CN106030822A - 有机薄膜晶体管 - Google Patents

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Abstract

一种有机薄膜晶体管，其为具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极的底栅型有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管中，对第一栅极绝缘层的第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，第二栅极绝缘层为使沿取向处理进行了取向的聚合性液晶性化合物在取向状态下聚合固定化而形成的层。

Description

有机薄膜晶体管
技术领域
本发明涉及有机薄膜晶体管。
背景技术
液晶显示器、有机EL显示器和电泳型显示器等显示装置的大多组装有薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)作为显示开关器件。TFT在基板上具有由栅极电极、半导体层、设置在栅极电极与半导体层之间的栅极绝缘层构成的结构体，进而与半导体层接触地设置有源极电极和漏极电极。通过对栅极电极施加电压来驱动TFT。通过对栅极电极施加电压来控制由半导体中的电子或空穴构成的载流子量，从而控制在源极电极-漏极电极间流动的电流。
TFT中使用的半导体以往一直使用非晶或多晶的薄膜硅这样的无机半导体。但是，在使用无机半导体形成TFT的半导体层的情况下，需要真空工艺、300℃以上的高温工艺，生产率的提高存在限制。
针对上述情况，近年来，使用了有机半导体的TFT也开始普及。有机半导体层可以通过喷墨、旋涂、柔版印刷等方法来成膜，因此，能够在更低的温度下高速、高效地以低成本进行成膜过程。
对于有机半导体层而言，通过提高构成有机半导体层的有机半导体的取向性，能够提高载流子迁移率，能够使开关操作更快速。例如专利文献1中记载了如下内容：在底栅型有机薄膜晶体管的制造中，在基板上形成沿预定方向取向的基底层，在该基底层上形成栅极电极，进而以覆盖栅极电极的形式形成栅极绝缘层，并使栅极绝缘层的一部分与基底层接触，从而使栅极绝缘层沿基底层的取向方向取向，以与该栅极绝缘层接触的方式形成有机半导体层，由此使有机半导体沿栅极绝缘层的取向方向取向。
另外，专利文献2中记载了栅极绝缘层的至少一层由具有介电常数各向异性的液晶聚合物构成的场效应型有机晶体管。根据专利文献2记载的晶体管的构成，形成在栅极绝缘层上的有机半导体的取向性得到控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4349307号公报
专利文献2：日本特开2005-72200号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，上述专利文献1记载的有机薄膜晶体管的制造方法中，在沿预定方向取向的部分基底层上形成栅极电极，因此，在栅极绝缘层所存在的正上方，基底层的取向调节力丧失，无法在形成于栅极绝缘层上的整个有机半导体层中使有机半导体的取向一致。
另外，上述专利文献2记载的场效应型有机晶体管中，栅极绝缘层的取向未被固定从而显示出流动性，形成在其上的有机半导体层的晶体容易产生裂纹，性能容易劣化。特别是栅极绝缘层容易因为栅极绝缘层暴露于比液晶形成温度更高的温度下而失去取向性，因此，上述专利文献2记载的场效应型有机晶体管的耐热性不能说是充分的。
本发明的课题在于提供显示出优异的载流子迁移率且耐热性也优异的有机薄膜晶体管。
解决课题的手段
上述的课题通过如下手段来实现。
[1]一种有机薄膜晶体管，其为底栅型有机薄膜晶体管，该底栅型有机薄膜晶体管具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极，
所述有机薄膜晶体管中，
对第一栅极绝缘层的第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，
第二栅极绝缘层为使沿取向处理进行了取向的聚合性液晶性化合物在该取向状态下聚合固定化而形成的层。
[2]根据[1]所述的有机薄膜晶体管，其中，聚合性液晶性化合物为棒状液晶性化合物，沿取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为向列相或近晶相。
[3]根据[1]所述的有机薄膜晶体管，其中，聚合性液晶性化合物为圆盘状液晶性化合物，沿取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为盘状向列相。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物水平取向。
[5]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物垂直取向。
[6]根据[1]～[3]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物倾斜取向。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，第一栅极绝缘层含有选自聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆树脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟树脂、聚环烯烃、聚倍半硅氧烷、聚硅氧烷、聚酯、聚醚砜以及聚醚酮中的有机高分子化合物。
本说明书中，在特定符号表示的取代基、连接基团等(以下称为取代基等)为多个时、或者在同时或择一地规定2个以上的取代基等时，各个取代基等可以相同也可以相互不同。对于取代基等的个数的规定也同样。另外，在式中以同样表示方式表示的2个以上部分结构的重复存在的情况下，各部分结构或重复单元可以相同也可以可以不同。另外，只要不特别声明，在2个以上的取代基等临近(特别相邻)时，它们也可以相互连接或稠合而形成环。
本说明书中，关于化合物(包括聚合物)的表示，其含义除了该化合物本身，还包括其盐、其离子。另外，还包括在发挥目标效果的范围内改变结构的一部分而得到的化合物。
本说明书中，关于未明确记载取代、无取代的取代基(对于连接基团也同样)，其含义是指在发挥所期望的效果的范围内，该基团上可以进一步具有取代基。这对于未明确记载取代、无取代的化合物也表示相同的含义。
需要说明的是，本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包含“～”前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。
发明的效果
本发明的有机薄膜晶体管显示出优异的载流子迁移率，能够使开关操作更快速地进行。另外，本发明的有机薄膜晶体管的耐热性也优异。因此，即使在有机薄膜晶体管由于高电压、高电流而升温至高温这样的情况下，栅极绝缘层的固定取向状态也不会受损，开关操作良好且迅速，性能的劣化小。
在适当参考附图的情况下，由下述的记载应当可以明确本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的有机薄膜晶体管的优选方式的图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
[有机薄膜晶体管]
以下对本发明的有机薄膜晶体管(以下简称为“本发明的OTFT”)的方式进行说明。
本发明的OTFT为底栅方式，具有基板、设置在基板上的栅极电极、覆盖栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与有机半导体层接触地设置且藉由有机半导体层连结的源极电极和漏极电极。对栅极电极施加电压时，在源极电极-漏极电极之间的半导体层与相邻的层的界面上形成电流的流路(沟道)。即，根据施加到栅极电极上的输入电压，控制在源极电极与漏极电极之间流动的电流。
基于附图对本发明的OTFT的优选方式进行说明。附图所示的各OTFT为用于使本发明易于理解的示意图，各部件的尺寸或相对的大小关系等有时为了便于说明而改变了大小，并不是直接表示实际的关系。另外，除了本发明中规定的事项以外，并不限定于这些附图所示的外形、形状。
图1(A)和(B)各自为示意性地表示本发明的OTFT的代表性优选方式的纵截面图。图1(A)和(B)中，1表示有机半导体层，2表示栅极绝缘层，3表示源极电极，4表示漏极电极，5表示栅极电极，6表示基板。栅极绝缘层2由第一栅极绝缘层2A和第二栅极绝缘层2B构成。对第一栅极绝缘层2A的第二栅极绝缘层侧表面2a实施了取向处理。能够使作为第二栅极绝缘层的构成材料的液晶性化合物沿着该取向处理取向。
另外，图1(A)示出了底栅-底接触型，图1(B)示出了底栅-顶接触型。本发明的OTFT包括上述2种方式。虽然省略了图示，但有时在OTFT的附图最上部(与基板6相反的一侧)形成有覆盖层。
以下对构成本发明的OTFT的部件或材料进行说明。
[基板]
基板只要是能够支撑在OTFT及其上制作的显示面板等的基板即可。基板只要表面具有绝缘性、为片状且表面平坦，则没有特别限定。
作为基板的材料，可以使用无机材料。作为由无机材料构成的基板，例如可以举出钠钙玻璃、石英玻璃等各种玻璃基板、表面上形成有绝缘膜的各种玻璃基板、表面上形成有绝缘膜的石英基板、表面上形成有绝缘膜的硅基板、蓝宝石基板、由不锈钢、铝、镍等各种合金或各种金属构成的金属基板、金属箔、纸等。
在基板由不锈钢片、铝箔、铜箔或硅晶片等导电性或半导体性的材料形成的情况下，通常在表面上涂布或层叠绝缘性的高分子材料或金属氧化物等来使用。
另外，作为基板的材料，可以使用有机材料。例如可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙醚酮、聚烯烃、聚环烯烃中例示的有机聚合物构成的具有可挠性的塑料基板(也称为塑料膜、塑料片)。另外还可以举出由云母形成的基板。
使用这样的具有可挠性的塑料基板等时，能够实现OTFT在例如具有曲面形状的显示装置、电子设备中的组装或一体化。
从在其他层的层叠时、加热时不易软化的方面考虑，形成基板的有机材料优选玻璃化转变点高，优选玻璃化转变点为40℃以上的有机材料。另外，从不易因制造时的热处理引起尺寸变化、晶体管性能的稳定性优异的方面考虑，优选线膨胀系数小。例如，优选线膨胀系数为25×10-5cm/cm·℃以下的材料，更优选线膨胀系数为10×10-5cm/cm·℃以下的材料。
另外，构成基板的有机材料优选对OTFT制作时使用的溶剂具有耐性的材料，另外，优选与栅极绝缘层和电极的密合性优异的材料。
此外，还优选使用由气体阻隔性高的有机聚合物构成的塑料基板。
还优选在基板的至少单面上设置致密的氧化硅膜等，或者蒸镀或层叠无机材料。
作为基板，除上述以外，还可以举出导电性基板(由金、铝等金属构成的基板、由高取向性石墨构成的基板、不锈钢制基板等)。
可以在基板上形成用于改善密合性、平坦性的缓冲层、用于提高气体阻隔性的阻隔膜等功能性膜，另外，可以在表面上形成易粘接层等表面处理层，可以对表面实施电晕处理、等离子体处理、UV/臭氧处理等表面处理。
基板的厚度优选为10mm以下，进一步优选为2mm以下，特别优选为1mm以下。另外，另一方面，优选为0.01mm以上，更优选为0.05mm以上。特别是在塑料基板的情况下，优选厚度为约0.05mm～0.1mm。另外，在由无机材料构成的基板的情况下，优选厚度为约0.1mm～10mm。
[栅极电极]
