜５０ｎｍとすることがさらに好ましい。
【０１０１】
図１中、透明絶縁層１３に用いられる材料としては、無色透明性と必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。無色透明性を高めるため、絶縁層の膜厚は５〜３００ｎｍとすることがこのましく、５〜３００ｎｍとすることがより好ましく、５〜２００ｎｍとすることがさらに好ましい。
【０１０２】
ゲート幅（チャンネル幅）Ｗとゲート長（チャンネル長）Ｌに特に制限はないが、これらの比Ｗ／Ｌが１０以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましい。
【０１０３】
また、素子を大気や水分から遮断し、素子の保存性を高めるために、素子全体をガラス、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、パリレンなどの高分子材料などで封止しても良い。
【０１０４】
［透明半導体回路、画像表示装置、受光装置］
本発明の透明有機ＴＦＴ素子を透明導電材料（例えば先述の電極材料）で配線することにより、透明半導体回路を作製することができる。このような透明半導体回路は、画像表示装置や受光装置の各画素となる各々の素子を駆動する選択駆動回路として好ましく用いることができる。通常、これらの選択駆動回路としては透明でないシリコンＴＦＴ素子を用いるため、駆動素子と開口部を別々の箇所に配置しなければならず、開口率を低下させる原因となっていた。本発明の透明有機ＴＦＴ素子をこれらの画像表示装置や受光装置の選択駆動回路に使うことにより、積層化が可能となり、開口率の高い電子デバイスが得られる。このような画像表示装置として、好ましくはアクティブマトリクス型の液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置、受光装置として好ましくは固体撮像素子などの光センサを挙げることができる。
【０１０５】
選択駆動回路は、基板上に複数の走査線と複数の信号線とが互いに直交する方向に配設され、上記両配線の各交差部に画素部と該選択駆動回路が形成されており、液晶表示装置においては、ゲートに接続した走査線（ゲートバスライン）の制御で、ソースに接続する信号線（ソースバスライン）からの信号を表示電極に送るスイッチング素子として薄膜トランジスタが最低１つ、また、有機ＥＬ表示装置においては、走査線（ゲートバスライン）に接続し信号線からの信号のオン／オフを選択する選択トランジスタおよび信号線からの信号により電流を制御して有機ＥＬ素子を発光させる駆動トランジスタの少なくとも２つの薄膜トランジスタが用いられている。固体撮像素子の場合は有機ＥＬ表示装置と同様の回路構成である。これらのＴＦＴとして前記実質無色透明な有機ＴＦＴを用い、また該ＴＦＴとの電気的接点を含め配線を実質透明な導電性材料によって構成することで、アクティブマトリクス型の選択駆動回路を実質無色透明とすることができ、シリコン等で形成した半導体回路により駆動回路を構成したアクティブマトリクス型液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、あるいは固体撮像素子等の受光装置において、各画素に配置された選択駆動回路が開口率を低下させている原因をとり除くことができる。
【０１０６】
図２は、有機ＥＬ表示装置の選択駆動回路の好ましい一実施形態を等価回路で示す。行方向に延びる複数のゲート線１０１が配置され、これに交差するように列方向に複数のデータ線１０２および駆動線１０３が配置されている。駆動線１０３は、電源ＰＶに接続されている。電源ＰＶは正の定電圧を出力する電源であり、その電圧は、例えば接地電圧を基準として１０Ｖの正電圧である。ゲート線１０１とデータ線１０２とのそれぞれの交点には選択ＴＦＴ１０４が接続されている。選択ＴＦＴ１０４のゲートはゲート線１０１に接続され、選択ＴＦＴ１０４のドレインがデータ線１０２に接続されている。選択ＴＦＴ１０４のソースは保持コンデンサ１０５と駆動ＴＦＴ１０６のゲートに接続されている。駆動ＴＦＴ１０６のドレインは、駆動線１０３に接続され、ソースは有機ＥＬ表示素子１０７の陽極に接続されている。有機ＥＬ表示素子１０７の陰極は接地されている。保持コンデンサ１０５の対極には、列方向に延在する容量線１０９が接続されている。
【０１０７】
ゲート線１０１は図示しないゲート線ドライバに接続され、ゲート線１０１には、ゲート線ドライバによって順次ゲート信号が印加される。ゲート信号はオンもしくはオフの２値の信号で、例えば、オンの時は正の所定電圧、オフの時は０Ｖとなる。ゲート線ドライバは、複数接続されるゲート線１０１のうち、選択された所定のゲート線のゲート信号をオンとする。ゲート信号がオンとなると、そのゲート線１０１に接続された全ての選択ＴＦＴ１０４がオンとなり、選択ＴＦＴ１０４を介してデータ線１０２と駆動ＴＦＴ１０６のゲートが接続される。データ線１０２にはデータ線ドライバ１０８から表示する映像に応じて決定されるデータ信号が出力されており、データ信号は駆動ＴＦＴ１０６のゲートに入力されるとともに、保持コンデンサ１０５に充電される。駆動ＴＦＴ１０６は、データ信号の大きさに応じた導電率で駆動線１０３と有機ＥＬ表示素子１０７とを接続する。この結果、データ信号に応じた電流が駆動ＴＦＴ１０６を介して駆動線１０３から有機ＥＬ表示素子１０７に供給され、データ信号に応じた輝度で有機ＥＬ表示素子１０７が発光する。保持コンデンサ１０５は、専用の容量線１０９もしくは駆動線１０３など他の電極との間で静電容量を形成しており、一定時間データ信号を蓄積することができる。データ信号は、ゲート線ドライバが他のゲート線１０１を選択し、そのゲート線１０１が非選択となって選択ＴＦＴ１０４がオフした後も、保持コンデンサ１０５によって１垂直走査期間の間保持され、その間、駆動ＴＦＴ１０６は前記導電率を保持し、有機ＥＬ表示素子１０７はその輝度で発光を続けることができる。
【０１０８】
以上が、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の動作原理であるが、本明細書において、上述した選択ＴＦＴ１０４、駆動ＴＦＴ１０６等を有し、ゲート信号のような表示素子の１つもしくは複数を同時に選択する信号と、表示する映像によって決定されるデータ信号とによって、所定の表示素子にデータ信号に応じた電流を供給する回路を総称して選択駆動回路と称する。選択駆動回路は、上述した以外にも様々なパターンが考えられ、また、既に提案されている。例えば、発光輝度の画素ごとのバラツキを抑えるために、４ＴＦＴ構成とした駆動回路等もあり、上記の構成は一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。
【０１０９】
図３に上記のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の構成の好ましい一実施形態を断面図で示す。ただし上記のうち、選択ＴＦＴ１０４およびこれとデータ線１０２、駆動ＴＦＴ１０６との接続等については図示していない。下記の構成は一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。
【０１１０】
ガラス基板１１２上に駆動ＴＦＴ１０６を複数配置する。すなわち、ガラス基板１１２上に、まず駆動ＴＦＴ１０６のゲート電極１０６Ｇを１００ｎｍの膜厚でＩＴＯ膜をパターニングして形成する。次いで、Ａｌ2Ｏ3からなる層間絶縁膜１１１を電子ビーム蒸着により形成する（膜厚２００ｎｍ）。次いで、層間絶縁膜１１１上にマスクを用いた低温スパッタによりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍで形成させてソース電極１０６Ｓ、ドレイン電極１０６Ｄを形成する。次いで、ソース、ドレイン電極間に例示化合物１のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をスピンコートして厚さ３０ｎｍの半導体活性層１０６Ｃを形成させる。駆動ＴＦＴ１０６上に層間絶縁膜１１３をやはりＡｌ2Ｏ3を電子ビーム蒸着することで膜厚１００ｎｍとなるよう形成させ、その上にデータ線１０２および駆動線１０３をやはり全面にＩＴＯ膜を低温スパッタにより膜厚１００ｎｍとなるよう形成した後、パターニングして配置する。こうして形成した駆動線１０３は、駆動ＴＦＴ１０６のドレイン電極１０６Ｄにコンタクトホールを介して接続させる。それらの上に、さらにＡｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着により膜厚１００ｎｍとなるよう成膜する。平坦化絶縁膜１１４の上には以下のようにして、ＩＴＯ透明電極よりなる陽極１１５をスパッタ、パターニングして形成し（膜厚１００ｎｍ）、画素ごとに有機ＥＬ表示素子１０７を配置する。すなわち、Ａｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着した後、平坦化絶縁膜１１４および層間絶縁膜１１３を貫通して駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６Ｓに達するコンタクトホール用の孔をエキシマレーザによって開け、平坦化絶縁膜１１４の表面およびコンタクトホール用の孔の内壁に同時にＩＴＯ膜を形成させ、その後表面のパターニングを行って、陽極１１５を形成すると共に、各陽極１１５と各駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６ＳとをＩＴＯ膜によって電気的に接続する。
【０１１１】
次いで、こうして形成したＩＴＯ膜からなる陽極上にホール輸送層１１６としてα−ＮＰＤ（４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を４０ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、ＣＢＰ（４，４’−（Ｎ，Ｎ’−ビスカルバゾリル）ビフェニル）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体を体積比１００：７となるよう膜厚２０ｎｍだけ共蒸着し、発光層１１７を設ける。次いで、膜厚１０ｎｍのＢＣＰ（バソキュプロイン）からなるホールブロック層を設け（図示せず）、さらに、Ａｌｑ3（トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））からなる膜厚４０ｎｍの電子輸送層１１８を同様に蒸着により設ける。さらに、陰極バッファ層として酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着する（同じく図示せず）。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成する。
【０１１２】
この様にして形成された有機ＥＬ表示装置は、陽極１１５からホール輸送層１１６に注入されたホールと、陰極１１９から電子輸送層１１８に注入された電子とが発光層１１７の内部で再結合することにより光が放たれ、この光が図３中矢印で示したように、透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して外部に放射される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、ホール輸送層１１６、発光層１１７、電子輸送層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１１３】
液晶表示装置については、その構成等に関して、例えば特開２００２−１１６７４４号公報、同２００２−１２２８４４号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。ＥＬ表示装置に用いられる各種の材料およびその構成等については特開２００２−５６９７６号公報、同２００２−１４１１７０号公報、同２００２−１００４８０号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。固体撮像素子等の受光装置に用いられる各種の材料およびその構成等については特開２００３−２３４４６０号公報、同２００３−３３２５５１号公報、同２００５−２６８６０９号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。
【０１１４】
なお、これらの回路および装置中に無色透明性の低い配線や素子が部分的に含まれている場合も、その部分が実質的に大きな部分を占めない限り、トランジスタの無色透明性を向上させた効果は大きい。
【０１１５】
また、本発明で用いる実質無色透明なｐ型有機半導体材料を使うことにより、透明有機ＴＦＴ以外の透明有機電子デバイスを得ることもできる。そのような透明有機電子デバイスとしてはいかなるものでも良いが、膜構造を有するエレクトロニクス要素を用いたデバイスとすることが好ましく、例えば、有機光電変換素子、有機電界発光素子、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子が挙げられる。有機光電変換素子は光センサ用途（固体撮像素子）、エネルギー変換用途（有機太陽電池）のいずれにも用いることができる。透明有機ＴＦＴ以外の透明有機電子デバイスとしては、好ましくは透明有機光電変換素子、透明有機電界発光素子が挙げられる。これらの透明有機電子デバイスを作製する場合、先述の透明有機ＴＦＴの例で述べたものを参考に、基板、電極、その他素子構成材料に無色透明性の高いものを用いればよい。
