CN110073507A - 有机半导体组合物、有机薄膜及有机薄膜晶体管 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的为提供可由溶液法制作有机薄膜的有机半导体组合物、使用该有机半导体组合物而得到的有机薄膜、以及具有该有机薄膜的实用的场效应晶体管，该场效应晶体管可在保持高迁移率的同时具有小变异，并且阈值的变异也小。即，本说明书揭示一种有机半导体组合物，其包含：有机半导体化合物、绝缘化合物、作为该绝缘化合物的良溶剂的有机溶剂A及作为该绝缘化合物的贫溶剂且沸点高于该有机溶剂A的有机溶剂B，其中该有机溶剂A与该有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：8至8：1。
Description
技术领域
本发明涉及有机半导体组合物、涂布或印刷该有机半导体组合物而得到的有机薄膜、以及含有该有机薄膜的有机薄膜晶体管。
背景技术
场效应晶体管一般包含下述构造：在基板上的半导体设置源极电极、漏极电极及隔着所述电极与绝缘体层的栅极电极等。现在，场效应晶体管中，主要使用以硅为代表的无机半导体材料。尤其是将非晶硅形成的层设在玻璃等基板上而成的薄膜晶体管，除了可在显示器等领域中作为逻辑电路元件利用于集成电路以外，也广泛地应用在开关元件上。而且，最近也在积极探讨于半导体材料上使用氧化物半导体。然而，在使用此种无机半导体材料时，由于场效应晶体管在制造时需要高温处理，故在该基板上不能使用耐热性不佳的薄膜或塑料等。此外，因除了制造设备昂贵以外，在制造时也需要大量的能量，故所得的场效应晶体管变成高价物品，使其应用范围非常有限。
另一方面，制造场效应晶体管时使用不需要高温处理的有机半导体材料的场效应晶体管的开发正在进行中。只要可使用有机半导体材料，即可用低温制程制造，扩大可使用的基板材料的范围。其结果，可制作一种薄膜晶体管(有机薄膜晶体管)，其比使用非晶硅等无机半导体时更为软质(flexible)、轻量且不易破损。而且，因其制作方法可施用在含有有机半导体材料的溶液的涂布或喷墨印刷等，故可低价制造大面积的场效应晶体管。
然而，以往可使用在有机半导体材料上的大多有机化合物，难溶于有机溶剂中，不能使用涂布或印刷等便宜的方式，一般用真空蒸镀等昂贵的方法在基板上形成有机薄膜。
近年来，通过改善有机化合物于有机溶剂的溶解性，已可得到由涂布法而表现较高的载流子迁移率的有机薄膜晶体管。不过，欲将包含有机半导体材料的元件实用化，在量产时必须使迁移率或阈值的变异小，且目前正积极地进行通过涂布法制作有机薄膜晶体管的探讨。
非专利文献1中揭示一种使用TIPS-并五苯与聚苯乙烯混合的有机半导体溶液，以滴铸(dropcast)法制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件，其迁移率优良，且迁移率的变异经改善。不过，在非专利文献1的方法中，阈值的变异的改善并不足。
非专利文献2中揭示一种对氯苯添加20％的2-氯酚的混合液中，使用溶解有聚[2,5-双(烷基)吡咯并[3,4-c]吡咯并-1,4(2H,5H)-二酮-alt-5,5-二(噻吩-2-基)22,20-(E)-2-(2-(噻吩-2-基)乙烯基)-噻吩]与聚苯乙烯的有机半导体溶液，以喷墨法将有机薄膜成膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件，其迁移率优良，且迁移率的变异经改善。不过，在非专利文献2的方法中，阈值的变异的改善并不足。
非专利文献3中揭示一种使用聚(3-己基噻吩-2,5-二基)与PMMA混合的有机半导体溶液制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件的漏电流与开/关比得到改善。但是，非专利文献3的方法的迁移率不足，故未能实用化。
非专利文献4中揭示一种欲在逻辑电路上使用TFT时，必须有阈值电压的控制，而提出一种浮门法(floating gate method)的具体的方法。然而，非专利文献4涉及改良元件的构成(设计)，并非通过有机半导体材料或有机半导体溶液本身的改良而控制阈值，且未提到任何有关迁移率的内容。
专利文献1中揭示一种使用含有有机半导体化合物、聚合物成分、作为有机半导体的良溶剂的溶剂A与B、以及作为有机半导体的贫溶剂的溶剂C的有机半导体溶液，以喷墨法制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的电致发光元件(electroluminescencedevice)显示有高亮度。但专利文献1中并未提到任何有关具有该有机薄膜的有机薄膜晶体管的特性。
专利文献2中揭示一种通过以特定比率混合有机半导体化合物与聚合物成分而改善迁移率的方法。然而，专利文献2的实施例中的迁移率最高也只有8.8×10-3cm2/Vs，不能说是实用性的值。
专利文献3中揭示一种使用包含聚合物有机半导体材料与其良溶剂A及贫溶剂B的有机半导体溶液制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的电激发光元件显示有高亮度。但是，专利文献3中，并未提到任何有关具有该有机薄膜的有机薄膜晶体管的特性。
专利文献4中揭示一种使用包含有机半导体化合物、液晶化合物与绝缘高分子化合物的有机半导体组合物制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件显示有1至2cm2/Vs的高迁移率。但是，专利文献4中并未提到任何有关迁移率与阈值的变异。
专利文献5中揭示一种使用包含有机半导体化合物、有机硅(或聚硅氧)化合物与绝缘高分子化合物的有机半导体组合物制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件显示有0.1cm2/Vs以上的迁移率，或迁移率的变异的最小的是未达20％。但是，专利文献5中并未提到任何有关阈值的变异。
专利文献6中揭示一种使用包含2种有机半导体化合物的有机半导体组合物制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件占有0.1cm2/Vs以上的迁移率，以及迁移率的变异的最小的是未达20％。但是，专利文献6中并未提到任何有关阈值的变异。