栅极电极可以使用作为OTFT的栅极电极使用的现有公知电极。作为构成栅极电极的导电性材料(也称为电极材料)，没有特别限定。例如可以举出：铂、金、银、铝、铬、镍、铜、钼、钛、镁、钙、钡、钠、钯、铁、锰等金属；InO2、SnO2、铟-锡氧化物(ITO)、掺杂氟的氧化锡(FTO)、掺杂铝的氧化锌(AZO)、掺杂镓的氧化锌(GZO)等导电性金属氧化物；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等导电性高分子；添加有酸(例如，盐酸、硫酸、磺酸等)、路易斯酸(例如，PF6、AsF5、FeCl3等)、卤原子(例如，碘等)、金属原子(例如，钠、钾等)等掺杂剂的上述导电性高分子、以及分散有炭黑、石墨粉、金属微粒等的导电性复合材料等。这些材料可以仅使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
另外，栅极电极可以为由上述导电性材料构成的一层，也可以将两层以上层叠。
栅极电极的形成方法没有限制。例如可以举出将利用真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD)、化学蒸镀法(CVD法)、溅射法、印刷法(涂布法)、转印法、溶胶凝胶法、镀覆法等形成的膜根据需要图案化为所期望的形状的方法。
涂布法中，制备上述材料的溶液、糊料或分散液，进行涂布，通过干燥、煅烧、光固化或老化等形成膜，或者可以直接形成电极。
另外，喷墨印刷、丝网印刷、(反转)胶版印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、热转印印刷、微接触印刷法等能够实现所期望的图案化，从工序的简化、成本降低、高速化的方面考虑是优选的。
在采用旋涂法、模涂法、微凹版涂布法、浸渍涂布法的情况下，也可以与下述光刻法等组合来进行图案化。
作为光刻法，例如可以举出将光致抗蚀剂的图案化与利用蚀刻液的湿蚀刻、利用反应性等离子体的干蚀刻等蚀刻、浮脱法等组合的方法等。
作为其他的图案化方法，还可以举出对上述材料照射激光、电子束等能量射线并进行研磨、或者改变材料的导电性的方法。
此外，还可以举出使印刷到基板以外的支撑体上的栅极电极用组合物转印到基板等基底层上的方法。
栅极电极的厚度是任意的，但优选为1nm以上，特别优选为10nm以上。另外，优选为500nm以下，特别优选为200nm以下。
[栅极绝缘层]
<第一栅极绝缘层>
第一栅极绝缘层只要是具有绝缘性的层则没有特别限定，可以为单层，也可以为多层。
第一栅极绝缘层优选由绝缘性的材料形成，作为绝缘性的材料，例如可以优选举出有机高分子、无机氧化物等。
有机高分子和无机氧化物等只要具有绝缘性则没有特别限定，优选能够形成薄膜的、例如厚度为1μm以下的薄膜的有机高分子、无机氧化物。
有机高分子、无机氧化物可以各自使用一种，也可以合用两种以上，另外，还可以将有机高分子与无机氧化物合用。
作为有机高分子，没有特别限定，例如可以举出：聚乙烯基苯酚、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯所代表的聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PTFE)、以CYTOP所代表的环状氟代烷基聚合物、聚环烯烃、聚酯、聚醚砜、聚醚酮、聚酰亚胺、环氧树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)所代表的聚有机硅氧烷、聚倍半硅氧烷或聚丁橡胶等。另外，除上述以外，还可以举出酚树脂、酚醛清漆树脂、肉桂酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚对苯二亚甲基树脂等热固性树脂。
有机高分子也可以与具有烷氧基甲硅烷基、乙烯基、丙烯酰氧基、环氧基、羟甲基等反应性取代基的化合物合用。
在使用有机高分子形成第一栅极绝缘层的情况下，为了增强第一栅极绝缘层的耐溶剂性、绝缘耐性等，还优选使有机高分子交联、固化。交联优选通过利用光、热或者这两者使其产生酸或自由基来进行。
在利用自由基进行交联的情况下，作为利用光或热来产生自由基的自由基引发剂，例如可以优选使用日本特开2013-214649号公报的[0182]～[0186]段记载的热聚合引发剂(H1)和光聚合引发剂(H2)、日本特开2011-186069号公报的[0046]～[0051]段记载的光自由基引发剂、日本特开2010-285518号公报的[0042]～[0056]段记载的光自由基聚合引发剂等，优选将这些内容并入本申请说明书中。
另外，也优选使用日本特开2013-214649号公报的[0167]～[0177]段记载的“数均分子量(Mn)为140～5000、具有交联性官能团且不具有氟原子的化合物(G)”，优选将这些内容并入本申请说明书中。
在利用酸进行交联的情况下，作为利用光来产生酸的光产酸剂，例如可以优选使用日本特开2010-285518号公报的[0033]～[0034]段记载的光阳离子聚合引发剂、日本特开2012-163946号公报的[0120]～[0136]段记载的产酸剂，可以特别优选使用锍盐、碘鎓盐等，优选将这些内容并入本申请说明书中。
作为利用热来产生酸的热产酸剂(催化剂)，例如可以优选使用日本特开2010-285518号公报的[0035]～[0038]段记载的热阳离子聚合引发剂、特别是鎓盐等；日本特开2005-354012号公报的[0034]～[0035]段记载的催化剂、可以特别优选使用磺酸类和磺酸胺盐等，优选将这些内容并入本申请说明书中。
另外，还优选使用日本特开2005-354012号公报的[0032]～[0033]段记载的交联剂、特别是二官能以上的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物；日本特开2006-303465号公报的[0046]～[0062]段记载的交联剂、特别优选使用特征在于具有2个以上的交联基且该交联基中的至少1个为羟甲基或NH基的化合物；以及日本特开2012-163946号公报的[0137]～[0145]段记载的、分子内具有2个以上的羟甲基或烷氧基甲基的化合物，优选将这些内容并入本申请说明书中。
第一栅极绝缘层更优选含有选自聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆树脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟树脂、聚环烯烃、聚倍半硅氧烷、聚硅氧烷、聚酯、聚醚砜以及聚醚酮中的有机高分子，进一步优选由这些有机高分子形成。
作为上述氟树脂，优选聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。作为上述聚硅氧烷，优选二烷基聚硅氧烷，更优选聚二甲基硅氧烷。
第一栅极绝缘层中含有的上述有机高分子可以如上所述形成交联结构。另外，可以为以上述有机高分子(聚合物)的构成成分作为结构单元的共聚物的方式。
作为使用有机高分子形成第一栅极绝缘层的方法，例如可以举出对有机高分子进行涂布、固化的方法。涂布方法没有特别限定，可以举出上述的各印刷法。其中，优选微凹版印刷法、浸渍涂布法、丝网涂布印刷、模涂法或旋涂法等湿式涂布法。
作为上述无机氧化物，没有特别限定，例如可以举出二氧化硅、氮化硅(SiNY)、氧化铪、二氧化钛、氧化钽、氧化铝、氧化铌、氧化锆、氧化铜、氧化镍等氧化物，另外，可以举出SrTiO3、CaTiO3、BaTiO3、MgTiO3、SrNb2O6这样的钙钛矿、或者它们的复合氧化物或混合物等。此处，作为二氧化硅，除了氧化硅(SiOX)以外，还包括BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、SOG(旋涂玻璃)、低介电常数SiO2系材料(例如，聚芳基醚、环全氟碳聚合物以及苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、氟代芳基醚、氟化聚酰亚胺、无定形碳、有机SOG)。
作为使用无机氧化物形成第一栅极绝缘层的方法，例如可以使用真空蒸镀法、溅射法、离子镀或CVD法等真空成膜法，另外成膜中可以使用利用任意气体而得到的等离子体或离子枪、自由基枪等进行辅助。
另外，也可以通过如下方法来形成：使各个金属氧化物所对应的前体、具体地说使氯化物、溴化物等金属卤化物、金属醇盐、金属氢氧化物等在醇或水中与盐酸、硫酸、硝酸等酸、氢氧化钠、氢氧化钾等碱反应而进行水解。在使用这样的溶液系的工艺的情况下，可以使用上述湿式涂布法。
除了上述的方法以外，第一栅极绝缘层也可以通过根据需要将浮脱法、溶胶-凝胶法、电沉积法和荫罩法中的任意一种方法与图案化法组合而成的方法来设置。
第一栅极绝缘层可以实施电晕处理、等离子体处理、UV/臭氧处理等表面处理。
-第一栅极绝缘层表面的取向处理-
第一栅极绝缘层中，在其第二栅极绝缘层侧表面实施了取向处理。取向处理的方法没有特别限制，可以采用现有公知的取向处理方法。例如，可以通过构成第一绝缘层的有机化合物(优选聚合物)的摩擦处理、无机化合物的斜向蒸镀、具有密纹的层的形成、或者朗缪尔-布劳杰特(Langmuir Blodgett)法(LB膜)产生的有机化合物(例如，ω-二十三烷酸、硬脂酸甲酯)的累积来实施取向处理。此外，也可以通过对构成第一绝缘层表面的有机化合物施加电场、磁场或者对构成第一绝缘层表面的有机化合物进行光照射(线偏振光照射或非偏振光照射)来进行取向处理。
其中，本发明中，优选采用第一栅极绝缘层的至少第二绝缘层侧表面由聚合物构成并且对该第二绝缘层侧表面进行摩擦的方法。摩擦处理通过可以通过将聚合物层的表面用纸、布沿一定方向擦拭数次来实施。特别是本发明中，优选通过《液晶便覧》(出版社：丸善株式会社、2000年10月30日出版、226～229页)中记载的方法来实施摩擦处理。
对第一栅极绝缘层的第二栅极绝缘层侧表面实施了取向处理，由此，能够使作为后述的第二栅极绝缘层的材料的聚合性液晶性化合物沿取向处理进行取向。
<第二栅极绝缘层>
第二栅极绝缘层使用一种或两种以上的聚合性的(具有聚合性基团的)液晶性化合物来形成。第二栅极绝缘层是将沿第一栅极绝缘层表面所实施的上述取向处理进行了取向的聚合性液晶性化合物在保持该取向状态的状态下进行聚合而形成的层。通过该聚合反应，上述液晶性化合物的取向状态被固定化(即聚合固定化)。
本说明书中，“将液晶性化合物在取向状态下聚合固定化”是指，使聚合性液晶性化合物的取向通过聚合反应被稳定地保持的状态。通过将液晶性化合物在取向状态下聚合固定化，通常，在0℃至100℃的温度范围内，聚合固定化后的液晶性化合物不显示流动性，并且，即使施加外场、外力，也能够稳定地持续保持固定化的取向形态。需要说明的是，聚合性液晶性化合物在取向状态下被聚合固定化时，已经不表现液晶性。
-聚合性液晶性化合物-
聚合性液晶性化合物具有在液晶性化合物中导入有聚合性基团的结构。聚合性基团没有特别限制，例如可以广泛采用具有烯键式不饱和基团(即，是指具有在溴值、碘值的测定中被消耗的烯键(碳-碳双键)的基团。不是像苯那样的显示芳香性的不饱和基团)、环氧基、氧杂环丁烷基等环状醚基等。烯键式不饱和基团优选以丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰胺基、乙烯基、苯乙烯基等的形式导入。聚合性液晶性化合物所具有的聚合性基团的个数没有特别限制。例如，可以使用1分子中的聚合性基团的个数为1～6的液晶性化合物。更优选1分子的聚合性液晶性化合物中的聚合性基团的个数为1～5，进一步优选为1～3。
用于本发明的聚合性液晶性化合物可以为盘状液晶性化合物(也称为圆盘状液晶性化合物)，也可以为棒状液晶性化合物。
(盘状液晶性化合物)