【実施例】
【０１１６】
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【０１１７】
以下の実施例で用いた例示化合物１〜４は特開昭６３−５９０３号公報を参照して合成した。例示化合物７〜１０は特開昭６３−１８６２５１号公報およびＩｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９９２，３１，３３７１−３３７７を参照して合成した。例示化合物１６〜２０はＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９０，１１２，８０６４−８０７０を参照して合成した。例示化合物５及び１１〜１５、並びに比較用化合物のペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）はＡｌｄｒｉｃｈ社より購入した。
【０１１８】
実施例１
（薄膜の吸収スペクトル）
例示化合物１〜４を、それぞれ膜厚約３０ｎｍとなるように石英基板上に真空蒸着した。また、比較用化合物として、ペンタセン及びＶＯＰｃを同様にそれぞれ膜厚約３０ｎｍとなるよう真空蒸着した。これらの薄膜の吸収スペクトルを紫外可視近赤外分光光度計（島津製作所製、商品名、ＵＶ−３６００）を用いて測定した。測定結果を図４及び表１に示す。図４は、例示化合物１、並びに比較用化合物であるペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）の薄膜の吸収スペクトル測定結果を示す図である。図４及び表１に示したデータはいずれも検量線を用いて膜厚３０ｎｍあたりの吸光度に換算したものである。膜厚は触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ社製、商品名、ＤＥＫＴＡＫ ６Ｍ）を用いて測定した。比較に用いたペンタセンやＶＯＰｃと異なり、例示化合物１〜４はいずれも吸収極大波長が８００ｎｍ以上にあり、可視域の最大吸光度も０．２以下となっており、例示化合物１〜４はいずれも無色透明性に優れていることが分かった。また、例示化合物５〜２０も同様に高い無色透明性を示すことがわかった。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
実施例２
（透明有機ＴＦＴ素子の作製と評価）
ＩＴＯ付きガラス基板上に、透明絶縁体層としてＡｌ2Ｏ3を電子ビーム（ＥＢ）蒸着により膜厚２００ｎｍとなるよう成膜した。この上にマスクを用いた低温スパッタ法によりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍとなるようパターニングし、透明ソース電極および透明ドレイン電極とした。この上に例示化合物１〜４のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をそれぞれスピンコートすることにより、厚さ３０ｎｍの半導体活性層を形成させ、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。作製した素子は無色透明性が高かった。
【０１２１】
作製した素子の概略的な断面図を図５に示す。作製した有機ＴＦＴ素子は、図５に示すように、最下層に透明基板（ガラス）３１が配置され、その上面に透明電極（ＩＴＯ）３２が設けられ、さらに該透明電極３２を覆いかつ透明電極３２以外の部分で透明基板３１と接するように透明絶縁体層（Ａｌ2Ｏ3）３３が設けられている。さらに透明絶縁体層３３の上面の一部に透明ソース電極（ＩＴＯ）３４ａと透明ドレイン電極（ＩＴＯ）３４ｂとが隔離して配置されている。さらに電極３４ａ及び３４ｂを覆い、かつ電極３４ａ及び３４ｂ以外の部分で透明絶縁体層３３と接するように半導体活性層（ｐ型有機半導体材料）３５が設けられている。
【０１２２】
この作製した素子のトランジスタ特性を、セミオートプローバー（ベクターセミコン社製、商品名、ＡＸ−２０００）を接続した半導体パラメーターアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名４１５６Ｃ）を用いて常圧・窒素雰囲気下（グローブボックス中）で測定した。結果を図６に示す。図６（ａ）はドレイン電圧を−１００Ｖ印加した時のゲート電圧−ドレイン電流特性を示し、図６（ｂ）は各ゲート電圧におけるドレイン電圧−ドレイン電流特性を示す。
図６から明らかなように、作製した素子は良好なｐ型のトランジスタ特性を示した。ドレイン電流ＩDを表わす式ＩD＝（Ｗ／２Ｌ）μＣi（ＶG−Ｖth）2（式中、Ｌはゲート長、Ｗはゲート幅、Ｃiは絶縁層の単位面積当たりの容量、ＶGはゲート電圧、Ｖthは閾値電圧を表す）を用いて計算したキャリア移動度μは２．６×１０-5ｃｍ2／Ｖｓで、ドレイン電圧−１００Ｖ、ゲート電圧−１００Ｖで動作時のゲート電圧−ドレイン電流特性より求めたオン／オフ比は１．３×１０4である。同様にして作製した例示化合物２〜４のトランジスタ特性を表２に示す。例示化合物１〜４を用いた素子はいずれも無色透明性が高く、良好なｐ型のトランジスタ特性を示すことが分かった。また、例示化合物５〜２０を用いた場合も同様に無色透明性が高く、良好なｐ型のトランジスタ特性を示した。
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
実施例３
（透明有機ＴＦＴを用いた画像表示装置）
図２に示した有機ＥＬ表示装置の選択駆動回路を作製し、図３に示した有機ＥＬ表示装置を作製した。
ガラス基板１１２上に駆動ＴＦＴ１０６を複数配置した。すなわち、ガラス基板１１２上に、まず駆動ＴＦＴ１０６のゲート電極１０６Ｇを１００ｎｍの膜厚でＩＴＯ膜をパターニングして形成した。次いで、Ａｌ2Ｏ3からなる層間絶縁膜１１１を電子ビーム蒸着により形成した（膜厚２００ｎｍ）。次いで、層間絶縁膜１１１上にマスクを用いた低温スパッタによりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍで形成させてソース電極１０６Ｓ、ドレイン電極１０６Ｄを形成した。次いで、ソース、ドレイン電極間に例示化合物１のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をスピンコートして厚さ３０ｎｍの半導体活性層１０６Ｃを形成させた。駆動ＴＦＴ１０６上に層間絶縁膜１１３をやはりＡｌ2Ｏ3を電子ビーム蒸着することで膜厚１００ｎｍとなるよう形成させ、その上にデータ線１０２および駆動線１０３をやはり全面にＩＴＯ膜を低温スパッタにより膜厚１００ｎｍとなるよう形成した後、パターニングして配置した。こうして形成した駆動線１０３は、駆動ＴＦＴ１０６のドレイン電極１０６Ｄにコンタクトホールを介して接続させた。それらの上に、さらにＡｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着により膜厚１００ｎｍとなるよう成膜した。平坦化絶縁膜１１４の上には以下のようにして、ＩＴＯ透明電極よりなる陽極１１５をスパッタ、パターニングして形成し（膜厚１００ｎｍ）、画素ごとに有機ＥＬ表示素子１０７を配置した。すなわち、Ａｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着した後、平坦化絶縁膜１１４および層間絶縁膜１１３を貫通して駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６Ｓに達するコンタクトホール用の孔をエキシマレーザによって開け、平坦化絶縁膜１１４の表面およびコンタクトホール用の孔の内壁に同時にＩＴＯ膜を形成させ、その後表面のパターニングを行って、陽極１１５を形成すると共に、各陽極１１５と各駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６ＳとをＩＴＯ膜によって電気的に接続した。
【０１２５】
次いで、こうして形成したＩＴＯ膜からなる陽極上にホール輸送層１１６としてα−ＮＰＤ（４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を４０ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、ＣＢＰ（４，４’−（Ｎ，Ｎ’−ビスカルバゾリル）ビフェニル）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体を体積比１００：７となるよう膜厚２０ｎｍだけ共蒸着し、発光層１１７を設けた。次いで、膜厚１０ｎｍのＢＣＰ（バソキュプロイン）からなるホールブロック層を設け（図示せず）、さらに、Ａｌｑ3（トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））からなる膜厚４０ｎｍの電子輸送層１１８を同様に蒸着により設けた。さらに、陰極バッファ層として酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着した（同じく図示せず）。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成した。
【０１２６】
このようにして形成された有機ＥＬ表示装置は、陽極１１５からホール輸送層１１６に注入されたホールと、陰極１１９から電子輸送層１１８に注入された電子とが発光層１１７の内部で再結合することにより光が放たれ、この光が図３中矢印で示したように、透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して外部に放射される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、ホール輸送層１１６、発光層１１７、電子輸送層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１２７】
この有機ＥＬ表示装置は、ＴＦＴおよびこれと電気的接点を有する導電性材料からなる配線を含む駆動回路が実質的に透明な材料で形成されているために、画素の一部に駆動回路を構成するためのスペースが不要となり、発光面積を大きくでき、明るい表示が可能である。一方、通常透明ではないシリコン系のＴＦＴを用いた場合には、駆動回路が電界発光の観察側になるために、駆動回路分の大きさだけ光取り出しの開口率が小さくなってしまう。
【０１２８】
実施例４
（透明有機ＴＦＴを用いた固体撮像素子）
有機ＥＬ表示素子を光電変換素子に代えたこと以外は実施例３と同様にして図２に記載の選択駆動回路を作製した。光電変換素子の部分は、ＩＴＯ膜からなる陽極上に電子ブロッキング層１１６としてα−ＮＰＤを１００ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、キナクリドンを膜厚１００ｎｍだけ蒸着し、光電変換層１１７を設けた。次いで、膜厚５０ｎｍのＡｌｑ3からなる膜厚５０ｎｍのホールブロッキング層１１８を同様に蒸着により設けた。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成した。
【０１２９】
このようにして形成された固体撮像素子は、図３中に示した矢印とは逆向きに透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して内部に入射された光により光電変換層１１７で電荷分離が起こってホールと電子が生成し、ホールは電子ブロッキング層１１６を通って陽極１１５へ、電子はホールブロッキング層１１８を通って陰極１１９へと運ばれ、電気信号として取り出される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、電子ブロッキング層１１６、光電変換層１１７、ホールブロッキング層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１３０】
この固体撮像素子は、ＴＦＴおよびこれと電気的接点を有する導電性材料からなる配線を含む駆動回路が実質的に透明な材料で形成されているために、画素の一部に駆動回路を構成するためのスペースが不要となり、受光面積を大きくでき、高感度での受光が可能である。一方、通常透明ではないシリコン系のＴＦＴを用いた場合には、駆動回路が受光の入射側になるために、駆動回路分の大きさだけ受光の開口率が小さくなってしまう。
【０１３１】
以上のように、本発明により高い無色透明性と良好なトランジスタ性能を兼ね備えた透明有機ＴＦＴ素子が得られた。本発明の透明有機ＴＦＴ素子を用いた選択駆動回路を画像表示素子や受光素子と積層して、選択駆動回路として用いて各画素を駆動することで、開口率の高い画像表示装置および受光装置を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の透明有機薄膜トランジスタ素子の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ表示装置または固体撮像素子の選択駆動回路の一例を等価回路で示した図である。