专利文献7中揭示一种使用包含低分子化合物、与该低分子化合物的溶解度参数差异为0.6以上1.5以下的具有载流子输送性的高分子化合物的有机半导体组合物以制作有机薄膜的方法，其中记载具有该有机薄膜的有机半导体元件显示有2.1cm2/Vs的迁移率。但是，专利文献7中并未提到任何有关迁移率与阈值的变异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2007-527624号公报；
专利文献2：日本特表2006-514710号公报；
专利文献3：日本特表2008-503870号公报；
专利文献4：国际公开第2016/143774号；
专利文献5：国际公开第2016/129479号；
专利文献6：国际公开第2015/147266号；
专利文献7：国际公开第2009/122956号。
非专利文献
非专利文献1：Synthetic.Met.2016,221,186；
非专利文献2：Polymer Physics,2016,54,1760；
非专利文献3：Appl.Mater.Interfaces.2015,7,16486；
非专利文献4：Appl.Phys.Lett.2011,98,193302。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的为提供：可由溶液法制作有机薄膜的有机半导体组合物、使用该有机半导体组合物而得到的有机薄膜、以及具有该有机薄膜的实用的场效应晶体管，其可在保持高迁移率同时迁移率的变异小，并且阈值的变异也小。
解决问题的技术方案
本发明人等，为解决所述问题而深入研究的结果发现，通过使用包含有机半导体化合物、绝缘化合物、该绝缘化合物的良溶剂、以及作为该绝缘化合物的贫溶剂且沸点高于该良溶剂的贫溶剂的有机半导体组合物，可解决所述的问题，遂完成本发明。
即，本发明涉及以下的发明：
(1)一种有机半导体组合物，包含有机半导体化合物、绝缘化合物、作为该绝缘化合物的良溶剂的有机溶剂A、以及作为该绝缘化合物的贫溶剂且沸点高于该有机溶剂A的有机溶剂B，其中，该有机溶剂A与该有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：8至8：1；
(2)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，有机半导体化合物为具有苯并(acene)骨架、苯并菲(phenacene)骨架或杂苯并骨架的化合物；
(3)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，具有杂苯并骨架的化合物为具有噻吩并噻吩骨架的化合物；
(4)如前项(2)所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物为具有下述式(1)或(2)的重复单元的化合物，
(式(1)及(2)中，R1至R4独立地表示碳数1至20的直链或支链的烷基)；
(5)如前项(4)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A为由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂，且有机溶剂B为由烃系化合物构成的溶剂；
(6)如前项(5)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A及有机溶剂B两者均为由芳香族系化合物构成的溶剂；
(7)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物为具有下述式(3)的重复单元的化合物，
(式(3)中，R5及R6表示氢原子或碳数1至8的直链或支链的烷基)；
(8)如前项(7)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A为由烃系化合物构成的溶剂，且有机溶剂B为由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂；
(9)如前项(8)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A及有机溶剂B两者均为由芳香族系化合物构成的溶剂；
(10)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差为10℃以上；
(11)如前项(10)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差为130℃以下；
(12)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，有机半导体化合物在有机溶剂A中的溶解度及有机半导体化合物在有机溶剂B中的溶解度两者均为0.2质量％以上；
(13)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物在有机溶剂A中的溶解度为0.5质量％以上，且绝缘化合物在有机溶剂B中的溶解度为0.05质量％以下；
(14)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与绝缘化合物的汉森溶解度参数(Hansen solubility parameter)中的氢键项的差为2.5卡(cal)/cm3以下，且有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项的差为2.0卡/cm3以上；
(15)如前项(14)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项的差为5.0卡/cm3以下；
(16)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：5至5：1；
(17)如前项(16)所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：5至2：1；