本发明中，第二栅极绝缘层的形成可以使用聚合性的盘状液晶性化合物。作为聚合性的盘状液晶性化合物，可以使用在现有公知的盘状液晶性化合物中导入有聚合性基团的方式的化合物。盘状液晶性化合物记载在各种文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,71卷,111页(1981)；日本化学会编、《季刊化学総説》(季刊化学综述)、22卷、《液晶の化学》(液晶的化学)、第5章、第10章第二节(1994)；B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,1794页(1985)；J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,2655页(1994))中。关于盘状液晶性化合物的聚合，例如在日本特开平8-27284号公报中有记载。
作为本发明中可以优选使用的、具有聚合性基团的盘状液晶性化合物的具体例，可以举出日本特开2009-97002号公报[0038]～[0069]段所记载的化合物(1,3,5取代苯型盘状液晶性化合物)之中X为具有聚合性基团的基团的方式。另外，日本特开2007-108732号公报的第[0062]～[0067]段记载的化合物之中具有聚合性基团作为取代基的方式的化合物也可以作为具有聚合性基团的盘状液晶性化合物优选用于本发明中。
(棒状液晶性化合物)
本发明中，在第二栅极绝缘层的形成中，也可以使用聚合性的棒状液晶性化合物作为聚合性液晶性化合物。作为聚合性的棒状液晶性化合物，可以使用在现有公知的棒状液晶性化合物中导入有聚合性基团的化合物。作为棒状液晶性化合物，可以优选使用偶氮甲碱类、氧化偶氮基类、氰基联苯类、氰基苯基酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯基酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二氧六环类、二苯乙炔类和烯基环己基苯甲腈类。聚合性的棒状液晶性化合物中，1分子中的聚合性基团的个数优选为1～6个，更优选为1～3个。作为聚合性的棒状液晶性化合物，例如可以使用Makromol.Chem.,190卷、2255页(1989年)、Advanced Materials 5卷、107页(1993年)、美国专利第4683327号说明书、美国专利第5622648号说明书、美国专利第5770107号说明书、国际公开95/22586号公报、国际公开95/24455号公报、国际公开97/00600号公报、国际公开98/23580号公报、国际公开98/52905号公报、日本特开平1-272551号公报、日本特开平6-16616号公报、日本特开平7-110469号公报、日本特开平11-80081号公报以及日本特开2001-328973号公报所记载的化合物。
聚合性液晶性化合物中，优选：在第一栅极绝缘层上，在至少第二栅极绝缘层的形成有机半导体层的一侧的表面，其分子取向方向成为垂直取向、水平取向和倾斜取向中的任意一种状态，并且该取向状态通过聚合反应被固定化(即，优选在OTFT的第二栅极绝缘层的有机半导体侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物的取向方向为垂直取向、水平取向或倾斜取向)。第二栅极绝缘层中，聚合固定化后的液晶性化合物的取向方向在自第一绝缘层侧表面至有机半导体层侧表面之间可以相同，也可以不同。通常，从第二栅极绝缘层的第一绝缘层侧至有机半导体层侧之间的、聚合固定化后的液晶性化合物的取向方向相同。
本说明书中，聚合性液晶性化合物或聚合固定化后的液晶性化合物进行了“垂直取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合后的液晶性化合物相对于第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面以80～90度的范围的平均倾斜角进行了取向。
另外，本说明书中，聚合性液晶性化合物或聚合后的液晶性化合物进行了“水平取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合后的液晶性化合物相对于第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面以0～10度的范围的平均倾斜角进行了取向。
另外，本说明书中，聚合性液晶性化合物或聚合后的液晶性化合物进行了“倾斜取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合后的液晶性化合物相对于第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面以大于10度且小于80度的范围的平均倾斜角进行了取向。
本说明书中，“平均倾斜角”在盘状液晶性分子的情况下是指，圆盘面与第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面的平均角度，在棒状液晶性分子的情况下是指，棒状液晶性分子的长轴方向与第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面的平均角度。平均倾斜角的最小值为0度，最大值为90度。上述“平均角度”可以使用椭圆光度法，对延迟在慢轴和快轴这两个方向上的入射角依赖性进行拟合来计算。
在聚合性液晶性化合物为棒状液晶性化合物的情况下，在形成第二栅极绝缘层时，在第一栅极绝缘层上，优选聚合性液晶性化合物的液晶相成为向列相或近晶相，并且该取向状态通过聚合反应被固定化。
另外，在聚合性液晶性化合物为圆盘状液晶性化合物的情况下，在形成第二栅极绝缘层时，在第一栅极绝缘层上，优选聚合性液晶性化合物的液晶相成为盘状向列相，并且该取向状态通过聚合反应被固定化。
用于本发明的聚合性液晶性化合物优选其分子量为400～3000，更优选为600～2000。
液晶取向层可以仅由一层构成，也可以为两层以上的层叠体。
第二栅极绝缘层中，除了液晶性化合物的聚合物以外，还可以含有来自于第二栅极绝缘层的形成材料的成分，例如空气界面取向控制剂、防缩孔剂、聚合引发剂、聚合性单体。
第二栅极绝缘层通过下述方法形成：制备使用于形成第二栅极绝缘层的各种材料(上述聚合性液晶性化合物、空气界面取向控制剂、防缩孔剂、聚合引发剂、聚合性单体等)溶解或分散于溶剂中而得到的涂布液，将该涂布液涂布到第一栅极绝缘层的取向处理面上，对其进行加热等，由此使聚合性液晶性化合物沿第一栅极绝缘层的取向处理进行取向，在该取向的同时或该取向之后，将取向后的聚合性液晶性化合物聚合固定化，由此形成第二栅极绝缘层。以下对能够构成上述涂布液的聚合性液晶性化合物以外的成分进行说明。
-空气界面取向控制剂-
通过对空气界面(形成有机半导体层的一侧的表面)上不均匀存在的添加剂与构成第二栅极绝缘层的聚合性液晶性化合物的组合进行选择，能够更高效地使聚合性液晶性化合物相对于第二栅极绝缘层的有机半导体层侧表面进行倾斜取向、垂直取向或水平取向。
作为空气界面取向控制剂，可以使用现有公知的空气界面取向控制剂。其中，优选分子内具有1个以上的碳原子数为6～40的取代或无取代的脂肪族基团、或者碳原子数为6～40的取代或无取代的脂肪族取代低聚硅氧烷氧基的化合物，更优选分子内具有2个以上的碳原子数为6～40的取代或无取代的脂肪族基团、或者碳原子数为6～40的取代或无取代的脂肪族取代低聚硅氧烷氧基的化合物。本发明中可使用的空气界面取向控制剂例如记载在日本特开平11-352328号公报、日本特开2002-20363号公报中。另外，作为空气界面取向控制剂，可以使用表面活性剂。作为该表面活性剂，可以举出现有公知的表面活性剂，特别优选氟类化合物。具体地说，例如可以举出日本特开2001-330725号公报的第[0028]～[0056]段记载的化合物、日本特开2005-179636号公报的第[0100]～[0118]段记载的化合物。
空气界面取向控制剂在涂布液中的含量没有特别限制，优选相对于聚合性液晶性化合物100质量份为0.2质量份～10质量份，更优选为0.2质量份～5质量份，进一步优选为0.2质量份～3质量份。
-防缩孔剂-
防缩孔剂是用于防止涂布涂布液时的缩孔的材料。作为用作防缩孔剂的化合物，只要不显著阻碍本发明的液晶性组合物的倾斜角变化、取向，则没有特别限制，高分子化合物和低分子化合物均可以使用。防缩孔剂优选为聚合物。
关于作为防缩孔剂使用的聚合物的例子，例如在日本特开平8-95030号公报中有记载。作为防缩孔剂的特别优选的聚合物的例子，可以举出纤维素酯。作为纤维素酯的例子，可以举出乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、羟丙基纤维素和乙酸丁酸纤维素。
为了不阻碍聚合性液晶性化合物的取向，出于防收缩目的而使用的聚合物在涂布液中的浓度优选设定为0.1～10质量％，更优选设定为0.1～8质量％，进一步优选设定为0.1～5质量％。
另外，作为防缩孔剂，也可以使用表面活性剂。作为该表面活性剂，可以举出现有公知的表面活性剂，特别优选氟类化合物。具体地说，例如可以举出日本特开2001-330725号公报的第[0028]～[0056]段记载的化合物、日本特开2005-179636号公报的第[0100]～[0118]段记载的化合物。防缩孔剂可以兼作空气界面取向控制剂。上述表面活性剂在涂布液中的浓度优选为0.005～8质量％，更优选为0.05～2.5质量％。
-聚合引发剂-
聚合引发剂可以根据目标聚合反应来适当选择，例如可以使用光聚合引发剂、热聚合引发剂。作为这些聚合引发剂，可以使用作为聚合引发剂的现有公知的化合物。关于聚合反应，如后所述，为了防止基板等因热而变形、变质，优选采用光聚合反应，因此，所使用的聚合引发剂优选光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，可以举出自由基聚合引发剂和光阳离子聚合引发剂。自由基聚合引发剂适合在液晶性化合物所具有的聚合性基团为烯键式不饱和基团的情况下使用。另外，在液晶性化合物所具有的聚合性基团为环氧基、氧杂环丁烷基、羟甲基等的情况下，适合使用光阳离子聚合引发剂(优选上述的光产酸剂)。本发明中，更优选自由基聚合引发剂。
作为上述光聚合引发剂，例如可以举出：α-羰基化合物(例如，美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书记载的α-羰基化合物)、偶姻醚(例如，美国专利第2448828号说明书记载的偶姻醚)、α烃取代芳香族偶姻化合物(例如，美国专利第2722512号说明书记载的α烃取代芳香族偶姻化合物)、多核醌化合物(例如，美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书记载的多核醌化合物)、三芳基咪唑二聚物与对氨基苯基甲酮的组合(例如，美国专利第3549367号说明书记载的三芳基咪唑二聚物与对氨基苯基甲酮的组合)、吖啶和吩嗪化合物(例如，日本特开昭60-105667号公报和美国专利第4239850号说明书记载的吖啶和吩嗪化合物)以及噁二唑化合物(例如，美国专利第4212970号说明书记载的噁二唑化合物)等。
涂布液中的光聚合引发剂的用量在涂布液的固体成分中优选为0.01～20质量％，更优选为0.5～5质量％。
-聚合性单体-