【図３】有機ＥＬ表示素子または固体撮像素子の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の例示化合物１、並びに比較用化合物であるペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）の薄膜（いずれも膜厚３０ｎｍ換算）の吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図５】実施例２で作製した透明有機薄膜トランジスタ素子の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】例示化合物１を用いた本発明の透明有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す図である（（ａ）ドレイン電圧−１００Ｖ印加時のゲート電圧−ドレイン電流特性、（ｂ）ドレイン電圧−ドレイン電流特性）。
【符号の説明】
【０１３３】
１１ 透明基板
１２ 透明ゲート電極
１３ 透明絶縁体層
１４ 半導体活性層
１５ａ 透明ソース電極
１５ｂ 透明ドレイン電極
３１ 透明基板（ガラス）
３２ 透明電極（ＩＴＯ）
３３ 透明絶縁体層（Ａｌ2Ｏ3）
３４ａ 透明ソース電極（ＩＴＯ）
３４ｂ 透明ドレイン電極（ＩＴＯ）
３５ 半導体活性層（ｐ型有機半導体材料）
【０１３４】
１０１ ゲート線
１０２ データ線
１０３ 駆動線
ＰＶ 電源
１０４ 選択ＴＦＴ
１０５ 保持コンデンサ
１０６ 駆動ＴＦＴ
１０６Ｇ ゲート電極
１０７ 有機ＥＬ表示素子（光電変換素子）
１０８ データ線ドライバ
１０９ 容量線
１１１ 層間絶縁膜
１１２ ガラス基板
１１３ 層間絶縁膜
１１４ 平坦化絶縁膜
１１５ 陽極
１１６ ホール輸送層（電子ブロッキング層）
１１７ 発光層（光電変換層）
１１８ 電子輸送層（ホールブロッキング層）
１１９ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質無色透明なｐ型有機半導体材料を用いてなる透明有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
いつでもどこでも情報を入手できるようなユビキタス情報社会に向けて、フレキシブル・軽量・外観を損ねないなど、日常生活の中で使いやすく存在を意識させない電子デバイスが望まれているが、従来の代表的な半導体材料であるシリコンではこれらの要望に十分に対応できていない。そこで、近年、これらの要望に応え得る材料として、有機半導体材料が注目されている。特に、溶液塗布法などの湿式プロセスにより成膜可能な有機半導体材料は、低温、低コストで大面積の素子を作製できる可能性を秘めている（例えば、非特許文献１又は２を参照。）。これらの特長に加え、さらに無色透明な電子デバイスを作製することができれば、ユビキタス情報社会の実現に大きく近づくと考えられる。
【０００３】
また、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の画像表示装置や光センサ等の受光装置においては、従来のシリコン等を用いた不透明な半導体回路を選択駆動回路とした場合、選択駆動回路と開口部を別々の箇所に配置しなければならないため、開口率を低下させる原因となっていた。無色透明な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を選択駆動回路として使うことができれば画像表示素子や受光素子との積層化が可能となり、開口率の大きな向上が期待されるが、現在までに十分な透明性とトランジスタ特性を両立させることはできていなかった。
【０００４】
ＴＦＴを選択駆動回路として用いるためにはｐ型トランジスタでもｎ型トランジスタでもよいが、有機半導体材料はｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に有機ＴＦＴの特性はｐ型の方が大気下での動作安定性が高いため優れている。
【０００５】
これまでに、ｐ型有機半導体材料を活性層に用いた透明有機薄膜トランジスタとして、ペンタセンを用いた例（例えば、非特許文献１を参照。）やバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）を用いた例（例えば、非特許文献２を参照。）が報告されている。これらの材料は、可視域に光吸収を有するが、薄膜として用いることで吸光度を小さいものにし、実質的に透明な薄膜トランジスタとしていた。そのため、これらの有機薄膜トランジスタは、比較的透明ではあるものの、さらなる無色透明性の向上が求められている。
【０００６】
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，１６，３１２−３１６．
【非特許文献２】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００６，８８，１１３５１１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無色透明性の高い有機薄膜トランジスタ、該トランジスタを用いた透明半導体回路、および開口率の高い画像表示装置並びに受光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、下記の手段によって解決された。
［１］半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いたことを特徴とする透明有機薄膜トランジスタ。
［２］キャリア移動度が１．０×１０-5ｃｍ／Ｖｓ以上である、［１］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［３］前記ｐ型有機半導体材料が低分子化合物である、［１］又は［２］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［４］前記半導体活性層が溶液塗布法により成膜されたものである、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
［５］前記ｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長が７００ｎｍ以上である、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【０００９】
［６］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物である、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化４】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００１０】
［７］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化５】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００１１】
［８］前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−２）で表されるナフタロシアニン化合物である、［６］又は［７］項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化６】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００１２】
［９］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた透明半導体回路。
［１０］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される画像表示装置。
［１１］［１］〜［８］のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される受光装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の透明有機薄膜トランジスタは無色透明性が高い。本発明の透明有機薄膜トランジスタを用いた半導体回路は、外観を損ねず、また、選択駆動回路とした場合に発光層や受光層と積層することが可能となり、開口率の高い画像表示装置、受光装置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】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１５】
［透明有機薄膜トランジスタ］
図１は、本発明の透明有機薄膜トランジスタ（透明有機ＴＦＴ）素子の代表的な構造を概略的に示す断面図である。本発明の有機ＴＦＴはいかなる構造のものでもよいが、最も好ましいのは図１に示す電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このトランジスタは積層構造を基本構造として有するものであり、最下層に透明基板１１を配置し、その上面の一部に透明ゲート電極１２を設け、さらに該電極１２を覆い、かつ電極１２以外の部分で透明基板１１と接するように透明絶縁体層１３を設けている。さらに透明絶縁体層１３の上面に半導体活性層１４を設け、その上面の一部に透明ソース電極１５ａと透明ドレイン電極１５ｂとを隔離して配置している。なお、図１の構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、電極１５ａ及び１５ｂが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【００１６】
（半導体活性層）
本発明の透明有機薄膜トランジスタは、半導体活性層１４に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いてなる。このｐ型有機半導体材料は実質的に無色透明である。有機半導体薄膜の膜厚は、例えば触針式膜厚計により測定できる。膜厚の異なる薄膜を複数作製して吸収スペクトルを測定し、検量線から膜厚３０ｎｍあたりの最大吸光度に換算してもよい。このような吸収特性のｐ型有機半導体材料を選ぶことにより、無色透明性が高い有機ＴＦＴを得ることができる。
【００１７】
本発明における有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、本発明では、ｐ型有機半導体材料が用いられる。
【００１８】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【００１９】
前記ｐ型有機半導体材料は、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であればいかなる材料でもよく、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、さらに好ましくは２００以上２０００以下である。
【００２０】
有機半導体材料からなる半導体薄膜を形成する方法は、いかなる方法でも良いが、乾式プロセスあるいは湿式プロセスにより成膜される。乾式プロセス成膜の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着（ＣＶＤ）法が挙げられ、これらの中で真空蒸着法が特に好ましい。湿式プロセス成膜（溶液塗布法）は、有機化合物を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、あるいは均一に分散した分散液とし、その溶液または分散液を用いて成膜する方法であり、具体的にはキャスト法、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング（浸漬）コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、インクジェット法、スピンコート法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）法などが挙げられ、これらの中でキャスト法、スピンコート法およびインクジェット法が特に好ましい。乾式プロセス成膜、湿式プロセス成膜のいずれも好ましいが、湿式プロセス成膜（溶液塗布法）の方が低温、低コストで大面積の素子を作製できる点で好ましい。
【００２１】
溶液塗布法を用いて有機半導体膜を形成する場合、有機半導体材料、あるいはその材料とバインダー樹脂を適当な有機溶媒および／または水に溶解、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。塗布液中の本発明の有機半導体材料の濃度は、好ましくは、０．１〜８０質量％、より好ましくは０．１〜３０質量％、さらに好ましくは０．１〜１０質量％とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。