(18)如前项(1)所述的有机半导体组合物，其中，相对于有机半导体化合物与绝缘性化合物的合计，绝缘性化合物的含量为1至80质量％；
(19)如前项(18)所述的有机半导体组合物，其中，相对于有机半导体化合物与绝缘性化合物的合计，绝缘性化合物的含量为1至15质量％；
(20)一种有机薄膜，其使用前项(1)至(19)中任一项所述的有机半导体组合物而得到；以及
(21)一种有机薄膜晶体管，其具有前项(20)所述的有机半导体膜。
发明效果
通过使用本发明的有机半导体组合物制作有机薄膜晶体管，可提供保持高迁移率同时变异小，并且阈值的变异也小的可实用的有机薄膜晶体管。
附图说明
图1表示数个本发明的有机薄膜晶体管(元件)的构造的实施方案的示意剖面图，A表示底部接触-底部栅极型有机薄膜晶体管(元件)、B表示顶部接触-底部栅极型有机薄膜晶体管(元件)、C表示顶部接触-顶部栅极型有机薄膜晶体管(元件)、D表示顶部与底部栅极型有机薄膜晶体管(元件)、E表示静电感应晶体管(元件)、F表示底部接触-顶部栅极型有机薄膜晶体管(元件)。
图2说明作为本发明的有机薄膜晶体管(元件)的一实施方案的顶部接触-底部栅极型有机薄膜晶体管(元件)的制造步骤用的说明图，(1)至(6)表示各步骤的示意剖面图。
具体实施方式
详细说明本发明。
本发明的有机半导体组合物包含有机半导体化合物、绝缘化合物、属于该绝缘化合物的良溶剂的有机溶剂A、以及属于该绝缘化合物的贫溶剂且沸点高于该有机溶剂A的有机溶剂B。
本发明的有机半导体组合物含有的有机半导体化合物，是指由该化合物单独或任选与其它成分混合后以蒸镀法或溶剂法(将该化合物的溶剂溶液涂布在基材上之后以加热去除溶剂的制膜法)等制膜而得到的膜显示半导体特性的化合物。
有机半导体化合物，虽然并不限于一般所称的低分子有机半导体化合物及高分子有机半导体化合物，但优选低分子有机半导体化合物，其分子量通常为1500以下，并优选1000以下，而更优选700以下。
而且，有机半导体化合物的构造，只要是周知的有机半导体化合物，即无特别的限制。
有机半导体化合物的具体例，可举出并四苯、并五苯(2,3,6-二苯并蒽)、并六苯、并七苯、二苯并五苯、四苯并五苯等并苯、蒽并二噻吩、芘、苯并芘、二苯并芘、(chrysene)、苝、六苯并苯(或晕苯，coronene)、三萘嵌二苯(terylene)、卵苯(ovalene)、四萘嵌三苯(quaterrylene)、循环蒽(circumanthracene)；经氮、硫或氧等原子取代所述化合物具有的部分碳原子的衍生物；经羰基等官能团取代结合在所述化合物具有的碳原子上的至少1个氢原子的衍生物(包含二氧杂二苯并[def,mno](peri-xanthenoxanthene)及其衍生物的二氧杂蒽嵌蒽(dioxaanthanthrene)系化合物、三苯二噁嗪、三苯二噻嗪、并六苯-6,15-醌等)；以及经其它官能团取代所述化合物具有的氢原子的衍生物等的缩合多环芳香族化合物。
而且，有机半导体化合物的另一具体例，可举出以铜酞菁为代表的金属酞菁、四硫杂戊搭烯(tetrathiapentalene)及其衍生物、萘-1,4,5,8-四羧二酰亚胺、N,N’-双(4-三氟甲基苯甲基)萘-1,4,5,8-四羧二酰亚胺、N,N’-(1H,1H-全氟辛基)、N,N’-双(1H,1H-全氟丁基)、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四羧二酰亚胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧二酰亚胺等萘四羧二酰亚胺、蒽-2,3,6,7-四羧二酰亚胺等蒽四羧二酰亚胺的缩合环四羧二酰亚胺等化合物，以及C60、C80、C76、C84等富勒烯及此等的衍生物、单壁碳纳米管(single wall carbonnanotube(SWNT))等碳纳米管、部花青染料(merocyanine dye)及己菁染料(hexiananinedye)等染料与此等的衍生物等。
此外，有机半导体化合物，可举出聚蒽、三联苯及喹吖酮(quinacridone)。
而且，有机半导体化合物的又另一具体例，可举出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’-硫乙酰基-2’-噻吩基)噻吩、2,5-双(硫乙酰氧基-2’-噻吩基)噻吩、4,4’-二异氰基苯基、联苯胺(联苯基-4,4’-二胺)、TCNQ(四氰基醌二甲烷)、四硫富烯(TTF)(tetrathiafulvalene)及其衍生物、四硫富烯(TTF)-TCNQ络合物、双乙烯四硫富烯(BEDTTTF)-过氯酸络合物、BEDTTTF-碘络合物、以TCNQ碘络合物为代表的电场转移络合物、联苯基-4,4’-二羧酸、1,4-二(4-硫苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-异氰基苯基亚乙炔基)-2-乙基苯、2,2”-二羟基-1,1’：4’,1”-三苯基、4,4’-联苯二乙醛、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]二硫醇-1,4,7-三硫酮、α-六联噻吩、四硫并四苯(tetrathiatetracene)、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)。
本发明的有机半导体组合物中使用的有机半导体化合物，优选为缩合多环芳香族化合物，并更优选为具有苯并菲骨架、苯并骨架或杂苯并骨架的缩合多环芳香族化合物，又更优选为具有杂苯并骨架的缩合多环芳香族化合物，特优选为具有噻吩并噻吩骨架的缩合多环芳香族化合物，最优选为下述式(4)或(5)表示的化合物。
式(4)中，R7及R8独立地表示碳数1至36的脂肪族烃基。
式(5)中，R9及R10表示一个为烷基、具有烷基的芳香族烃基或具有烷基的杂环基，另一个为脂肪族烃基、芳香族烃基或杂环基。但，不包括R9及R10两者为烷基的情形。
式(4)的R7及R8表示的碳数1至36的脂肪族烃基，只要是仅由1至36个碳原子与氢原子所构成的脂肪族烃基，并不限于饱和及不饱和的任一种，而且不限于直链、支链及环状的任一种，但优选为直链或支链脂肪族烃基，更优选为直链脂肪族烃基。而且脂肪族烃基的碳数，优选2至24个，更优选4至20个，又更优选6至12个。