用于形成第二栅极绝缘层的上述涂布液可以含有聚合性单体。聚合性单体只要与聚合性液晶性化合物具有相容性、不会显著引起聚合性液晶性化合物的取向障碍，则没有特别限制。为了更高效地将液晶性化合物的取向状态固定化，优选使用具有聚合活性的烯键式不饱和基团(例如乙烯基、乙烯基氧基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基等)的化合物。上述聚合性单体在涂布液中的含量优选相对于涂布液中的聚合性液晶性化合物100质量％为0.5～50质量％，更优选为1～30质量％。另外，使用聚合性基团的个数为2个以上的单体时，可以期待提高耐溶剂性的效果，因此特别优选。1分子聚合性单体所具有的聚合性基团的个数优选为2～6个，更优选为2～4个。
聚合性单体的分子量优选为100～600，更优选为150～400。
-涂布溶剂-
作为用于形成第二栅极绝缘层的上述涂布液中使用的溶剂，优选使用有机溶剂。作为该有机溶剂，例如可以举出：酰胺(例如，N,N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如，二甲基亚砜)、杂环化合物(例如，吡啶)、烃(例如，甲苯、己烷)、卤代烷(例如，氯仿、二氯甲烷)、酯(例如，乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮)、醚(例如，四氢呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。其中，优选卤代烷、酯和酮。上述涂布液中可以合用两种以上的有机溶剂。
-涂布方式-
第二栅极绝缘层的形成时，首先，制备用于形成上述的第二栅极绝缘层的涂布液，将该涂布液涂布到表面进行了取向处理的第一栅极绝缘层上，使聚合性液晶性化合物进行取向。涂布液的涂布可以通过公知的方法(例如，旋转涂布法、线棒涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模涂法)来实施。
-聚合性液晶性化合物的取向-
将涂布液进行涂布后，加热至液晶温度范围，由此能够使聚合性液晶性化合物进行取向。液晶温度范围优选为50℃～200℃，更优选为70℃～150℃。在液晶温度高的情况下，可以通过各种材料的添加量来调整。
[聚合方法]
沿第一栅极绝缘层表面的取向处理使聚合性液晶性化合物取向后，为了将该取向状态固定化，使聚合性液晶性化合物(在用于形成第二栅极绝缘层的涂布液在聚合性液晶性化合物之外还含有聚合性单体的情况下，使聚合性液晶性化合物和聚合性单体)聚合。该聚合反应包括使用热聚合引发剂的热聚合反应、使用光聚合引发剂的光聚合反应和利用电子射线照射的聚合反应，但为了防止支撑体等因热而变形、变质，也优选光聚合反应或利用电子射线照射的聚合反应，更优选光聚合反应。作为光聚合反应，优选自由基聚合反应或阳离子聚合反应，更优选自由基聚合反应。
用于聚合的光照射优选使用紫外线。照射能量(积分)优选为0.01～50J/cm2，更优选为0.05～0.8J/cm2。为了促进光聚合反应，可以在加热条件下实施光照射。另外，由于气氛的氧浓度会影响聚合度，因此，在空气中达不到所期望的聚合度的情况下，优选通过氮气置换等方法使氧浓度降低。作为实施聚合反应的气氛中的优选氧浓度，优选10％以下，进一步优选7％以下，更优选3％以下。光聚合反应的反应温度优选设定为40～150℃，更优选设定为60～100℃。
[有机半导体层]
有机半导体层为显示出半导体性且能够蓄积载流子的层。
有机半导体层只要是含有有机半导体的层即可。
作为有机半导体，没有特别限定，可以举出有机聚合物及其衍生物、低分子化合物等。
本发明中，低分子化合物是指有机聚合物及其衍生物以外的化合物。即，是指不具有重复单元的化合物。低分子化合物只要是这样的化合物，则分子量没有特别限定。低分子化合物的分子量优选为300～2000，进一步优选为400～1000。
作为低分子化合物，可以举出稠合多环芳香族化合物。例如可以举出：并四苯、并五苯(2,3,6,7-二苯并蒽)、并六苯、并七苯、二苯并并五苯、四苯并并五苯等并苯、双噻吩蒽、芘、苯并芘、二苯并芘、1,2-苯并菲、二萘嵌苯、六苯并苯、三萘嵌二苯、卵苯、四萘嵌三苯、循环蒽(Circumanthracene)、将它们的碳原子的一部分用N、S、O等原子取代而得到的衍生物或者将上述碳原子上键合的至少一个氢原子用羰基等官能团取代而得到的衍生物(含有迫呫吨并呫吨(peri-Xanthenoxanthene)及其衍生物的二氧杂蒽嵌蒽系化合物、三苯并二噁嗪、三苯并二噻嗪、并六苯-6,15-醌等)、以及将上述氢原子用其他官能团取代而得到的衍生物。
另外，还可以举出：酞菁铜所代表的金属酞菁、四硫并环戊二烯及其衍生物、萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺、N,N’-双(4-三氟甲基苄基)萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺、N,N’-双(1H,1H-全氟辛基)、N,N’-双(1H,1H-全氟丁基)、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺等萘四羧酸二酰亚胺、蒽-2,3,6,7-四羧酸二酰亚胺等蒽四羧酸二酰亚胺等稠环四羧酸二酰亚胺、C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯及它们的衍生物、SWNT等碳纳米管、部花青色素、半菁色素等色素及它们的衍生物等。
此外，还可以举出聚蒽、苯并[9,10]菲、喹吖啶酮。
另外，作为低分子化合物，例如可以例示：4,4’-联苯二硫醇(BPDT)、4,4’-二异氰基联苯、4,4’-二异氰基-对三联苯、2,5-双(5’-硫代乙酰基-2’-苯硫基)噻吩、2,5-双(5’-硫代乙酰氧基-2’-苯硫基)噻吩、4,4’-二异氰基苯基、联苯胺(联苯-4,4’-二胺)、TCNQ(四氰基对苯二醌二甲烷)、四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物、四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ络合物、双(亚乙基二硫醇)四硫代富瓦烯(BEDTTTF)-高氯酸络合物、BEDTTTF-碘络合物、TCNQ-碘络合物所代表的电荷转移络合物、联苯-4,4’-二羧酸、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-异氰基苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯、2,2”-二羟基-1,1’:4’,1”-三联苯、4,4’-联苯二乙醇、4,4’-联苯二醇、4,4’-联苯二异氰酸酯、1,4-二乙炔基苯、二乙基联苯-4,4’-二羧酸酯、苯并[1,2-c；3,4-c’；5,6-c”]三[1,2]二硫代-1,4,7-三硫酮、α-六噻吩、四硫并四苯、四硒并四苯、四碲并四苯、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-噻吩-β-乙烷磺酸)、聚(N-烷基吡咯)、聚(3-烷基吡咯)、聚(3,4-二烷基吡咯)、聚(2,2’-噻吩基吡咯)、聚(二苯并噻吩硫化物)。
有机半导体优选低分子化合物，其中，优选稠合多环芳香族化合物。稠合多环芳香族化合物的载流子迁移率和耐久性的提高效果高，而且还显示出优异的阈值电压降低效果。
稠合多环芳香族化合物优选式(A1)～(A4)中的任意一式表示的并苯以及下述通式(C)～(T)中的任意一式表示的化合物，更优选下述通式(C)～(T)中的任意一式表示的化合物。
作为稠合多环芳香族化合物优选的并苯为下式(A1)或(A2)表示的并苯。
[化1]
式中，RA1～RA6、XA1和XA2表示氢原子或取代基。
ZA1和ZA2表示S、O、Se或Te。
nA1和nA2表示0～3的整数。其中，nA1和nA2不同时为0。
作为RA1～RA6、XA1和XA2各自表示的取代基，没有特别限定，可以举出：烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、叔戊基、己基、辛基、叔辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、环烷基(例如，环戊基、环己基等)、烯基(例如，乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、异丙烯基等)、炔基(例如，乙炔基、丙炔基等)、芳香族烃基(也称为芳香族碳环基、芳基等，例如，苯基、对氯苯基、三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、甘菊环基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、芳香族杂环基(也称为杂芳基，例如，吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吡嗪基、三唑基(例如，1,2,4-三唑-1-基、1,2,3-三唑-1-基等)、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、异噁唑基、异噻唑基、呋吖基、噻吩基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、咔啉基、二氮杂咔唑基(表示构成咔啉基的咔啉环的碳原子中的一个被氮原子取代而得到的基团)、喹喔啉基、哒嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪基等)、杂环基(也称为杂芳基环基等，例如，吡咯烷基、咪唑烷基、吗啉基(モルホリル基)、噁唑烷基(オキサゾリジル基)等)、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷基氧基等)、环烷氧基(例如，环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如，苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如，甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷基硫基等)、环烷硫基(例如，环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如，苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如，甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷基氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如，苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨磺酰基(例如，氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、丁基氨基磺酰基、己基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、辛基氨基磺酰基、十二烷基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等)、酰基(例如，乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如，乙酰基氧基、乙基羰酰氧基、丁基羰酰氧基、辛基羰酰氧基、十二烷基羰酰氧基、苯基羰酰氧基等)、酰胺基(例如，甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲基羰基氨基、丙基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、辛基羰基氨基、十二烷基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等)、氨甲酰基(例如，氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、脲基(例如，甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、亚磺酰基(例如，甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、十二烷基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等)、烷基磺酰基(例如，甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基(苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基(例如，氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等)、卤原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子等)、氟代烃基(例如，氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基(例如，三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等)、下述通式(SG1)表示的基团(其中，XA为Ge或Sn)等。
这些取代基可以进一步具有多个取代基。作为可多个具有的取代基，可以举出上述RA1～RA6表示的取代基。
上述并苯中，更优选下式(A3)或(A4)表示的并苯。
[化2]
式中，RA7、RA8、XA1和XA2表示氢原子或取代基。RA7、RA8、XA1和XA2可以相同也可以不同。RA7和RA8表示的取代基优选上述中作为可用作式(A1)和(A2)的RA1～RA6的取代基所列举的取代基。
ZA1和ZA2表示S、O、Se或Te。
nA1和nA2表示0～3的整数。其中，nA1与nA2不同时为0。
式(A3)或(A4)中，RA7和RA8优选为下式(SG1)表示的基团。
[化3]
通式(SG1)
式中，RA9～RA11表示取代基。XA表示Si、Ge或Sn。RA9～RA11表示的取代基优选上述中作为可用作式(A1)和(A2)的RA1～RA6的取代基所列举的取代基例子。
以下，示出式(A1)～(A4)表示的并苯或并苯衍生物的具体例，但并不限于这些。
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
作为稠合多环芳香族化合物，进一步优选下述通式(C)～(T)表示的化合物。
[化8]
通式(C)中，AC1、AC2表示氧原子、硫原子或硒原子。优选AC1、AC2均表示氧原子、硫原子，更优选均表示硫原子。RC1～RC6表示氢原子或取代基。RC1～RC6中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(D)中，XD1和XD2表示NRD9、氧原子或硫原子。AD1表示CRD7或N原子，AD2表示CRD8或N原子，RD9表示氢原子、烷基、烯基、炔基或酰基。RD1～RD8表示氢原子或取代基，RD1～RD8中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(E)中，XE1和XE2表示氧原子、硫原子或NRE7。AE1和AE2表示CRE8或氮原子。RE1～RE8表示氢原子或取代基。RE1～RE8中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(F)中，XF1和XF2表示氧原子、硫原子或硒原子。优选XF1和XF2表示氧原子、硫原子，更优选表示硫原子。RF1～RF10、RFa和RFb表示氢原子或取代基。RF1～RF10、RFa和RFb中的至少一个为通式(W)表示的取代基。p和q表示0～2的整数。
通式(G)中，XG1和XG2表示NRG9、氧原子或硫原子。AG1表示CRG7或N原子。AG2表示CRG8或N原子。RG9表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或杂芳基。RG1～RG8表示氢原子或取代基。RG1～RG8中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(H)中，XH1～XH4表示NRH7、氧原子或硫原子。XH1～XH4优选表示硫原子。RH7表示氢原子、烷基、烯基、炔基、酰基、芳基或杂芳基。RH1～RH6表示氢原子或取代基。RH1～RH6中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(J)中，XJ1和XJ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRJ9。XJ3和XJ4表示氧原子、硫原子或硒原子。XJ1、XJ2、XJ3和XJ4优选表示硫原子。RJ1～RJ9表示氢原子或取代基。RJ1～RJ9中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(K)中，XK1和XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9。XK3和XK4表示氧原子、硫原子或硒原子。XK1、XK2、XK3和XK4优选表示硫原子。RK1～RK9表示氢原子或取代基。RK1～RK9中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(L)中，XL1和XL2表示氧原子、硫原子或NRL11。XL1和XL2优选表示氧原子或硫原子。RL1～RL11表示氢原子或取代基，RL1～RL11中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(M)中，XM1和XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9。XM1和XM2优选表示硫原子。RM1～RM9表示氢原子或取代基。RM1～RM9中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(N)中，XN1和XN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRN13。XN1和XN2优选表示硫原子。RN1～RN13表示氢原子或取代基。RN1～RN13中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(P)中，XP1和XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13。XP1和XP2优选表示硫原子。RP1～RP13表示氢原子或取代基。RP1～RP13中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(Q)中，XQ1和XQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13。XQ1和XQ2优选表示硫原子。RQ1～RQ13表示氢原子或取代基。RQ1～RQ13中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(R)中，XR1、XR2和XR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NRR9。XR1、XR2和XR3优选表示硫原子。RR1～RR9表示氢原子或取代基。RR1～RR9中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(S)中，XS1、XS2、XS3和XS4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRS7。XS1、XS2、XS3和XS4优选表示硫原子。RS1～RS7表示氢原子或取代基。RS1～RS7中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
通式(T)中，XT1、XT2、XT3、和XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRT7。XT1、XT2、XT3和XT4优选表示硫原子。RT1～RT7表示氢原子或取代基。RT1～RT7中的至少一个为下述通式(W)表示的取代基。
以下，对上述通式(C)～(T)中表示氢原子或取代基的RC1～RC6、RD1～RD8、RE1～RE8、RF1～RF10、RFa和RFb、RG1～RG8、RH1～RH6、RJ1～RJ9、RK1～RK9、RL1～RL11、RM1～RM9、RN1～RN13、RP1～RP13、RQ1～RQ13、RR1～RR9、RS1～RS7和RT1～RT7(以下称为取代基RC～RT)进行说明。
作为取代基RC～RT可采用的取代基，可以举出：卤原子、烷基(甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等碳原子数为1～40的烷基，其中，包括2,6-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、1-辛基壬基、2-乙基辛基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、环烷基、双环烷基、三环烷基等)、烯基(包括1-戊烯基、环烯基、二环烯基等)、炔基(包括1-戊炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基、三乙基甲硅烷基乙炔基、三异丙基甲硅烷基乙炔基、2-对丙基苯基乙炔基等)、芳基(包括苯基、萘基、对戊基苯基、3,4-二戊基苯基、对庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯基等碳原子数为6～20的芳基等)、杂环基(也称为杂环基，包括2-己基呋喃基等)、氰基、羟基、硝基、酰基(包括己酰基、苯甲酰基等)、烷氧基(包括丁氧基等)、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰基氧基、氨基(包括苯胺基)、酰氨基、氨基羰基氨基(包括脲基)、烷氧基羰基氨基和芳氧基羰基氨基、烷基磺酰基氨基和芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基和芳硫基(包括甲硫基、辛硫基等)、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基和芳基亚磺酰基、烷基磺酰基和芳基磺酰基、烷氧基羰基和芳氧基羰基、氨基甲酰基、芳基偶氮基和杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基(二(三甲基甲硅烷氧基)甲基丁氧基等)、肼基、脲基、硼酸基(-B(OH)2)、磷酸基(-OPO(OH)2)、硫酸基(-OSO3H)、其他公知的取代基。
这些取代基可以进一步具有上述取代基。