前記有機溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒（例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、１−メチルナフタレン、１，２−ジクロロベンゼン等）、ケトン系溶媒（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等）、ハロゲン化炭化水素系溶媒（例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等）、エステル系溶媒（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等）、アルコール系溶媒（例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等）、エーテル系溶媒（例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等）、極性溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリドン、１−メチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等）などが挙げられる。
【００２２】
樹脂バインダーを用いる場合、樹脂バインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性ポリマーを挙げることができる。樹脂バインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用しても良い。膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高い樹脂バインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造の樹脂バインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。樹脂バインダーは使わない方が有機半導体の特性上好ましいが、目的によっては使用することもある。使う場合の樹脂バインダーの使用量は、特に制限はないが、有機半導体膜中、好ましくは０．１〜９０質量％、より好ましくは０．１〜５０質量％、さらに好ましくは０．１〜３０質量％で用いられる。
【００２３】
半導体活性層の厚みは、特に制限はないが、無色透明性を高めるためには薄い方がよく、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜７０ｎｍであることがより好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることが特に好ましい。
【００２４】
基板表面は凹凸や平滑性、親水性・疎水性、分子間相互作用などを制御し、膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御するために処理がなされていてもよく、例としては、二酸化ケイ素表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）の塗布により表面処理する方法、金表面をアルカンチオールで表面処理する方法などが挙げられる。
【００２５】
成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、０℃〜２００℃の間であることが好ましい。
【００２６】
本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であり、実質的に無色透明である。したがって、本発明に用いられるｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長は、紫外域（４００ｎｍ未満）もしくは赤外域（７００ｎｍを超える）にあることが好ましい。一般に半導体特性は、広いπ共役系を有するものの方が高く、したがって、薄膜状態での吸収極大波長が赤外域にある材料を選ぶことが好ましい。薄膜状態での吸収極大波長として、好ましくは７００ｎｍを超え、より好ましくは７５０ｎｍ以上、さらに好ましくは８００ｎｍ以上である。
【００２７】
本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物であることが好ましい。
【００２８】
【化７】
【００２９】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００３０】
前記一般式（Ｐｃ−１）において、中心金属Ｍは置換基Ｒ（軸配位子とも言う。）を１つまたは２つ結合し得る金属原子（半金属原子も含む。）であればいかなるものでもよいが、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎであり、より好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎである。中心金属Ｍに軸配位子Ｒを導入することによりπ−π相互作用が効果的に抑制され、薄膜吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を低減させることができる。さらに、吸収極大波長が長波長化するＪ会合様式が優先されるため、無色透明性の高い薄膜が得られる。また、溶解性向上や昇華・蒸着性向上につながり、精製や成膜に有利になるという利点がある。
【００３１】
軸配位子として導入されるＲとしてはいかなるものでもよく、後述のＷの中から選ぶことができる。これらの中で、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基、シリルオキシ基が好ましく、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリルオキシ基がより好ましく、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、シリルオキシ基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。Ｒが複数の場合、複数のＲは同一でも異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。
【００３２】
Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基であり、置換基としては後述のＷの中から選ぶことができる。これらの中で、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基がより好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。また、隣接する置換位置同士（好ましくはＲ2とＲ3、Ｒ6とＲ7、Ｒ10とＲ11、Ｒ14とＲ15）でベンゾ縮環している場合も好ましい。縮環したベンゼン環にさらに置換基が結合していてもよい。
【００３３】
また、本発明に用いられるｐ型有機半導体材料は、下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である場合も好ましい。ナフタロシアニン化合物は、フタロシアニン化合物よりもπ共役系の拡張されており、吸収極大波長が長波長化し、可視域の吸収が減少するため、無色透明性が向上するためより好ましい。
【００３４】
【化８】
【００３５】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００３６】
前記一般式（Ｎｃ−１）において、Ｍは金属原子（半金属原子も含む）、またはＮ1及びＮ2で表される窒素原子に結合する２つの水素原子を表す。Ｍが金属原子を表す場合は、安定な錯体を形成するものであれば金属はいかなるものでも良い。
【００３７】
Ｍとして好ましくは、水素原子、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂであり、より好ましくは水素原子、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂであり、さらに好ましくはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎである。
【００３８】
Ｍが金属原子を表す場合は、金属原子には軸配位子Ｒが結合していてもよく、Ｒとしては後述のＷから選ぶことができる。軸配位子Ｒは前記一般式（Ｐｃ−１）における軸配位子Ｒと同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００３９】
前記一般式（Ｎｃ−１）におけるＭが水素原子である場合は、下記一般式（Ｎｃ−１’）で表すことができる。
【化９】
【００４０】
（式中、Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【００４１】
前記一般式（Ｎｃ−１）又は（Ｎｃ−１’）において、Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表し、置換基は後述のＷから選ぶことができる。これらの中で、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基が好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子、ヘテロ環基、シリル基がより好ましく、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基がさらに好ましい。これらにさらに置換基が結合していてもよい。なお、隣接する置換位置同士（特に好ましくはＲ19とＲ20、Ｒ25とＲ26、Ｒ31とＲ32、Ｒ37とＲ38）でさらにベンゾ縮環したアントラシアニン化合物も、吸収極大波長がより長波長化し、無色透明性を向上させる観点では好ましいが、溶解性や昇華・蒸着性は著しく低下する。
【００４２】
中心金属Ｍに軸配位子Ｒを有する場合、軸配位子によりπ−π相互作用が効果的に抑制され、薄膜吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を低減させることができるとともに、吸収極大波長が長波長化するＪ会合様式が優先されるため、無色透明性が高い吸収スペクトル形状が得られ、さらに良好な溶解性や昇華・蒸着性が得られる。したがって、Ｒ17〜Ｒ40として置換基を特別に導入しなくてもよく、半導体特性の観点から導入される置換基の数はＲ17〜Ｒ40のうち、８個以内であることが好ましく、４個以内であることがより好ましく、０個（全て水素原子）であることが最も好ましい。
【００４３】
中心金属Ｍが軸配位子を有しない場合、吸収スペクトルのブロード化（無色透明性の低下につながる）を抑制し、溶解性や昇華・蒸発性を付与するため、Ｒ17〜Ｒ40に置換基を導入することが好ましい。このとき、導入される置換基の数としては、Ｒ17〜Ｒ40のうち０〜１６個であることが好ましく、４〜１６個であることがより好ましい。
【００４４】
前記一般式（Ｐｃ−１）又は（Ｎｃ−１）で表される有機半導体材料は、下記一般式（Ｎｃ−２）で表される場合がより好ましい。
【化１０】
【００４５】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【００４６】
前記一般式（Ｎｃ−２）において、Ｍは軸配位子Ｒを１つまたは２つ結合し得る金属原子（半金属原子も含む）であればいかなるものでもよい。Ｍとして好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎであり、より好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎであり、最も好ましくはＳｉである。
Ｒは前記一般式（Ｐｃ−１）及び（Ｎｃ−１）について上述したものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
Ｒ17〜Ｒ40は前記一般式（Ｎｃ−１）について上述したものと同義であり、好ましい範囲も同様である。
【００４７】
本発明において、置換基の特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分の基はそれ自体が置換されていなくてもよく、また、一種以上の（可能な最多数までの）別の置換基でさらに置換されていても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。つまり、本発明における化合物における置換基はさらに置換されていても良い。
【００４８】