直链或支链的饱和脂肪族烃基的具体例，可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、仲戊基、正己基、异己基、正庚基、仲庚基、正辛基、正壬基、仲壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、二十二烷基、正二十五烷基、正二十八烷基、5-(正戊基)癸基、二十一烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十九烷基、正三十烷基(triacontyl)、三十二烷基及三十六烷基等。
环状饱和脂肪族烃基的具体例，可举出环己基、环戊基、金刚烷基及降冰片基等。
直链或支链的不饱和脂肪族烃基的具体例，可举出乙烯基、烯丙基、二十碳二烯基(eicosadienyl)、11,14-二十碳二烯基、香叶基(反式-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-基)基、法呢基(farnesyl)(反式，反式-3,7,11-三甲基-2,6,10-十二碳三烯-1-基)基、4-戊烯基、1-炔丙基、1-己炔基、1-辛炔基、1-癸炔基、1-十一炔基、1-十二炔基、1-十四炔基、1-十六炔基及1-十九炔基等。
式(4)的R7及R8表示的碳数1至36的脂肪族烃基中的氢原子，可用卤素原子取代。可与氢原子取代的卤素原子，可举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子，并优选为氟原子、氯原子或溴原子，而更优选为氟原子或溴原子。氢原子经卤素原子取代的卤素取代脂肪族烃基的具体例，可举出氯甲基、溴甲基、三氟甲基、五氟乙基、正-全氟丙基、正全氟丁基、正全氟戊基、正全氟辛基、正全氟癸基、正-(十二氟)-6-碘己基、2,2,3,3,3-五氟丙基及2,2,3,3-四氟丙基等。
式(4)表示的化合物，更优选为R7及R8各自是所述的优选的组合，又更优选为各自是所述的更优选的组合。
具体上，优选R7及R8各自独立为碳数2至24的直链或支链的脂肪族烃基或碳数2至24的直链或支链的卤取代脂肪族烃基的化合物，并更优选碳数4至20的直链或支链的脂肪族烃基或碳数4至20的直链或支链的卤取代脂肪族烃基的化合物，而又更优选碳数6至12的直链或支链的脂肪族烃基或碳数6至12的直链或支链的卤取代脂肪族烃基的化合物，而又更优选碳数6至12的直链的脂肪族烃基或碳数6至12的直链的卤取代脂肪族烃基的化合物。另外，R7与R8可为相同或不同。
式(5)的R9或R10表示的烷基，并未限于直链、支链及环状的任一种，其具体例，可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、烯丙基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十七烷基、正-丁烯基、2-乙基己基、3-乙基庚基、4-乙基辛基、2-丁基辛基、3-丁基壬基、4-丁基癸基、2-己基癸基、3-辛基十一烷基、4-辛基十二烷基、2-辛基十二烷基、2-癸基十四烷基、环己基、环戊基、金刚烷基及降冰片基等。优选正丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、乙基己基、乙基辛基、丁基辛基及己基癸基等直链或支链的烷基，更优选正己基、正辛基、正癸基、2-乙基己基、3-乙基己基、3-乙基辛基或3-丁基辛基。
式(5)的R9或R10表示的烷基，优选碳数2至16的直链或支链的烷基，更优选碳数4至12的直链或支链的烷基，又更优选碳数4至10的直链烷基或碳数6至12的支链烷基，特优选碳数6至10的直链或支链的烷基，而最优选碳数6至10的直链烷基。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的芳香族烃基中的芳香族烃基，是指自芳香族烃去除1个氢原子后的残基，该芳香族烃基的具体例，可举出苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基及苯并芘基等。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的芳香族烃基中的芳香族烃基，优选苯基或萘基，更优选苯基。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的芳香族烃基中的烷基，可举出与式(5)的R9或R10表示的烷基相同的基团，优选碳数1至10的直链或支链的烷基，更优选碳数1至6的直链或支链的烷基，而又更优选碳数1至6的直链烷基。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的芳香族烃基中的芳香族烃基上的烷基的取代位置，并无特别的限定，例如该芳香族烃基为苯基时，烷基的取代位置优选在第四位。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的杂环基中的杂环基，是指自杂环中去除1个氢原子后的残基，该杂环基的具体例，可举出吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基、异喹啉基、吡咯基、吲哚基、咪唑基、咔唑基、噻吩基、呋喃基、吡喃基、吡啶酮基、苯并喹啉基、蒽醌基、苯并噻吩基、苯并呋喃基及噻吩并噻吩基等。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的杂环基中的杂环基，优选吡啶基、噻吩基、苯并噻吩基或噻吩并噻吩基，更优选噻吩基或苯并噻吩基，而又更优选噻吩基。
具有式(5)的R9或R10表示的烷基的杂环基中的烷基，可举出与式(5)的R9或R10表示的烷基相同的基团，优选碳数1至10的直链或支链的烷基，更优选碳数4至8的直链或支链的烷基，而又更优选碳数4至8的直链烷基。