其中，作为取代基RC～RT可采用的取代基，优选烷基、芳基、烯基、炔基、杂环基、烷氧基、烷硫基、后述的通式(W)表示的基团，更优选碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为2～12的烯基、碳原子数为2～12的炔基、碳原子数为1～11的烷氧基、碳原子数为5～12的杂环基、碳原子数为1～12的烷硫基、后述的通式(W)表示的基团，特别优选后述的通式(W)表示的基团，进一步特别优选后述的通式(W)表示的基团。
上述RD9、RG9和RH7的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基各自与取代基RC～RT可采用的取代基中说明过的烷基、烯基、炔基、酰基、芳基的含义相同。
另外，杂芳基与RA1～RA6的取代基中说明过的杂芳基的含义相同。
对通式(W)：-L-RW表示的基团进行说明。
通式(W)中，L表示下述通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二价连接基团或者2个以上(优选为2～10个、更优选为2～6个、进一步优选为2或3个)的下述通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团。RW表示取代或无取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧化乙烯基、氧化乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧化乙烯基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基。
[化9]
通式(L-1)～(L-25)中，波浪线部分表示与形成上述通式(C)～(T)表示的各骨架的任意一个环键合的键合位置。需要说明的是，本说明书中，在L表示2个以上的通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团的情况下，波浪线部分可以表示与形成上述通式(C)～(T)表示的各骨架的任意一个环键合的键合位置以及与通式(L-1)～(L-25)表示的二价连接基团中的任意一个二价连接基团键合的键合位置。
*表示与Rw的键合位置或者与通式(L-1)～(L-25)的波浪线部分的键合位置。
通式(L-13)中的m表示4，通式(L-14)和(L-15)中的m表示3，通式(L-16)～(L-20)中的m表示2，(L-22)中的m表示6。
通式(L-1)、(L-2)、(L-6)、(L-13)～(L-19)和(L-21)～(L-24)中的RLZ各自独立地表示氢原子或取代基，通式(L-1)和(L-2)中的RLZ可以各自与L所相邻的RW键合而形成稠环。
RN表示氢原子或取代基，Rsi各自独立地表示氢原子、烷基、烯基或炔基。
其中，通式(L-17)～(L-21)、(L-23)和(L-24)表示的二价连接基团更优选为下述通式(L-17A)～(L-21A)、(L-23A)和(L-24A)表示的二价连接基团。
[化10]
此处，在取代或无取代的烷基、氧化乙烯基、氧化乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧化乙烯基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基存在于取代基末端的情况下，可以解释为通式(W)中的单独的-RW，也可以解释为通式(W)中的-L-RW。
本发明中，在主链的碳原子数为N个的取代或无取代的烷基存在于取代基末端的情况下，从取代基末端起将所有可能的连接基团包括在内之后，解释为通式(W)中的-L-RW，而不解释为通式(W)中的单独的-RW。具体地说，解释为“与通式(W)中的L相当的(L-1)1个”与“与通式(W)中的RW相当的主链的碳原子数为N-1个的取代或无取代的烷基”键合而成的取代基。例如，在作为碳原子数为8的烷基的正辛基存在于取代基末端的情况下，解释为2个RLZ为氢原子的(L-1)1个与碳原子数为7的正庚基键合而成的取代基。另外，在通式(W)表示的取代基为碳原子数8的烷氧基的情况下，解释为作为-O-的通式(L-4)表示的连接基团1个、2个RLZ为氢原子的(L-1)表示的连接基团1个以及碳原子数为7的正庚基键合而成的取代基。
另一方面，本发明中，在氧化乙烯基、氧化乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧化乙烯基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或无取代的三烷基甲硅烷基存在于取代基末端的情况下，从取代基末端起将所有可能的连接基团包括在内之后，解释为通式(W)中的单独的RW。例如，在-(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-OCH3基存在于取代基末端的情况下，解释为氧化乙烯单元的重复数v为3的仅低聚氧化乙烯基的取代基。
在L形成通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二价连接基团键合而成的连接基团的情况下，通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二价连接基团的键合数优选为2～4，更优选2或3。
作为通式(L-1)、(L-2)、(L-6)和(L-13)～(L-24)中的取代基RLZ，可以举出作为通式(C)～(T)的取代基RC～RT可采用的取代基所例示的取代基。其中，优选通式(L-6)中的取代基RLZ为烷基，在(L-6)中的RLZ为烷基的情况下，优选该烷基的碳原子数为1～9，从化学稳定性、载流子传输性的方面考虑，更优选为4～9，进一步优选为5～9。在(L-6)中的RLZ为烷基的情况下，从能够提高载流子迁移率的方面考虑，优选该烷基为直链烷基。
作为RN，可以举出作为取代基RC～RT可采用的取代基所例示的取代基。其中，作为RN，优选氢原子或甲基。
Rsi优选为烷基。作为Rsi可采用的烷基，没有特别限制，Rsi可采用的烷基的优选范围与RW为甲硅烷基时该甲硅烷基可采用的烷基的优选范围相同。作为Rsi可采用的烯基，没有特别限制，优选取代或无取代的烯基，更优选支化烯基，该烯基的碳原子数优选为2～3。作为Rsi可采用的炔基，没有特别限制，优选取代或无取代的炔基，更优选为支链炔基，该炔基的碳原子数优选为2～3。
L优选为通式(L-1)～(L-5)、(L-13)、(L-17)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团、或者2个以上的通式(L-1)～(L-5)、(L-13)、(L-17)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团，更优选为通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团、或者2个以上的通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团，特别优选为(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)表示的二价连接基团、或者通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团与通式(L-1)表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团。通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团与通式(L-1)表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团中，优选通式(L-1)表示的二价连接基团键合在RW侧。
从化学稳定性、载流子传输性的方面考虑，特别优选为含有通式(L-1)表示的二价连接基团的二价连接基团；进一步特别优选为通式(L-1)表示的二价连接基团，更进一步特别优选L为通式(L-18)和(L-1)表示的二价连接基团且通过(L-1)与RW键合，RW为取代或无取代的烷基；更进一步特别优选L为通式(L-18A)和(L-1)表示的二价连接基团且通过(L-1)与RW键合，RW为取代或无取代的烷基。
通式(W)中，RW优选为取代或无取代的烷基。通式(W)中，在与RW相邻的L为通式(L-1)表示的二价连接基团的情况下，RW优选为取代或无取代的烷基、氧化乙烯基、氧化乙烯单元的重复数为2以上的低聚氧化乙烯基、硅氧烷基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基，更优选为取代或无取代的烷基。
通式(W)中，在与RW相邻的L为通式(L-2)和(L-4)～(L-25)表示的二价连接基团的情况下，RW更优选为取代或无取代的烷基。
通式(W)中，在与RW相邻的L为通式(L-3)表示的二价连接基团的情况下，RW优选为取代或无取代的烷基、取代或无取代的甲硅烷基。
在RW为取代或无取代的烷基的情况下，碳原子数优选为4～17，从化学稳定性、载流子传输性的方面考虑，更优选为6～14，进一步优选为6～12。从能够提高分子的线性、提高载流子迁移率的方面考虑，优选RW为上述范围的长链烷基、特别是长链的直链烷基。
在RW表示烷基的情况下，可以为直链烷基，也可以为支链烷基，还可以为环状烷基，从能够提高分子的线性、提高载流子迁移率的方面考虑，优选为直链烷基。
其中，作为通式(W)中的RW与L的组合，从提高载流子迁移率的方面考虑，优选：通式(C)～(T)的L为通式(L-1)表示的二价连接基团且RW为直链的碳原子数4～17的烷基；或者，L为通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团与通式(L-1)表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团且RW为直链的烷基。
在L为通式(L-1)表示的二价连接基团且RW为直链的碳原子数为4～17的烷基的情况下，从提高载流子迁移率的方面考虑，更优选RW为直链的碳原子数6～14的烷基，特别优选为直链的碳原子数6～12的烷基。
在L为通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二价连接基团与通式(L-1)表示的二价连接基团键合而成的二价连接基团且RW为直链的烷基的情况下，更优选RW为直链的碳原子数4～17的烷基，从化学稳定性、载流子传输性的方面考虑，更优选为直链的碳原子数6～14的烷基，从提高载流子迁移率的方面考虑，特别优选为直链的碳原子数6～12的烷基。
另一方面，从提高在有机溶剂中的溶解度的方面考虑，优选RW为支链烷基。
作为RW为具有取代基的烷基时的该取代基，可以举出卤原子等，优选氟原子。需要说明的是，在RW为具有氟原子的烷基的情况下，该烷基的氢原子可以全部被氟原子取代而形成全氟烷基。其中，优选RW为无取代的烷基。
在RW为乙烯氧基或低聚乙烯氧基的情况下，RW所表示的“低聚氧化乙烯基”在本说明书中是指-(OCH2CH2)vOY表示的基团(氧化乙烯单元的重复数v表示2以上的整数，末端的Y表示氢原子或取代基)。需要说明的是，在低聚氧化乙烯基的末端的Y为氢原子的情况下，成为羟基。氧化乙烯单元的重复数v优选为2～4，更优选为2～3。优选低聚氧化乙烯基的末端的羟基被封闭、即Y表示取代基。这种情况下，优选羟基被碳原子数为1～3的烷基封闭、即Y为碳原子数1～3的烷基，更优选Y为甲基或乙基，特别优选为甲基。