このような置換基をＷとすると、Ｗで示される置換基としてはいかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基（直鎖もしくは分岐アルキル基のほか、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む。）、アルケニル基（直鎖もしくは分岐アルケニル基のほか、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む。）、アルキニル基、アリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む。）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル又はアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（−Ｂ(ＯＨ)2）、ホスファト基（−ＯＰＯ(ＯＨ)2）、スルファト基（−ＯＳＯ3Ｈ）、その他の公知の置換基が例として挙げられる。
【００４９】
さらに詳しくは、Ｗは下記の（１）〜（４８）などを表す。
（１）ハロゲン原子
例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
【００５０】
（２）アルキル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、（２−ａ）〜（２−ｅ）なども包含するものである。
（２−ａ）アルキル基
好ましくは炭素数１〜３０のアルキル基（例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、エイコシル、２−クロロエチル、２−シアノエチル、２−エチルヘキシル）
（２−ｂ）シクロアルキル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換または無置換のシクロアルキル基（例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル）
（２−ｃ）ビシクロアルキル基
好ましくは、炭素数５〜３０の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基（例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）
（２−ｄ）トリシクロアルキル基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のトリシクロアルキル基（例えば、１−アダマンチル）
（２−ｅ）さらに環構造が多い多環シクロアルキル基
なお、以下に説明する置換基の中のアルキル基（例えばアルキルチオ基のアルキル基）はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。
【００５１】
（３）アルケニル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、（３−ａ）〜（３−ｃ）を包含するものである。
（３−ａ）アルケニル基
好ましくは炭素数２〜３０の置換または無置換のアルケニル基（例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル）
（３−ｂ）シクロアルケニル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基（例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）
（３−ｃ）ビシクロアルケニル基
置換または無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５〜３０の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基（例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）
【００５２】
（４）アルキニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキニル基（例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基）
【００５３】
（５）アリール基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリール基（例えばフェニル、ｐ−トリル、ナフチル、ｍ−クロロフェニル、ｏ−ヘキサデカノイルアミノフェニル、フェロセニル）
【００５４】
（６）ヘテロ環基
好ましくは、５または６員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数３〜５０の５もしくは６員の芳香族のヘテロ環基である。
（例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ピリミジニル、２−ベンゾチアゾリル。なお、１−メチル−２−ピリジニオ、１−メチル−２−キノリニオのようなカチオン性のヘテロ環基でも良い）
【００５５】
（７）シアノ基
（８）ヒドロキシ基
（９）ニトロ基
（１０）カルボキシ基
【００５６】
（１１）アルコキシ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ、２−メトキシエトキシ）
【００５７】
（１２）アリールオキシ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシ基（例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、４−ｔ−ブチルフェノキシ、３−ニトロフェノキシ、２−テトラデカノイルアミノフェノキシ）
【００５８】
（１３）シリルオキシ基
好ましくは、炭素数３〜３０のシリルオキシ基（例えば、トリメチルシリルオキシ、ｔ−ブチルジメチルシリルオキシ）
【００５９】
（１４）ヘテロ環オキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基（例えば、１−フェニルテトラゾール−５−オキシ、２−テトラヒドロピラニルオキシ）
【００６０】
（１５）アシルオキシ基
好ましくは、ホルミルオキシ基、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基（例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ）
【００６１】
（１６）カルバモイルオキシ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルアミノカルボニルオキシ、Ｎ−ｎ−オクチルカルバモイルオキシ）
【００６２】
（１７）アルコキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基（例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、ｔ−ブトキシカルボニルオキシ、ｎ−オクチルカルボニルオキシ）
【００６３】
（１８）アリールオキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基（例えば、フェノキシカルボニルオキシ、ｐ−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、ｐ−ｎ−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ）
【００６４】
（１９）アミノ基
好ましくは、アミノ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアニリノ基（例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、Ｎ−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ）
【００６５】
（２０）アンモニオ基
好ましくは、アンモニオ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、ヘテロ環が置換したアンモニオ基（例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ）
【００６６】
（２１）アシルアミノ基
好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基（例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、３，４，５−トリ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ）
【００６７】
（２２）アミノカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ（例えば、カルバモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ）
【００６８】
（２３）アルコキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基（例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、ｔ−ブトキシカルボニルアミノ、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、Ｎ−メチル−メトキシカルボニルアミノ）
【００６９】
（２４）アリールオキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基（例えば、フェノキシカルボニルアミノ、ｐ−クロロフェノキシカルボニルアミノ、ｍ−ｎ−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ）
【００７０】
（２５）スルファモイルアミノ基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基（例えば、スルファモイルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ）
【００７１】
（２６）アルキルもしくはアリールスルホニルアミノ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ（例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、２，３，５−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ）
【００７２】
（２７）メルカプト基
【００７３】
（２８）アルキルチオ基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルチオ基（例えばメチルチオ、エチルチオ、ｎ−ヘキサデシルチオ）
【００７４】
（２９）アリールチオ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールチオ（例えば、フェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、ｍ−メトキシフェニルチオ）
【００７５】
（３０）ヘテロ環チオ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基（例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ）
【００７６】
（３１）スルファモイル基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のスルファモイル基（例えば、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ−（３−ドデシルオキシプロピル）スルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル、Ｎ−アセチルスルファモイル、Ｎ−ベンゾイルスルファモイル、Ｎ−（Ｎ’−フェニルカルバモイル）スルファモイル）
【００７７】
（３２）スルホ基
【００７８】
（３３）アルキルもしくはアリールスルフィニル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、６〜３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ｐ−メチルフェニルスルフィニル）
【００７９】
（３４）アルキルもしくはアリールスルホニル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、６〜３０の置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、ｐ−メチルフェニルスルホニル）
【００８０】
（３５）アシル基
好ましくは、ホルミル基、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数４〜３０の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基（例えば、アセチル、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、ｐ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニル、２−ピリジルカルボニル、２−フリルカルボニル）