式(5)的R9或R10表示的脂肪族烃基(另一个表示的脂肪族烃基)，可举出与式(4)的R7及R8表示的脂肪族烃基相同的基团，该脂肪族烃基的碳数优选1至30，更优选1至20，又更优选4至16。具体上，优选正丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、乙基己基、乙基辛基、丁基辛基及己基癸基等饱和的直链或支链烷基，更优选正己基、正辛基、正癸基、2-乙基己基、3-乙基己基或3-乙基辛基。
式(5)的R9或R10表示的芳香族烃基(另一个表示的芳香族烃基)，可举出与具有式(5)的R9或R10表示烷基的芳香族烃基的项所述的芳香族烃基相同的基团，优选苯基、萘基或吡啶基，更优选苯基或萘基，而又更优选苯基。
式(5)的R9或R10表示的杂环基(另一个表示的杂环基)，可举出与具有式(5)的R9或R10表示的烷基的杂环基的项所述的杂环基相同的基团，优选吡啶基、噻吩基或苯并噻吩基，并更优选噻吩基或苯并噻吩基。
式(5)的R9或R10表示的芳香族烃基(另一个表示的芳香族烃基)及杂环基(另一个表示的杂环基)可具有取代基。该可具有的取代基可举出与式(5)的R9或R10表示的烷基相同的基团，优选碳数1至6的直链或支链的烷基，并更优选碳数1至6的直链烷基。
式(5)表示的化合物，优选为R9及R10各自是所述的优选的组合，并更优选为各自是所述的更优选的组合。具体上，优选R9及R10的一个为具有碳数1至10的直链或支链的烷基的苯基或碳数1至16的直链或支链的烷基，另一个为可具有碳数1至6的直链或支链的烷基的苯基、吡啶基、噻吩基或苯并噻吩基的化合物，更优选一个为碳数4至16的直链或支链的烷基、另一个为可具有碳数1至6的直链或支链的烷基的苯基、噻吩基或苯并噻吩基的化合物，又更优选一个为碳数4至12的直链或支链的烷基、另一个为可具有碳数1至6的直链或支链的烷基的苯基或苯并噻吩基的化合物，特优选一个为碳数4至10的直链烷基或碳数6至12的支链烷基、另一个为可具有碳数1至6的直链或支链的烷基的苯基的化合物，而最优选一个为碳数6至10的直链烷基、另一个为苯基的化合物。
本发明的有机半导体组合物中的有机半导体化合物的含量，优选0.1至20质量％的范围，更优选0.2至15质量％的范围，而又更优选0.3至10质量％的范围。另外，本说明书中，除非有特别的说明，否则“％”指“质量％”，“份”指“质量份”。
本发明的有机半导体组合物含有的绝缘性化合物，是指具有导电性的化合物及具有半导体特性的化合物以外的化合物，其构造及分子量并无特别限定，可使用一般的绝缘性有机高分子化合物。
绝缘性有机高分子化合物，优选多羧酸乙烯酯、聚乙烯缩醛、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、聚硅氧烷、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、纤维素、聚乙烯、聚丙烯、以及此等的共聚合物、橡胶或热塑性弹性体，更优选多羧酸乙烯酯、聚乙烯缩醛、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸甲酯。
即，绝缘化合物，优选具有下述式(1)和/或(2)表示的重复单元的化合物。
式(1)及(2)中，R1至R4表示碳数1至20的直链或支链的烷基。
式(1)中的R1及R2优选碳数1至8的直链或支链的烷基，更优选碳数1至6的直链或支链的烷基，又更优选碳数2至4的直链烷基，而特优选甲基。
式(2)中的R3及R4，优选碳数1至17的直链或支链的烷基，并更优选碳数5至17的直链烷基。
而且，绝缘化合物优选具有下述式(3)表示的重复单元的化合物。
式(3)中，R5及R6表示氢原子或碳数1至8的直链或支链的烷基。
式(3)中的R5及R6优选碳数1至8的直链或支链的烷基或氢原子，更优选碳数1至6的直链或支链的烷基或氢原子，又更优选碳数2至4的直链烷基或氢原子，而特优选氢原子。
绝缘化合物的分子量虽无特别限定，但优选绝缘性有机高分子化合物，该绝缘性有机高分子化合物优选具有所述式(1)至(3)的至少一种以上的重复单元。而且，绝缘性有机高分子化合物的分子量，优选重均分子量为1000至2000000，更优选为5000至1500000，而又更优选10000至1200000。
另外，本说明书中的重均分子量是指依据GPC的测定结果换算聚苯乙烯而计算出的值。
本发明的有机半导体组合物中的绝缘化合物的含量，相对于有机半导体化合物与绝缘化合物的合计，绝缘化合物的含量优选1至80质量％，更优选1至15质量％。而且，有机半导体化合物与绝缘性化合物的含有质量比率(有机半导体化合物：绝缘性化合物)优选成为99：1至20：80的量，并更优选成为99：1至60：40的量，而又更优选成为99：1至90：10的量。
本发明的有机半导体组合物含有的有机溶剂A，是本发明的有机半导体组合物含有的绝缘化合物的良溶剂，有机溶剂B是该绝缘化合物的贫溶剂，且有机溶剂A的沸点低于有机溶剂B。
另外，本说明书中，“绝缘化合物的良溶剂”是指溶剂100份中可溶解绝缘化合物0.1份以上的溶剂，“绝缘化合物的贫溶剂”是指溶剂100份中只能溶解未达0.1份的绝缘化合物的溶剂。
有机溶剂A是绝缘化合物的良溶剂，其溶解度优选0.1％以上，更优选0.3％以上，而又更优选0.5％以上。
有机溶剂B是绝缘性化合物的贫溶剂，其溶解度优选未达0.1％且在0.01％以上，并更优选0.05％以下0.01％以上。
而且，优选有机溶剂A与有机溶剂B两者均为有机半导体化合物的良溶剂，其溶解度优选0.05％以上，更优选0.1％以上，而又更优选0.2％以上。
有机溶剂A与有机溶剂B的沸点，只要有机溶剂A的沸点低于有机溶剂B的沸点即无特别限制，但假设在实际的涂布印刷过程中，必须考量溶剂的安全性及保管、制造条件中的组成稳定性，故优选为至少一种溶剂的沸点在140℃以上，更优选为至少一种溶剂的沸点为170℃以上。
有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差优选5℃以上，更优选10℃以上，又更优选10℃以上130℃以下，特优选10℃以上100℃以下，而最优选10℃以上60℃以下。