在RW为硅氧烷基或低聚硅氧烷基的情况下，硅氧烷单元的重复数优选为2～4，更优选为2～3。另外，优选在Si原子上键合氢原子、烷基。在Si原子上键合烷基的情况下，烷基的碳原子数优选为1～3，例如，优选键合甲基、乙基。Si原子上可以键合相同的烷基，也可以键合不同的烷基或氢原子。另外，构成低聚硅氧烷基的硅氧烷单元可以全部相同，也可以不同，优选全部相同。
在与RW相邻的L为通式(L-3)表示的二价连接基团的情况下，还优选RW为取代或无取代的甲硅烷基。在RW为取代或无取代的甲硅烷基的情况下，其中，优选RW为取代甲硅烷基。作为甲硅烷基的取代基，没有特别限制，优选取代或无取代的烷基，更优选为支化烷基。在RW为三烷基甲硅烷基的情况下，Si原子上键合的烷基的碳原子数优选为1～3，例如，优选键合甲基、乙基、异丙基。Si原子上可以键合相同的烷基，也可以键合不同的烷基。作为RW为在烷基上进一步具有取代基的三烷基甲硅烷基时的该取代基，没有特别限制。
通式(W)中，L和RW所含有的碳原子数的合计优选为5～18。L和RW所含有的碳原子数的合计为上述范围的下限值以上时，载流子迁移率提高，使得驱动电压降低。L和RW所含有的碳原子数的合计为上述范围的上限值以下时，在有机溶剂中的溶解性提高。
L和RW所含有的碳原子数的合计优选为5～14，更优选为6～14，特别优选为6～12，更特别优选为8～12。
通式(C)～(T)表示的各化合物中，从提高载流子迁移率、提高在有机溶剂中的溶解性的方面考虑，优选取代基RC～RT之中通式(W)表示的基团为1～4个，更优选为1或2个，特别优选为2个。
取代基RC～RT之中通式(W)表示的基团的位置没有特别限制。
通式(C)表示的化合物中，优选RC1、RC2、RC3、RC6中的任意一个为通式(W)表示的基团，更优选RC1和RC2这两者或者RC3和RC6这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(D)表示的化合物中，优选RD6为通式(W)表示的基团，更优选RD5和RD6这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(E)表示的化合物中，优选RE6为通式(W)表示的基团，更优选RE5和RE6这两者均为通式(W)表示的基团。另外，在RE5和RE6为通式(W)表示的基团以外的取代基的情况下，优选2个RE7为通式(W)表示的基团。
通式(F)表示的化合物中，优选RF2、RF3、RF8和RF9中的至少一个为通式(W)表示的取代基。
通式(G)表示的化合物中，从提高载流子迁移率、提高在有机溶剂中的溶解性的方面考虑，优选RG5或RG6为通式(W)表示的基团。
通式(H)表示的化合物中，优选RH4或RH6为通式(W)表示的基团，更优选RH4或RH6、以及RH3或RH5为通式(W)表示的基团。
通式(J)表示的化合物中，优选RJ8为通式(W)表示的基团，更优选RJ8和RJ4这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(K)表示的化合物中，优选RK7为通式(W)表示的基团，更优选RK7和RK3这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(L)表示的化合物中，更优选RL2、RL3、RL6和RL7中的至少一个为通式(W)表示的基团。
通式(M)表示的化合物中，优选RM2为通式(W)表示的基团，更优选RM2和RM6这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(N)表示的化合物中，优选RN3为通式(W)表示的基团，更优选RN3和RN9这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(P)表示的化合物中，优选RP2或RP3为通式(W)表示的基团，更优选RP2和RP8这两者或者RP3和RP9这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(Q)表示的化合物中，优选RQ3为通式(W)表示的基团，更优选RQ3和RQ9这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(R)表示的化合物中，优选RR2为通式(W)表示的基团，更优选RR2和RR7这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(S)表示的化合物中，优选RS2为通式(W)表示的基团，更优选RS2和RS5这两者均为通式(W)表示的基团。
通式(T)表示的化合物中，优选RT2为通式(W)表示的基团，更优选RT2和RT5这两者均为通式(W)表示的基团。
取代基RC～RT之中，通式(W)表示的基团以外的取代基优选为0～4个，更优选为0～2个。
以下，示出通式(C)～式(T)表示的各化合物的具体例，但本发明中可以使用的化合物不应当由这些具体例进行限定性解释。
示出通式(C)表示的化合物C的具体例。
[化11]
通式(C)表示的化合物优选分子量为3000以下，更优选为2000以下，进一步优选为1000以下，特别优选为850以下。分子量在上述范围内时，能够提高在溶剂中的溶解性。
另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量为300以上，更优选为350以上，进一步优选为400以上。
示出通式(D)表示的化合物D的具体例。
[化12]
[化13]
通式(D)表示的化合物的分子量的上限与通式(C)表示的化合物相同时，能够提高在溶剂中的溶解性，因此优选。另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量为400以上，更优选为450以上，进一步优选为500以上。
依次示出通式(E)表示的化合物E、通式(F)表示的化合物F、通式(G)表示的化合物G和通式(H)表示的化合物H各自的具体例。
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
上述化合物E、化合物F、化合物G和化合物H的分子量各自的上限与通式(C)表示的化合物C相同时，能够提高在溶剂中的溶解性，因此优选。另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量的下限与通式(D)表示的化合物相同。
示出通式(J)和通式(K)表示的化合物J和化合物K的具体例。
[化20]
[化21]
上述化合物J和化合物K的分子量各自的上限与通式(C)表示的化合物C相同时，能够提高在溶剂中的溶解性，因此优选。另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量的下限与通式(D)表示的化合物相同。
依次示出通式(L)表示的化合物L、通式(M)表示的化合物M、通式(N)表示的化合物N、通式(P)表示的化合物P和通式(Q)表示的化合物Q各自的具体例。
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
上述化合物L、化合物M、化合物N、化合物P和化合物Q的分子量各自的上限与通式(C)表示的化合物C相同时，能够提高在溶剂中的溶解性，因此优选。另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量的下限与通式(D)表示的化合物相同。
依次示出通式(R)表示的化合物R、通式(S)表示的化合物S和通式(T)表示的化合物T各自的具体例。
[化27]
[化28]
[化29]
上述化合物R、化合物S和化合物T的分子量各自的上限与通式(C)表示的化合物C相同时，能够提高在溶剂中的溶解性，因此优选。另一方面，从薄膜的膜质稳定性的方面考虑，优选分子量的下限与通式(D)表示的化合物相同。
作为有机聚合物及其衍生物，例如可以举出：聚吡咯及其取代物、聚二酮基吡咯及其取代物、聚噻吩及其衍生物、聚异硫茚等异硫茚、聚噻吩乙烯撑等噻吩乙烯撑、聚(对亚苯基亚乙烯基)等聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、聚二乙炔、聚甘菊环、聚芘、聚咔唑、聚硒吩、聚呋喃、聚(对亚苯基)、聚吲哚、聚哒嗪、聚碲吩、聚萘、聚乙烯基咔唑、聚苯硫醚、聚亚乙烯基硫化物等聚合物以及稠合多环芳香族化合物的聚合物等。
作为聚噻吩及其衍生物，没有特别限定，例如可以举出在聚噻吩中导入己基而得到的聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚乙撑二氧噻吩、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等。
另外，还可以举出具有与这些聚合物相同的重复单元的低聚物(例如，低聚噻吩)。
另外，作为有机聚合物，可以举出具有下述通式(C)～(T)表示的化合物的重复结构的高分子化合物。
作为这样的高分子化合物，可以举出通式(C)～(T)表示的化合物借助至少一个以上的亚芳基、杂亚芳基(噻吩、二噻吩等)而显示出重复结构的π共轭聚合物、通式(C)～(T)表示的化合物借助侧链键合在高分子主链上而得到的垂饰型聚合物。作为高分子主链，优选聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚硅氧烷等，作为侧链，优选亚烷基、聚氧乙烯基等。在垂饰型聚合物的情况下，高分子主链可以为取代基RC～RT中的至少一个具有来自于聚合性基团的基团且进行聚合而形成的高分子主链。
这些有机聚合物优选重均分子量为3万以上，更优选为5万以上，进一步优选为10万以上。通过使重均分子量为上述下限值以上，能够提高分子间相互作用，能够得到高迁移率。
[源极电极、漏极电极]
本发明的OTFT中，源极电极为电流通过配线从外部流入的电极。另外，漏极电极为通过配线将电流送出到外部的电极，通常，与上述半导体层接触地设置。
作为源极电极和漏极电极的材料，可以使用现有的有机薄膜晶体管中使用的导电性材料，例如可以举出上述栅极电极中说明过的导电性材料等。
源极电极和漏极电极可以各自通过与上述栅极电极的形成方法相同的方法来形成。
作为上述光刻法，可以采用浮脱法或蚀刻法。
特别是从栅极绝缘层对蚀刻液、剥离液的耐性优异的方面考虑，可以优选通过蚀刻法来形成源极电极和漏极电极。蚀刻法是将导电性材料成膜后通过蚀刻将不要的部分除去的方法。通过蚀刻法进行图案化时，能够防止除去抗蚀剂时残留在基底上的导电性材料的剥离以及防止抗蚀剂残渣、被除去的导电性材料在基底上的再附着，电极边缘部的形状优异。从该方面考虑，更优选浮脱法。
浮脱法为如下的方法：在基底的一部分上涂布抗蚀剂，在其上将导电性材料成膜，利用溶剂将抗蚀剂等洗脱或剥离等，由此连同抗蚀剂上的导电性材料一起除去，从而仅在未涂布抗蚀剂的部分形成导电性材料的膜。
源极电极和漏极电极的厚度任意，但各自优选1nm以上，特别优选10nm以上。另外，优选500nm以下，特别优选300nm以下。
源极电极与漏极电极之间的间隔(沟道长度)任意，但优选100μm以下，特别优选50μm以下。另外，沟道宽度优选5000μm以下，特别优选1000μm以下。
[覆盖层]
本发明的OTFT可以具有覆盖层。覆盖层通常为作为保护层形成在OTFT的表面上的层。可以为单层结构，也可以为多层结构。
覆盖层可以为有机系的覆盖层，也可以为无机系的覆盖层。
作为形成有机系的覆盖层的材料，没有特别限定，例如可以举出：聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇、聚烯烃、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙炔、环氧树脂等有机聚合物、以及在这些有机聚合物中导入交联性基团、防水基团等而得到的衍生物等。这些有机聚合物或其衍生物也可以与交联成分、氟化合物、硅化合物等合用。