【００８１】
（３６）アリールオキシカルボニル基
好ましくは、炭素数７〜３０の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基（例えば、フェノキシカルボニル、ｏ−クロロフェノキシカルボニル、ｍ−ニトロフェノキシカルボニル、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニル）
【００８２】
（３７）アルコキシカルボニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブトキシカルボニル、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル）
【００８３】
（３８）カルバモイル基
好ましくは、炭素数１〜３０の置換もしくは無置換のカルバモイル（例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル、Ｎ−（メチルスルホニル）カルバモイル）
【００８４】
（３９）アリール又はヘテロ環アゾ基
好ましくは、炭素数６〜３０の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基（例えば、フェニルアゾ、ｐ−クロロフェニルアゾ、５−エチルチオ−１，３，４−チアジアゾール−２−イルアゾ）
【００８５】
（４０）イミド基
好ましくは、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド
【００８６】
（４１）ホスフィノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィノ基（例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ）
【００８７】
（４２）ホスフィニル基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニル基（例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル）
【００８８】
（４３）ホスフィニルオキシ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基（例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ）
【００８９】
（４４）ホスフィニルアミノ基
好ましくは、炭素数２〜３０の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基（例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ）
【００９０】
（４５）ホスホ基
【００９１】
（４６）シリル基
好ましくは、炭素数３〜３０の置換もしくは無置換のシリル基（例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル）
【００９２】
（４７）ヒドラジノ基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のヒドラジノ基（例えば、トリメチルヒドラジノ）
【００９３】
（４８）ウレイド基
好ましくは、炭素数０〜３０の置換もしくは無置換のウレイド基（例えばＮ，Ｎ−ジメチルウレイド）
【００９４】
また、２つのＷが共同して環を形成することもできる。このような環としては芳香族、または非芳香族の炭化水素環、またはヘテロ環や、これらがさらに組み合わされて形成された多環縮合環が挙げられる。例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、及びフェナジン環が挙げられる。これらの中で好ましい環は、ベンゼン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環である。
【００９５】
上記の置換基Ｗの中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていても良い。そのような置換基の例としては、−ＣＯＮＨＳＯ2−基（スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基）、−ＣＯＮＨＣＯ−基（カルボニルカルバモイル基）、−ＳＯ2ＮＨＳＯ2−基（スルフォニルスルファモイル基）が挙げられる。
【００９６】
より具体的には、アルキルカルボニルアミノスルホニル基（例えば、アセチルアミノスルホニル）、アリールカルボニルアミノスルホニル基（例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基）、アルキルスルホニルアミノカルボニル基（例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル）、アリールスルホニルアミノカルボニル基（例えば、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル）が挙げられる。
【００９７】
以下に、前記一般式（Ｐｃ−１）、（Ｎｃ−１）又は（Ｎｃ−２）のいずれかで表されるｐ型有機半導体材料の好ましい具体例を示す。ただし本発明は以下の例に限定されるものではない。本明細書において、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【化１１】
【００９８】
（半導体活性層以外の素子構成材料）
以下に、図１に示した透明有機薄膜トランジスタにおける半導体活性層１４以外の素子構成材料について説明する。これらの各材料は、いずれも可視光または赤外光の透過率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【００９９】
図１中、透明基板１１としては、無色透明性と必要な平滑性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムなどが挙げられる。光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに光学的透明性を失わない範囲で、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。
【０１００】
図１中、透明ゲート電極１２、透明ソース電極１５ａ、又は透明ドレイン電極１５ｂを構成する材料としては、無色透明性と必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。無色透明性を高めるため、電極の厚さは５〜２００ｎｍとすることが好ましく、５〜１００ｎｍとすることがより好ましく、５〜５０ｎｍとすることがさらに好ましい。
【０１０１】
図１中、透明絶縁層１３に用いられる材料としては、無色透明性と必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。無色透明性を高めるため、絶縁層の膜厚は５〜３００ｎｍとすることがこのましく、５〜３００ｎｍとすることがより好ましく、５〜２００ｎｍとすることがさらに好ましい。
【０１０２】
ゲート幅（チャンネル幅）Ｗとゲート長（チャンネル長）Ｌに特に制限はないが、これらの比Ｗ／Ｌが１０以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましい。
【０１０３】
また、素子を大気や水分から遮断し、素子の保存性を高めるために、素子全体をガラス、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、パリレンなどの高分子材料などで封止しても良い。
【０１０４】
［透明半導体回路、画像表示装置、受光装置］
本発明の透明有機ＴＦＴ素子を透明導電材料（例えば先述の電極材料）で配線することにより、透明半導体回路を作製することができる。このような透明半導体回路は、画像表示装置や受光装置の各画素となる各々の素子を駆動する選択駆動回路として好ましく用いることができる。通常、これらの選択駆動回路としては透明でないシリコンＴＦＴ素子を用いるため、駆動素子と開口部を別々の箇所に配置しなければならず、開口率を低下させる原因となっていた。本発明の透明有機ＴＦＴ素子をこれらの画像表示装置や受光装置の選択駆動回路に使うことにより、積層化が可能となり、開口率の高い電子デバイスが得られる。このような画像表示装置として、好ましくはアクティブマトリクス型の液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置、受光装置として好ましくは固体撮像素子などの光センサを挙げることができる。
【０１０５】
選択駆動回路は、基板上に複数の走査線と複数の信号線とが互いに直交する方向に配設され、上記両配線の各交差部に画素部と該選択駆動回路が形成されており、液晶表示装置においては、ゲートに接続した走査線（ゲートバスライン）の制御で、ソースに接続する信号線（ソースバスライン）からの信号を表示電極に送るスイッチング素子として薄膜トランジスタが最低１つ、また、有機ＥＬ表示装置においては、走査線（ゲートバスライン）に接続し信号線からの信号のオン／オフを選択する選択トランジスタおよび信号線からの信号により電流を制御して有機ＥＬ素子を発光させる駆動トランジスタの少なくとも２つの薄膜トランジスタが用いられている。固体撮像素子の場合は有機ＥＬ表示装置と同様の回路構成である。これらのＴＦＴとして前記実質無色透明な有機ＴＦＴを用い、また該ＴＦＴとの電気的接点を含め配線を実質透明な導電性材料によって構成することで、アクティブマトリクス型の選択駆動回路を実質無色透明とすることができ、シリコン等で形成した半導体回路により駆動回路を構成したアクティブマトリクス型液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、あるいは固体撮像素子等の受光装置において、各画素に配置された選択駆動回路が開口率を低下させている原因をとり除くことができる。
【０１０６】
図２は、有機ＥＬ表示装置の選択駆動回路の好ましい一実施形態を等価回路で示す。行方向に延びる複数のゲート線１０１が配置され、これに交差するように列方向に複数のデータ線１０２および駆動線１０３が配置されている。駆動線１０３は、電源ＰＶに接続されている。電源ＰＶは正の定電圧を出力する電源であり、その電圧は、例えば接地電圧を基準として１０Ｖの正電圧である。ゲート線１０１とデータ線１０２とのそれぞれの交点には選択ＴＦＴ１０４が接続されている。選択ＴＦＴ１０４のゲートはゲート線１０１に接続され、選択ＴＦＴ１０４のドレインがデータ線１０２に接続されている。選択ＴＦＴ１０４のソースは保持コンデンサ１０５と駆動ＴＦＴ１０６のゲートに接続されている。駆動ＴＦＴ１０６のドレインは、駆動線１０３に接続され、ソースは有機ＥＬ表示素子１０７の陽極に接続されている。有機ＥＬ表示素子１０７の陰極は接地されている。保持コンデンサ１０５の対極には、列方向に延在する容量線１０９が接続されている。
【０１０７】
ゲート線１０１は図示しないゲート線ドライバに接続され、ゲート線１０１には、ゲート線ドライバによって順次ゲート信号が印加される。ゲート信号はオンもしくはオフの２値の信号で、例えば、オンの時は正の所定電圧、オフの時は０Ｖとなる。ゲート線ドライバは、複数接続されるゲート線１０１のうち、選択された所定のゲート線のゲート信号をオンとする。ゲート信号がオンとなると、そのゲート線１０１に接続された全ての選択ＴＦＴ１０４がオンとなり、選択ＴＦＴ１０４を介してデータ線１０２と駆動ＴＦＴ１０６のゲートが接続される。データ線１０２にはデータ線ドライバ１０８から表示する映像に応じて決定されるデータ信号が出力されており、データ信号は駆動ＴＦＴ１０６のゲートに入力されるとともに、保持コンデンサ１０５に充電される。駆動ＴＦＴ１０６は、データ信号の大きさに応じた導電率で駆動線１０３と有機ＥＬ表示素子１０７とを接続する。この結果、データ信号に応じた電流が駆動ＴＦＴ１０６を介して駆動線１０３から有機ＥＬ表示素子１０７に供給され、データ信号に応じた輝度で有機ＥＬ表示素子１０７が発光する。保持コンデンサ１０５は、専用の容量線１０９もしくは駆動線１０３など他の電極との間で静電容量を形成しており、一定時間データ信号を蓄積することができる。データ信号は、ゲート線ドライバが他のゲート線１０１を選択し、そのゲート線１０１が非選択となって選択ＴＦＴ１０４がオフした後も、保持コンデンサ１０５によって１垂直走査期間の間保持され、その間、駆動ＴＦＴ１０６は前記導電率を保持し、有機ＥＬ表示素子１０７はその輝度で発光を続けることができる。
【０１０８】