使用具有所述式(1)和/或式(2)的重复单元的化合物(例如PMMA等)作为绝缘化合物时，有机溶剂A优选由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂，更优选具有醚基、酮基或酯基的芳香族系溶剂，而又更优选苯甲醚、甲基苯甲醚、二甲基苯甲醚、三氯苯甲醚、二氯苯甲醚、溴苯甲醚及氟苯甲醚等苯甲醚系溶剂、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸苯甲酯、乙酸苯酯及乙酸苯甲酯等酯系溶剂、或苯乙酮等酮系溶剂。此时的溶剂B优选由烃系化合物构成的溶剂，并更优选由芳香族系烃系化合物构成的溶剂，而又更优选四氢萘、环己基苯或三甲基苯。而且，还优选有机溶剂A与有机溶剂B两者均为由芳香族性化合物构成的溶剂。
使用具有所述式(3)的重复单元的化合物(例如聚苯乙烯等)作为绝缘化合物时，有机溶剂A优选由烃系化合物构成的溶剂，更优选由芳香族系烃系化合物构成的溶剂，而又更优选邻-二甲苯、三甲基苯、二乙基苯或四氢萘。此时的有机溶剂B优选由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂，更优选由具有醚基、酮基或酯基的芳香族系化合物构成的溶剂，而又更优选苯甲醚、甲基苯甲醚、二甲基苯甲醚、三氯苯甲醚、二氯苯甲醚、溴苯甲醚及氟苯甲醚等苯甲醚系溶剂、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸苯甲酯、乙酸苯酯及乙酸苯甲酯等酯系溶剂、或苯乙酮等酮系溶剂。而且，优选有机溶剂A与有机溶剂B两者均为由芳香族性化合物构成的溶剂。
本发明的有机半导体组合物，优选有机溶剂A与绝缘化合物的汉森溶解度参数HSP值中的氢键项差为3.0卡/cm3以下且有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项差为2.0卡/cm3以上，更优选有机溶剂A与绝缘化合物的汉森溶解度中的氢键项差为2.5卡/cm3以下且有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项差为2.0卡/cm3以上，而又更优选有机溶剂A与绝缘化合物的汉森溶解度中的氢键项差为2.0卡/cm3以下且有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项差为2.0卡/cm3以上5.0卡/cm3以下。
另外，本发明中“HSP值”是指依照汉森溶解度参数：使用者手册(A User‘sHandbook),第二版,C.M.Hansen(2007)、Taylor and Francis Group,LLC(HsPiP手册)中描述的式，使用“HSPiP第三版”(软体版(software version)3.1.16)计算出的溶解度参数的值。另外，δD为分散项、δP为极性项、δH为氢键项。
将本发明的有机半导体组合物含有的有机溶剂A及有机溶剂B的优选具体例与HSP值及沸点，一起表示于以下的表1至5中。
表1有机溶剂A及B的优选具体例
表2有机溶剂A及B的优选具体例
表3有机溶剂A及B的优选具体例
表4有机溶剂A及B的优选具体例
表5有机溶剂A及B的优选具体例
有机溶剂A及有机溶剂B，并非局限于所述的优选具体例，可在满足所述的各条件的范围内，依有机半导体化合物及绝缘化合物的种类而选择适当的溶剂。
本发明的有机半导体组合物中的有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率a：b(有机溶剂A：有机溶剂B)，优选为1：8至8：1，更优选为1：6至6：1，又更优选为1：5至5：1，特优选为1：5至2：1，而最优选为1：1。
本发明的有机半导体组合物的制造方法并无特别的限制，可采用周知的方法。例如，在有机溶剂A与有机溶剂B的混合溶剂中，通过分次添加既定量的有机半导体化合物及绝缘化合物并施加适宜的搅拌处理，即可得到所求的组合物。
本发明的有机薄膜(有机半导体膜)，一般可通过将本发明的有机半导体组合物涂布或印刷在基板上，形成有机半导体组合物层后，将该组合物层进行热处理而得到。涂布或印刷并无特别的限制，可采用以往周知的方法。而且，热处理的方法或条件，只要可使有机溶剂A及B蒸发，即无特别的限制，但为了降低干燥温度，优选在减压下进行热处理。
本发明的有机薄膜晶体管，是在本发明的有机半导体膜上有连接的2个电极(源极及漏极)，在称为栅极的另一电极上外加电压以控制在该电极间流通的电流。
有机薄膜晶体管元件上，一般使用栅极电极以绝缘膜绝缘的构造(Metal-Insulator-Semiconductor MIS构造)。绝缘膜上使用金属氧化膜的称为MOS构造，除此以外虽然也知有通过肖特基阻障(Schottky barrier)而形成栅极电极的构造(即MES构造)，但有机薄膜晶体管，大多是使用MIS构造。
以下，利用图1表示的有机薄膜晶体管元件的数个实施方案，以更详细说明有机薄膜晶体管，但本发明并不局限于此等构造。
图1中的各实施方案中，分别以1表示源极电极、2表示有机薄膜(半导体层)、3表示漏极电极、4表示绝缘体层、5表示栅极电极、6表示基板。另外，各层及电极的配置，可依元件的用途而适宜选择。因A至D及F是电流以与基板并行方向流通，故称为横型晶体管。A称为底部接触底部栅极型构造、B称为顶部接触底部栅极型构造。而且，C是在半导体上设置源极及漏极电极、绝缘体层，并在其上形成栅极电极，称为顶部接触顶部栅极型晶体管的构造。D称为顶部与底部接触底部栅极型构造。F称为底部接触顶部栅极型构造。E是具有纵型构造的晶体管即静电感应晶体管(SIT)的示意图。由于该SIT使电流在平面中扩散流动，故可一次移动大量的载流子。而且，由于源极与漏极垂直排列可使电极间距变小，而可高速应答。所以，可适用于流通大电流、执行高速开关等用途。另外，在图1中的E并未记载基板，但通常情况下，可将基板设在图1E中的1及3表示的源极或漏极的外侧。
说明各实施方案中的各构成要素。
基板6必须使在其上形成的各层保持不剥离。可使用例如：树脂板或膜、纸、玻璃、石英、陶瓷等绝缘材料；通过在金属或合金等导电性基板上涂布等而形成绝缘层的物质；由树脂与无机材料等各种组合而成的材料等。可使用的树脂膜的例子，可列举：例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、纤维素三乙酸酯、聚醚酰亚胺等。使用树脂膜或纸时，可使元件具有可挠性，可弯曲且变轻量，提高实用性。基板的厚度，一般为1μm至10mm，并优选为5μm至5mm。