作为形成无机系的覆盖层的材料，没有特别限定，可以举出二氧化硅、氧化铝等金属氧化物、氮化硅等金属氮化物等。
这些材料可以使用一种，也可以以任意组合和比例合用两种以上。
覆盖层的形成方法没有限制，可以利用公知的各种方法来形成。
例如，有机系的覆盖层可以通过例如如下的方法来形成：在作为其基底的层上涂布含有作为覆盖层的材料的溶液后，使其干燥；将含有作为覆盖层的材料的溶液进行涂布、干燥后，进行曝光、显影而使其图案化；等。需要说明的是，覆盖层的图案化也可以通过印刷法、喷墨法等来直接形成。另外，在覆盖层的图案化后，可以通过曝光、加热来使覆盖层交联。
另一方面，无机系的覆盖层可以通过溅射法、蒸镀法等干式法或溶胶凝胶法这样的湿式法来形成。
[其他的层]
本发明的OTFT可以设置上述以外的层、部件。
作为其他的层或部件，例如可以举出堤岸(バンク)等。堤岸是为了在利用喷墨法等形成半导体层、覆盖层等时将喷出液拦截在预定位置等而使用的。因此，堤岸通常具有斥液性。作为堤岸的形成方法，可以举出利用光刻法等进行图案化后实施氟等离子体法等斥液处理的方法、使含有氟化合物等斥液成分的感光性组合物等固化的方法等。
本发明的有机薄膜晶体管的情况下，栅极绝缘层为有机层，因此，后者使含有斥液成分的感光性组合物固化的方法不存在栅极绝缘层受到斥液处理的影响的可能性，因此优选。需要说明的是，也可以使用如下技术：在不使用堤岸的情况下使基底具有斥液性的反差(contrast)而具有与堤岸相同的作用的技术。
[OTFT的用途]
本发明的OTFT优选搭载到显示面板上来使用。作为显示面板，例如可以举出液晶面板、有机EL面板、电子纸面板等。
[实施例]
以下基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
[制造例1]底栅型OTFT的制作-1
<第一栅极绝缘层>
制作图1(A)所示的方式的底栅-底接触型的OTFT。作为基板6，使用厚度为1.1mm的玻璃基板，在其上形成厚度为70nm的ITO膜而制成栅极电极。以覆盖该栅极电极的方式涂布使用N-甲基-2-吡咯烷酮稀释至2重量％的聚酰亚胺系取向膜溶液(SE-130、聚酰亚胺前体溶液、日产化学公司制造)，在100℃下干燥10分钟。然后，在230℃下进行2小时酰亚胺化，由此得到聚酰亚胺膜(自栅极电极的第一绝缘层侧表面起的厚度：100nm)。使用棉布对该膜表面进行摩擦处理(取向处理)，形成第一栅极绝缘层。
<第二栅极绝缘层>
将下表所示的聚合性液晶性化合物(液晶性单体)、下表所示的聚合引发剂溶解到甲基乙基酮中，制备固体成分浓度为10重量％的涂布液。涂布液中，使聚合引发剂的含量相对于液晶性单体100质量份为3质量份。另外，一部分涂布液中，以相对于涂布液中的液晶性单体100质量份为0.5质量份的方式添加了下表所示的表面活性剂(空气界面取向控制剂)。
将所得到的涂布液旋涂到第一栅极绝缘层的摩擦处理表面上(2000转、10秒)。接着，加热至110℃，使聚合性液晶性单体的取向熟化。然后，在60℃、130℃或140℃的温度下照射紫外线(累积照射量：500mJ/cm2、10秒)，将液晶性单体聚合，将取向状态固定化，由此形成第二栅极绝缘层(厚度220nm)。需要说明的是，对于涂布液中添加有表面活性剂的试样，在聚合反应后将第二栅极绝缘层浸渍到甲基乙基酮溶液中进行超声波清洗，将表面活性剂从第二栅极绝缘层上除去。
需要说明的是，下表中，第二栅极绝缘层形成时的“聚合反应前的液晶相的状态”通过使用偏振光显微镜对光学组织进行观察来评价。另外，聚合反应后(聚合固定化后)的第二栅极绝缘层的“有机半导体层侧表面的取向状态”通过利用塞拿蒙补偿法(SenarmontMethod)测定延迟来评价。
[表1]
[化30]
液晶性单体a
液晶性单体b
[化31]
表面活性剂a
表面活性剂b
<源极电极漏极电极>
在上述中制备的第二栅极绝缘层上真空蒸镀金，制作沟道长度50μm、沟道宽度10mm、厚度50nm的源极电极和漏极电极。
<有机半导体层>
制备以0.5重量％的浓度溶解有下表所示的有机半导体的甲苯溶液。将该溶液旋涂(500rpm20秒和1000rpm20秒)到源极电极-漏极电极间，以干燥后的层厚为150nm的方式形成有机半导体层，得到OTFT。
[化32]
有机半导体c
有机半导体d
有机半导体e
将具有第二栅极绝缘层X1～X5和Y1～Y4的OTFT分别称为OTFT Xt1～Xt5和OTFTYt1～Yt4。
[制造例2]底栅型OTFT的制作-2
在厚度为1.1mm的玻璃基板上涂布使用N-甲基-2-吡咯烷酮稀释至2重量％的聚酰亚胺系取向膜溶液(SE-130、聚酰亚胺前体溶液、日产化学公司制造)，在100℃下干燥10分钟。然后，在230℃下进行2小时酰亚胺化，由此形成聚酰亚胺膜(厚度100nm)。使用棉布对该聚酰亚胺膜表面进行摩擦处理(取向处理)，在该摩擦处理表面的一部分上形成厚度为70nm的ITO膜作为栅极电极。然后，以覆盖栅极电极的方式与上述X1的形成同样地形成第二栅极绝缘层。
在上述第二栅极绝缘层上与上述制造例1同样地形成源极电极、漏极电极、有机半导体层，得到OTFT。将所得到的OTFT称为OTFT Zt1。
[制造例3]底栅型OTFT的制作-3
在上述制造例1中，使用下述具有重复单元的高分子液晶性化合物(重均分子量：9300)来代替液晶性单体，在80℃下进行取向熟化，并且，通过紫外线照射来进行聚合反应，除此以外与制造例1同样地制造OTFT。下述高分子液晶性化合物在60～90℃显示出向列相。
[化33]
高分子液晶性化合物
将所得到的OTFT称为OTFT Zt2。
[试验例1]OTFT的性能评价-1
对于上述各制造例中得到的OTFT，通过下述方法评价载流子迁移率(cm2/Vs)。
在源极电极-漏极电极间施加-40V的电压，使栅极电压在40V～-40V的范围内变化，使用表示漏极电流Id的下式计算出载流子迁移率μ。
Id＝(w/2L)μCi(Vg-Vth)2
(式中，L为栅极长度、w为栅极宽度、Ci为绝缘层的单位面积的容量、Vg为栅极电压、Vth为阈值电压)
基于下述评价基准评价所得到的载流子迁移率。在实用方面，要求载流子迁移率的评价为A。
(载流子迁移率的评价基准)
A：载流子迁移率为0.1以上
B：载流子迁移率为0.01以上且小于0.1
C：载流子迁移率小于0.01
结果示于下表2。
[表2]
如上述表2所示，构成第二栅极绝缘层的液晶性化合物的聚合物未进行取向的Xt5和Yt4的OTFT得到载流子迁移率差的结果。可认为这是由于，构成第二栅极绝缘层的液晶性化合物的聚合物未进行取向，因此在形成于其上的有机半导体层中，无法诱导有机半导体的取向。
另外，在第一栅极绝缘层的取向处理后的表面上形成栅极电极并以覆盖该栅极电极的方式设置第二栅极绝缘层来制造的Zt1的OTFT中，载流子迁移率大幅降低。认为这是由于，Zt1的OTFT中，在第一栅极绝缘层的取向处理表面与第二栅极绝缘层之间的一部分存在栅极电极，因此，第一栅极绝缘层表面的取向处理对第二栅极绝缘层的取向调节力作用不充分，结果，无法使第二栅极绝缘层、以及形成在其上的有机半导体层中的有机半导体充分取向。
另外，虽然形成第二栅极绝缘层的液晶性高分子化合物处于取向状态、但取向状态未被固定化的Zt2的OTFT也得到载流子迁移率差的结果。可认为其原因之一在于，取向熟化温度低，因而取向状态不充分。
与此相对，包含在本发明中的Xt1～Xt4和Yt1～Yt3被证实为显示高载流子迁移率、能够更快速地进行开关动作的OTFT。
[试验例2]OTFT的性能评价-2(耐热性试验)
将上述各制造例中得到的OTFT在140℃下加热30分钟后，与上述试验例1同样地计算出载流子迁移率。基于所得到的载流子迁移率，按照下述评价基准评价OTFT的耐热性。在实用方面，要求耐热性的评价为A。
(耐热性评价基准)
A：[加热后的载流子迁移率]/[加热前的载流子迁移率]≥0.9
B：0.6≤[加热后的载流子迁移率]/[加热前的载流子迁移率]＜0.9
C：[加热后的载流子迁移率]/[加热前的载流子迁移率]＜0.6
结果示于下表3。
[表3]
如上述表3所示，构成第二栅极绝缘层的液晶性化合物的取向状态未被固定化的Zt2的OTFT在暴露于上述高温时，载流子迁移率大幅降低。认为这是由于，Zt2中构成第二栅极绝缘层的高分子液晶性化合物因暴露于高温而失去了取向性。
与此相对，包含在本发明中的Xt1～Xt4和Yt1～Yt3即使在140℃下进行了30分钟处理，载流子迁移率实质上也没有降低，表明耐热性优异。
对本发明基于其实施方式进行了说明，但只要没有特别指定，在说明的任何一个细节处均不意图对本发明进行限定，应当在不违反所附的权利要求书中所示的发明的构思和范围的前提下以宽范围进行解释。
本申请要求基于2014年3月7日在日本提交的日本特愿2014-045166的优先权，在此作为参考并将其内容作为本说明书的记载的一部分并入本说明书中。
[符号的说明]
1 有机半导体层
2 栅极绝缘层
2A 第一栅极绝缘层
2B 第二栅极绝缘层
2a 第一栅极绝缘层表面(取向处理后的表面)
3 源极电极
4 漏极电极
5 栅极电极
6 基板

Claims (7)

1.一种有机薄膜晶体管，其为底栅型有机薄膜晶体管，该底栅型有机薄膜晶体管具有基板、设置在该基板上的栅极电极、覆盖该栅极电极而设置的第一栅极绝缘层、设置在第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层、设置在第二栅极绝缘层上的有机半导体层、以及与该有机半导体层接触地设置且藉由该有机半导体层连结的源极电极和漏极电极，
其中，
对所述第一栅极绝缘层的所述第二栅极绝缘层侧表面实施取向处理，
所述第二栅极绝缘层为将沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物在该取向状态下聚合固定化而形成的层。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述聚合性液晶性化合物为棒状液晶性化合物，沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为向列相或近晶相。
3.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管，其中，所述聚合性液晶性化合物为圆盘状液晶性化合物，沿所述取向处理取向后的聚合性液晶性化合物的液晶相为盘状向列相。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物水平取向。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物垂直取向。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，在第二栅极绝缘层的所述有机半导体层侧表面，聚合固定化后的液晶性化合物倾斜取向。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的有机薄膜晶体管，其中，第一栅极绝缘层含有选自聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆树脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟树脂、聚环烯烃、聚倍半硅氧烷、聚硅氧烷、聚酯、聚醚砜以及聚醚酮中的有机高分子化合物。
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