以上が、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の動作原理であるが、本明細書において、上述した選択ＴＦＴ１０４、駆動ＴＦＴ１０６等を有し、ゲート信号のような表示素子の１つもしくは複数を同時に選択する信号と、表示する映像によって決定されるデータ信号とによって、所定の表示素子にデータ信号に応じた電流を供給する回路を総称して選択駆動回路と称する。選択駆動回路は、上述した以外にも様々なパターンが考えられ、また、既に提案されている。例えば、発光輝度の画素ごとのバラツキを抑えるために、４ＴＦＴ構成とした駆動回路等もあり、上記の構成は一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。
【０１０９】
図３に上記のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の構成の好ましい一実施形態を断面図で示す。ただし上記のうち、選択ＴＦＴ１０４およびこれとデータ線１０２、駆動ＴＦＴ１０６との接続等については図示していない。下記の構成は一例にすぎず、本発明はこれに限られるものではない。
【０１１０】
ガラス基板１１２上に駆動ＴＦＴ１０６を複数配置する。すなわち、ガラス基板１１２上に、まず駆動ＴＦＴ１０６のゲート電極１０６Ｇを１００ｎｍの膜厚でＩＴＯ膜をパターニングして形成する。次いで、Ａｌ2Ｏ3からなる層間絶縁膜１１１を電子ビーム蒸着により形成する（膜厚２００ｎｍ）。次いで、層間絶縁膜１１１上にマスクを用いた低温スパッタによりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍで形成させてソース電極１０６Ｓ、ドレイン電極１０６Ｄを形成する。次いで、ソース、ドレイン電極間に例示化合物１のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をスピンコートして厚さ３０ｎｍの半導体活性層１０６Ｃを形成させる。駆動ＴＦＴ１０６上に層間絶縁膜１１３をやはりＡｌ2Ｏ3を電子ビーム蒸着することで膜厚１００ｎｍとなるよう形成させ、その上にデータ線１０２および駆動線１０３をやはり全面にＩＴＯ膜を低温スパッタにより膜厚１００ｎｍとなるよう形成した後、パターニングして配置する。こうして形成した駆動線１０３は、駆動ＴＦＴ１０６のドレイン電極１０６Ｄにコンタクトホールを介して接続させる。それらの上に、さらにＡｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着により膜厚１００ｎｍとなるよう成膜する。平坦化絶縁膜１１４の上には以下のようにして、ＩＴＯ透明電極よりなる陽極１１５をスパッタ、パターニングして形成し（膜厚１００ｎｍ）、画素ごとに有機ＥＬ表示素子１０７を配置する。すなわち、Ａｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着した後、平坦化絶縁膜１１４および層間絶縁膜１１３を貫通して駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６Ｓに達するコンタクトホール用の孔をエキシマレーザによって開け、平坦化絶縁膜１１４の表面およびコンタクトホール用の孔の内壁に同時にＩＴＯ膜を形成させ、その後表面のパターニングを行って、陽極１１５を形成すると共に、各陽極１１５と各駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６ＳとをＩＴＯ膜によって電気的に接続する。
【０１１１】
次いで、こうして形成したＩＴＯ膜からなる陽極上にホール輸送層１１６としてα−ＮＰＤ（４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を４０ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、ＣＢＰ（４，４’−（Ｎ，Ｎ’−ビスカルバゾリル）ビフェニル）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体を体積比１００：７となるよう膜厚２０ｎｍだけ共蒸着し、発光層１１７を設ける。次いで、膜厚１０ｎｍのＢＣＰ（バソキュプロイン）からなるホールブロック層を設け（図示せず）、さらに、Ａｌｑ3（トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））からなる膜厚４０ｎｍの電子輸送層１１８を同様に蒸着により設ける。さらに、陰極バッファ層として酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着する（同じく図示せず）。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成する。
【０１１２】
この様にして形成された有機ＥＬ表示装置は、陽極１１５からホール輸送層１１６に注入されたホールと、陰極１１９から電子輸送層１１８に注入された電子とが発光層１１７の内部で再結合することにより光が放たれ、この光が図３中矢印で示したように、透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して外部に放射される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、ホール輸送層１１６、発光層１１７、電子輸送層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１１３】
液晶表示装置については、その構成等に関して、例えば特開２００２−１１６７４４号公報、同２００２−１２２８４４号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。ＥＬ表示装置に用いられる各種の材料およびその構成等については特開２００２−５６９７６号公報、同２００２−１４１１７０号公報、同２００２−１００４８０号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。固体撮像素子等の受光装置に用いられる各種の材料およびその構成等については特開２００３−２３４４６０号公報、同２００３−３３２５５１号公報、同２００５−２６８６０９号公報等に詳しく記載されており、これらを参照することができる。
【０１１４】
なお、これらの回路および装置中に無色透明性の低い配線や素子が部分的に含まれている場合も、その部分が実質的に大きな部分を占めない限り、トランジスタの無色透明性を向上させた効果は大きい。
【０１１５】
また、本発明で用いる実質無色透明なｐ型有機半導体材料を使うことにより、透明有機ＴＦＴ以外の透明有機電子デバイスを得ることもできる。そのような透明有機電子デバイスとしてはいかなるものでも良いが、膜構造を有するエレクトロニクス要素を用いたデバイスとすることが好ましく、例えば、有機光電変換素子、有機電界発光素子、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子が挙げられる。有機光電変換素子は光センサ用途（固体撮像素子）、エネルギー変換用途（有機太陽電池）のいずれにも用いることができる。透明有機ＴＦＴ以外の透明有機電子デバイスとしては、好ましくは透明有機光電変換素子、透明有機電界発光素子が挙げられる。これらの透明有機電子デバイスを作製する場合、先述の透明有機ＴＦＴの例で述べたものを参考に、基板、電極、その他素子構成材料に無色透明性の高いものを用いればよい。
【実施例】
【０１１６】
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【０１１７】
以下の実施例で用いた例示化合物１〜４は特開昭６３−５９０３号公報を参照して合成した。例示化合物７〜１０は特開昭６３−１８６２５１号公報およびＩｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９９２，３１，３３７１−３３７７を参照して合成した。例示化合物１６〜２０はＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９９０，１１２，８０６４−８０７０を参照して合成した。例示化合物５及び１１〜１５、並びに比較用化合物のペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）はＡｌｄｒｉｃｈ社より購入した。
【０１１８】
実施例１
（薄膜の吸収スペクトル）
例示化合物１〜４を、それぞれ膜厚約３０ｎｍとなるように石英基板上に真空蒸着した。また、比較用化合物として、ペンタセン及びＶＯＰｃを同様にそれぞれ膜厚約３０ｎｍとなるよう真空蒸着した。これらの薄膜の吸収スペクトルを紫外可視近赤外分光光度計（島津製作所製、商品名、ＵＶ−３６００）を用いて測定した。測定結果を図４及び表１に示す。図４は、例示化合物１、並びに比較用化合物であるペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）の薄膜の吸収スペクトル測定結果を示す図である。図４及び表１に示したデータはいずれも検量線を用いて膜厚３０ｎｍあたりの吸光度に換算したものである。膜厚は触針式膜厚計（ＵＬＶＡＣ社製、商品名、ＤＥＫＴＡＫ ６Ｍ）を用いて測定した。比較に用いたペンタセンやＶＯＰｃと異なり、例示化合物１〜４はいずれも吸収極大波長が８００ｎｍ以上にあり、可視域の最大吸光度も０．２以下となっており、例示化合物１〜４はいずれも無色透明性に優れていることが分かった。また、例示化合物５〜２０も同様に高い無色透明性を示すことがわかった。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
実施例２
（透明有機ＴＦＴ素子の作製と評価）
ＩＴＯ付きガラス基板上に、透明絶縁体層としてＡｌ2Ｏ3を電子ビーム（ＥＢ）蒸着により膜厚２００ｎｍとなるよう成膜した。この上にマスクを用いた低温スパッタ法によりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍとなるようパターニングし、透明ソース電極および透明ドレイン電極とした。この上に例示化合物１〜４のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をそれぞれスピンコートすることにより、厚さ３０ｎｍの半導体活性層を形成させ、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。作製した素子は無色透明性が高かった。
【０１２１】
作製した素子の概略的な断面図を図５に示す。作製した有機ＴＦＴ素子は、図５に示すように、最下層に透明基板（ガラス）３１が配置され、その上面に透明電極（ＩＴＯ）３２が設けられ、さらに該透明電極３２を覆いかつ透明電極３２以外の部分で透明基板３１と接するように透明絶縁体層（Ａｌ2Ｏ3）３３が設けられている。さらに透明絶縁体層３３の上面の一部に透明ソース電極（ＩＴＯ）３４ａと透明ドレイン電極（ＩＴＯ）３４ｂとが隔離して配置されている。さらに電極３４ａ及び３４ｂを覆い、かつ電極３４ａ及び３４ｂ以外の部分で透明絶縁体層３３と接するように半導体活性層（ｐ型有機半導体材料）３５が設けられている。
【０１２２】
この作製した素子のトランジスタ特性を、セミオートプローバー（ベクターセミコン社製、商品名、ＡＸ−２０００）を接続した半導体パラメーターアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名４１５６Ｃ）を用いて常圧・窒素雰囲気下（グローブボックス中）で測定した。結果を図６に示す。図６（ａ）はドレイン電圧を−１００Ｖ印加した時のゲート電圧−ドレイン電流特性を示し、図６（ｂ）は各ゲート電圧におけるドレイン電圧−ドレイン電流特性を示す。
図６から明らかなように、作製した素子は良好なｐ型のトランジスタ特性を示した。ドレイン電流ＩDを表わす式ＩD＝（Ｗ／２Ｌ）μＣi（ＶG−Ｖth）2（式中、Ｌはゲート長、Ｗはゲート幅、Ｃiは絶縁層の単位面積当たりの容量、ＶGはゲート電圧、Ｖthは閾値電圧を表す）を用いて計算したキャリア移動度μは２．６×１０-5ｃｍ2／Ｖｓで、ドレイン電圧−１００Ｖ、ゲート電圧−１００Ｖで動作時のゲート電圧−ドレイン電流特性より求めたオン／オフ比は１．３×１０4である。同様にして作製した例示化合物２〜４のトランジスタ特性を表２に示す。例示化合物１〜４を用いた素子はいずれも無色透明性が高く、良好なｐ型のトランジスタ特性を示すことが分かった。また、例示化合物５〜２０を用いた場合も同様に無色透明性が高く、良好なｐ型のトランジスタ特性を示した。
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
実施例３
（透明有機ＴＦＴを用いた画像表示装置）
図２に示した有機ＥＬ表示装置の選択駆動回路を作製し、図３に示した有機ＥＬ表示装置を作製した。