源极电极1、漏极电极3、栅极电极5可使用具有导电性的材料。可使用例如：铂、金、银、铝、铬、钨、钽、镍、钴、铜、铁、铅、锡、钛、铟、钯、钼、镁、钙、钡、锂、钾、钠等金属及含有这些金属的合金；InO2、ZnO2、SnO2、ITO等导电氧化物；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯亚乙烯(polyparaphenylene vinylene)、聚二乙炔等导电性高分子化合物；硅、锗、砷化镓等半导体；炭黑、富勒烯、碳纳米管、石墨、石墨烯等炭材料等。而且，也可在导电性高分子化合物或半导体上掺杂。掺杂剂，可列举：例如盐酸、硫酸等无机酸；磺酸等具有酸性官能团的有机酸；PF5、AsF5、FeCl3等路易斯酸；碘等卤素原子；锂、钠、钾等金属原子等。也多使用硼、磷、砷等作为硅等无机半导体用的掺杂剂。
而且，也可使用在所述的掺杂剂中分散有炭黑或金属粒子等的导电复合材料。直接与半导体接触的源极电极1及漏极电极3，重要的是选择适当的功函数以减少接触电阻，或表面处理等。
而且，源极电极与漏极电极间的距离(沟道长度)是决定元件特性的重要因素，必需有适度的沟道长度。通道长度短虽可增加取出的电流量，但会产生接触电阻的影响等短沟道效应，可能使半导体特性降低。该沟道长度，通常为0.01至300μm，并优选为0.1至100μm。源极电极与漏极电极间的宽度(沟道宽度)，一般为10至5000μm，并优选为40至2000μm。而且，此沟道宽度，可通过将电极构造作成梳型构造而形成更长沟道宽度，且因必要的电流量或元件的构造等而需要适度的长度。
说明源极电极及漏极电极的各别构造(形)。源极电极及漏极电极的构造可各别相同，也可不同。
底部接触构造的情形，一般使用蚀刻(lithography)制作各电极，而且各电极优选为形成长方体。目前已可由各种印刷方法提高印刷精度，使用喷墨印刷、凹板印刷或网版印刷等方式，可制作精度更高的电极。半导体上电极为顶部接触构造时，可使用遮罩等进行蒸镀。使用喷墨等方式也可直接印刷形成电极图案。电极的长度与所述的沟道宽度相同。电极的宽度虽然无特别的规定，但在可稳定电气特性的范围中，为了减小元件的面积，优选较短。电极的宽度，一般为0.1至1000μm，并优选0.5至100μm。电极的厚度，一般为0.1至1000nm，优选1至500nm，而更优选5至200nm。各电极1、3、5中有配线连结，配线也由与电极几乎相同的材料制作。
绝缘体层4可使用具有绝缘性的材料。可使用例如：聚对二甲苯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯苯酚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚砜、聚硅氧烷、氟树脂、环氧树脂、酚树脂等聚合物及此等聚合物组合成的共聚物；氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钽等金属氧化物；SrTiO3、BaTiO3等强介电性金属氧化物；氮化硅、氮化铝等氮化物、硫化物、氟化物等介电体；或分散有此等介电体的粒子的聚合物等。为减少漏电流，此绝缘体层优选使用电绝缘特性高的材料。因此可将膜厚变薄，提高绝缘容量，使取出的电流变多。而且为了提高半导体的迁移率，优选可使绝缘体层表面的表面能降低、无凹凸的平滑膜。因此，会有形成自组织单分子膜或2层绝缘体层的情形。绝缘体层4的膜厚，虽因材料而异，但一般为0.1nm至100μm，优选0.5nm至50μm，而更优选1nm至10μm。
半导体层2的材料使用本发明的有机半导体组合物。可依照先前所示的有机半导体膜的形成方法形成有机半导体膜，作成半导体层2。
半导体层(有机薄膜)，虽然可形成数层，但更优选单层构造。半导体层2的膜厚，在不失去必要的功能的范围内，越薄越好。如A、B及D所示的横型有机薄膜晶体管中，虽然只要是既定以上的膜厚，元件的特性并不依赖膜厚，但膜厚变厚时，大多会使漏电流增加。用以显示必要功能的半导体层的膜厚，一般为1nm至1μm，优选5nm至500nm，而更优选10nm至300nm。
有机薄膜晶体管中，例如基板层与绝缘膜层或绝缘膜层与半导体层之间或元件的外表面，可视需要而设置其它的层。例如，在有机薄膜上直接或隔着其它层形成保护层时，可减少受到湿度等外部气体的影响。而且，可提高有机薄膜晶体管元件的开/关比等，也有稳定电气特性的优点。
所述保护层的材料并无特别的限制，宜使用例如由环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、氟树脂、聚烯烃等各种树脂构成的膜；氧化硅、氧化铝、氮化硅等无机氧化膜；以及由氮化膜等介电体构成的膜等，尤其优选氧或水分的透过率或吸水率小的树脂(聚合物)。也可使用有机EL元件用所开发的气阻性保护材料。保护层的膜厚，可配合其目的而选择任意膜厚，但一般为100nm至1mm。
而且，通过在层合有机薄膜的基板或绝缘体层上预先进行表面改性或表面处理，即可改善作为有机薄膜晶体管元件的特性。例如通过调整基板表面的亲水性/疏水性的程度，可改良在其上形成的膜的膜质及成膜性。尤其，有机半导体材料可因分子的取向等膜的状态而使特性大为改变。因此，可认为是通过对基板、绝缘体层等的表面处理，控制其与之后成膜的有机薄膜间的界面部分的分子取向，或减少基板或绝缘体层上的捕集部位，而改良载流子迁移率等特性。
捕集部位是指存在于未处理的基板中的例如羟基的官能团，存在此种官能团时，会使电子吸引到该官能团上，此结果使载流子迁移率降低。所以，捕集部位的减少也大多可有效地改善载流子迁移率等特性。
如所述的改良特性用的表面处理，可列举例如：通过六甲基二硅氮烷、辛基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷等的自组织单分子膜处理、通过聚合物等的表面处理、通过盐酸或硫酸、乙酸等的酸处理、通过氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水等的碱处理、臭氧处理、氟化处理、氧气或氩气等的等离子处理、LB(Langmuir-Blodgett)膜的形成处理、其它的绝缘体或半导体的薄膜的形成处理、机械处理、电晕放电等电气处理、利用纤维等的摩擦处理等，也可进行组合所述处理的处理。