ガラス基板１１２上に駆動ＴＦＴ１０６を複数配置した。すなわち、ガラス基板１１２上に、まず駆動ＴＦＴ１０６のゲート電極１０６Ｇを１００ｎｍの膜厚でＩＴＯ膜をパターニングして形成した。次いで、Ａｌ2Ｏ3からなる層間絶縁膜１１１を電子ビーム蒸着により形成した（膜厚２００ｎｍ）。次いで、層間絶縁膜１１１上にマスクを用いた低温スパッタによりＩＴＯ膜を膜厚５０ｎｍで形成させてソース電極１０６Ｓ、ドレイン電極１０６Ｄを形成した。次いで、ソース、ドレイン電極間に例示化合物１のクロロホルム溶液（５ｇ／Ｌ）をスピンコートして厚さ３０ｎｍの半導体活性層１０６Ｃを形成させた。駆動ＴＦＴ１０６上に層間絶縁膜１１３をやはりＡｌ2Ｏ3を電子ビーム蒸着することで膜厚１００ｎｍとなるよう形成させ、その上にデータ線１０２および駆動線１０３をやはり全面にＩＴＯ膜を低温スパッタにより膜厚１００ｎｍとなるよう形成した後、パターニングして配置した。こうして形成した駆動線１０３は、駆動ＴＦＴ１０６のドレイン電極１０６Ｄにコンタクトホールを介して接続させた。それらの上に、さらにＡｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着により膜厚１００ｎｍとなるよう成膜した。平坦化絶縁膜１１４の上には以下のようにして、ＩＴＯ透明電極よりなる陽極１１５をスパッタ、パターニングして形成し（膜厚１００ｎｍ）、画素ごとに有機ＥＬ表示素子１０７を配置した。すなわち、Ａｌ2Ｏ3による平坦化絶縁膜１１４を電子ビーム蒸着した後、平坦化絶縁膜１１４および層間絶縁膜１１３を貫通して駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６Ｓに達するコンタクトホール用の孔をエキシマレーザによって開け、平坦化絶縁膜１１４の表面およびコンタクトホール用の孔の内壁に同時にＩＴＯ膜を形成させ、その後表面のパターニングを行って、陽極１１５を形成すると共に、各陽極１１５と各駆動ＴＦＴ１０６のソース電極１０６ＳとをＩＴＯ膜によって電気的に接続した。
【０１２５】
次いで、こうして形成したＩＴＯ膜からなる陽極上にホール輸送層１１６としてα−ＮＰＤ（４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を４０ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、ＣＢＰ（４，４’−（Ｎ，Ｎ’−ビスカルバゾリル）ビフェニル）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体を体積比１００：７となるよう膜厚２０ｎｍだけ共蒸着し、発光層１１７を設けた。次いで、膜厚１０ｎｍのＢＣＰ（バソキュプロイン）からなるホールブロック層を設け（図示せず）、さらに、Ａｌｑ3（トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ））からなる膜厚４０ｎｍの電子輸送層１１８を同様に蒸着により設けた。さらに、陰極バッファ層として酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）を０．５ｎｍ蒸着した（同じく図示せず）。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成した。
【０１２６】
このようにして形成された有機ＥＬ表示装置は、陽極１１５からホール輸送層１１６に注入されたホールと、陰極１１９から電子輸送層１１８に注入された電子とが発光層１１７の内部で再結合することにより光が放たれ、この光が図３中矢印で示したように、透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して外部に放射される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、ホール輸送層１１６、発光層１１７、電子輸送層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１２７】
この有機ＥＬ表示装置は、ＴＦＴおよびこれと電気的接点を有する導電性材料からなる配線を含む駆動回路が実質的に透明な材料で形成されているために、画素の一部に駆動回路を構成するためのスペースが不要となり、発光面積を大きくでき、明るい表示が可能である。一方、通常透明ではないシリコン系のＴＦＴを用いた場合には、駆動回路が電界発光の観察側になるために、駆動回路分の大きさだけ光取り出しの開口率が小さくなってしまう。
【０１２８】
実施例４
（透明有機ＴＦＴを用いた固体撮像素子）
有機ＥＬ表示素子を光電変換素子に代えたこと以外は実施例３と同様にして図２に記載の選択駆動回路を作製した。光電変換素子の部分は、ＩＴＯ膜からなる陽極上に電子ブロッキング層１１６としてα−ＮＰＤを１００ｎｍの膜厚となるよう蒸着し、さらに、キナクリドンを膜厚１００ｎｍだけ蒸着し、光電変換層１１７を設けた。次いで、膜厚５０ｎｍのＡｌｑ3からなる膜厚５０ｎｍのホールブロッキング層１１８を同様に蒸着により設けた。以上の層上に、さらにアルミニウムを真空蒸着によって、１００ｎｍ積層し、前記陽極１１５に対向して陰極１１９を形成した。
【０１２９】
このようにして形成された固体撮像素子は、図３中に示した矢印とは逆向きに透明な陽極１１５側からガラス基板１１２を透過して内部に入射された光により光電変換層１１７で電荷分離が起こってホールと電子が生成し、ホールは電子ブロッキング層１１６を通って陽極１１５へ、電子はホールブロッキング層１１８を通って陰極１１９へと運ばれ、電気信号として取り出される。陽極１１５は画素ごとに独立して形成され、電子ブロッキング層１１６、光電変換層１１７、ホールブロッキング層１１８、陰極１１９は、ここにおいては各画素共通に形成される。
【０１３０】
この固体撮像素子は、ＴＦＴおよびこれと電気的接点を有する導電性材料からなる配線を含む駆動回路が実質的に透明な材料で形成されているために、画素の一部に駆動回路を構成するためのスペースが不要となり、受光面積を大きくでき、高感度での受光が可能である。一方、通常透明ではないシリコン系のＴＦＴを用いた場合には、駆動回路が受光の入射側になるために、駆動回路分の大きさだけ受光の開口率が小さくなってしまう。
【０１３１】
以上のように、本発明により高い無色透明性と良好なトランジスタ性能を兼ね備えた透明有機ＴＦＴ素子が得られた。本発明の透明有機ＴＦＴ素子を用いた選択駆動回路を画像表示素子や受光素子と積層して、選択駆動回路として用いて各画素を駆動することで、開口率の高い画像表示装置および受光装置を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の透明有機薄膜トランジスタ素子の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ表示装置または固体撮像素子の選択駆動回路の一例を等価回路で示した図である。
【図３】有機ＥＬ表示素子または固体撮像素子の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の例示化合物１、並びに比較用化合物であるペンタセン及びバナジルフタロシアニン（ＶＯＰｃ）の薄膜（いずれも膜厚３０ｎｍ換算）の吸収スペクトル測定結果を示す図である。
【図５】実施例２で作製した透明有機薄膜トランジスタ素子の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】例示化合物１を用いた本発明の透明有機薄膜トランジスタのトランジスタ特性を示す図である（（ａ）ドレイン電圧−１００Ｖ印加時のゲート電圧−ドレイン電流特性、（ｂ）ドレイン電圧−ドレイン電流特性）。
【符号の説明】
【０１３３】
１１ 透明基板
１２ 透明ゲート電極
１３ 透明絶縁体層
１４ 半導体活性層
１５ａ 透明ソース電極
１５ｂ 透明ドレイン電極
３１ 透明基板（ガラス）
３２ 透明電極（ＩＴＯ）
３３ 透明絶縁体層（Ａｌ2Ｏ3）
３４ａ 透明ソース電極（ＩＴＯ）
３４ｂ 透明ドレイン電極（ＩＴＯ）
３５ 半導体活性層（ｐ型有機半導体材料）
【０１３４】
１０１ ゲート線
１０２ データ線
１０３ 駆動線
ＰＶ 電源
１０４ 選択ＴＦＴ
１０５ 保持コンデンサ
１０６ 駆動ＴＦＴ
１０６Ｇ ゲート電極
１０７ 有機ＥＬ表示素子（光電変換素子）
１０８ データ線ドライバ
１０９ 容量線
１１１ 層間絶縁膜
１１２ ガラス基板
１１３ 層間絶縁膜
１１４ 平坦化絶縁膜
１１５ 陽極
１１６ ホール輸送層（電子ブロッキング層）
１１７ 発光層（光電変換層）
１１８ 電子輸送層（ホールブロッキング層）
１１９ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いたことを特徴とする透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
キャリア移動度が１．０×１０-5ｃｍ／Ｖｓ以上である、請求項１記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記ｐ型有機半導体材料が低分子化合物である、請求項１又は２に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記半導体活性層が溶液塗布法により成膜されたものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長が７００ｎｍ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化１】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【請求項７】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化２】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【請求項８】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−２）で表されるナフタロシアニン化合物である、請求項６又は７に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化３】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた透明半導体回路。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される受光装置。
【請求項１】
半導体活性層に、膜厚３０ｎｍの薄膜としたときに可視域である４００〜７００ｎｍの範囲の最大吸光度が０．２以下であるｐ型有機半導体材料を用いたことを特徴とする透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
キャリア移動度が１．０×１０-5ｃｍ／Ｖｓ以上である、請求項１記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記ｐ型有機半導体材料が低分子化合物である、請求項１又は２に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記半導体活性層が溶液塗布法により成膜されたものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ｐ型有機半導体材料の薄膜状態での吸収極大波長が７００ｎｍ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｐｃ−１）で表されるフタロシアニン化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化１】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ1〜Ｒ16は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【請求項７】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−１）で表されるナフタロシアニン化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化２】
（式中、Ｍは金属原子、又はＮ1及びＮ2に結合する水素原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。）
【請求項８】
前記ｐ型有機半導体材料が下記一般式（Ｎｃ−２）で表されるナフタロシアニン化合物である、請求項６又は７に記載の透明有機薄膜トランジスタ。
【化３】
（式中、Ｍは中心金属原子を表す。Ｒ17〜Ｒ40は水素原子または置換基を表す。Ｒは置換基を表し、ｎは１又は２である。）
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた透明半導体回路。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明有機薄膜トランジスタを用いた選択駆動回路で駆動される受光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２１２３８９（Ｐ２００９−２１２３８９Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５４３４（Ｐ２００８−５５４３４）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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