此等实施方案中，例如设置基板层与绝缘膜层或绝缘膜层与有机薄膜等各层的方法，可适当地采用所述的真空制程、溶液制程。
接着，以图1的实施方案B表示的顶部接触底部栅极型有机薄膜晶体管为例，依照图2说明本发明的有机薄膜晶体管元件的制造方法。此制造方法同样可适用于所述的其它形态的有机薄膜晶体管等。
(对于有机薄膜晶体管的基板及基板处理)
本发明的有机晶体管是在基板6上设置必要的各种层及电极而制作(参照图2(1)参照)。基板可使用上文中说明的基板。可在此基板上进行所述表面处理等。基板6的厚度在不妨碍必要功能的范围内，优选薄的厚度。虽依材料而异，但一般为1μm至10mm，并优选5μm至5mm。而且，也可视需要在基板上作成可具有电极的功能。
(对于栅极电极的形成)
在基板6上形成栅极电极5(参照图2(2))。电极材料可使用上文中说明的电极材料。电极膜成膜的方法，可使用各种方法，可采用例如：真空蒸镀法、溅镀法、涂布法、热转印法、印刷法、熔胶法等。成膜时或成膜后，优选酌情形成所要求的形状而进行图案化。图案化的方法可使用各种的方法，可列举例如：将光阻的图案化与蚀刻组合的光刻法等。而且，也可利用使用遮罩的蒸镀法或溅镀法或喷墨印刷、网版印刷、胶版印刷、凸版印刷等印刷法、微触印刷法等软蚀刻的方式，以及将此等方式数个组合成的方式图案化。栅极电极5的膜厚，虽因材料而异，但一般为0.1nm至10μm，优选0.5nm至5μm，而更优选1nm至3μm。而且，兼有栅极电极与基板时，可大于所述的膜厚。
(对于绝缘体层的形成)
在栅极电极5上形成绝缘体层4(参照图2(3))。可使用所述说明的材料作为绝缘体材料。在形成绝缘体层4时，可使用各种的方法。可列举例如：旋转涂布、喷涂、浸涂、铸压、棒涂、刀涂等涂布法、网版印刷、胶版印刷、喷墨等印刷法、真空蒸镀法、分子束外延生长法、离子束法、离子镀法、溅镀法、大气压等离子法、CVD法等干式制程法。其它，可采用熔胶法或如铝上的耐酸铝(alumite)、硅上的氧化硅的金属上通过热氧化法等形成氧化物膜的方法等。另外，连接绝缘体层与半导体层的部分中，为使两层的界面中构成半导体的化合物的分子良好地取向，也可在绝缘体层上进行既定的表面处理。表面处理的方式，可使用与基板的表面处理相同的方式。关于绝缘体层4的膜厚，由于该电容量的提高而可增加取出的电气量，故优选尽可能薄的膜。此时可因变成薄膜而增加漏电流，故优选不损及其功能的范围中的薄的膜。一般为0.1nm至100μm，优选0.5nm至50μm，而更优选5nm至10μm。
(对于有机薄膜的形成)
在形成有机薄膜(有机半导体层)时，可使用通过涂布及印刷的方法等各种方法。具体地，可举出通过浸涂法、模涂法、辊涂法、棒涂法、旋转涂布法等涂布法、喷墨法、网版印刷法、胶版印刷法、微触印刷法等溶液制程的形成方法。
说明由溶液制程成膜而得到有机薄膜的方法。将有机半导体组合物涂布在基板(绝缘体层、源极电极及漏极电极的露出部)上。涂布方法，可举出旋转涂布法、滴铸法、浸涂法、喷涂法、柔版印刷、树脂凸版印刷等凸版印刷法、胶版印刷法、干胶版印刷法、移印(pad)印刷法等平板印刷法、凹版印刷法等凹版印刷法、丝网印刷法、模版印刷(stencilprinting)法、平版印刷法等孔版印刷法、喷墨印刷法、微触印刷法等，另外还有将此等方式数个组合成的方法。
此外，也可采用将所述组合物滴在水面上制作的有机薄膜的单分子膜移向基板积层的朗格缪尔投射法、将用两片基板挟着液晶或熔液状态的材料以毛细管现象导入基板间的方法等，作为类似涂布方法的方法。
制膜时的基板或组合物的温度等环境也很重要，且可能有因基板或组合物的温度以致晶体管的特性发生变化，故最好仔细地选择基板及组合物的温度。基板温度一般为0至200℃，优选10至120℃，而更优选15至100℃。因主要取决于使用的组合物中的溶剂等，故必须注意。
由此方法制作的有机薄膜的膜厚，在不损及功能的范围内，优选薄的膜。膜厚变厚时，会有漏电流变大的担忧。有机薄膜的膜厚一般为1nm至1μm，优选5nm至500nm，而更优选10nm至300nm。
如此形成的有机薄膜(参照图2(4))，可通过后处理而进一步改善特性。例如，可通过热处理，缓和成膜时发生的膜中的变形、减少针孔等，因可控制膜中的排列、取向等理由，以图改善或稳定有机半导体特性。制作本发明的有机薄膜晶体管时进行此热处理，可有效改善特性。该热处理通过在形成有机薄膜后，将基板加热而进行。热处理的温度并无特别限制，通常为室温至180℃左右，优选40至160℃，而更优选45至150℃。此时的热处理时间并无特别限制，但通常为10秒至24小时，并优选30秒至3小时左右。此时的环境气体可在大气中，也可在氮气或氩气等惰性气体环境下。另外，可通过溶剂蒸气以控制膜形状等。
而且，其它的有机薄膜的后处理方法，也可通过使用氧气或氢气等氧化性或还原性的气体、或氧化性或还原性的液体等处理，因氧化或还原而引发特性变化。此可利用于例如增加或减少膜中的载流子密度的目的。
而且，称为掺杂的方式中，可通过将微量元素、原子团、分子、高分子加入有机薄膜中，使有机薄膜的特性变化。例如，可掺杂氧气、氢气、盐酸、硫酸、磺酸等酸；PF5、AsF5、FeCl3等路易斯酸；碘等卤素原子；钠、钾等金属原子；四硫富烯(TTF)或酞菁等供体化合物。对于有机薄膜，可使其与此等气体接触或浸泡在溶液中，通过电化学的掺杂处理而达成。此等掺杂即使不在有机薄膜的制作后，也可在有机半导体化合物的合成时添加，或添加在有机半导体组合物中，或在形成有机薄膜的步骤等中添加。而且，也可在蒸镀时形成有机薄膜的材料中添加掺杂用的材料而共蒸镀，或混合在制作有机薄膜时的周围环境气体中(在已存在掺杂材料的环境下制作有机薄膜)，另外也可使离子在真空中加速撞击膜而掺杂。
此等掺杂的效应，可举出因载流子密度的增加或减少以致导电度的变化、载流子的极性变异(p型、n型)、费米能阶(Fermi level)的变化等。
(源极电极及漏极电极的形成)
源极电极1及漏极电极3的形成方法等可依照栅极电极5的形成方法(参照图2(5))。而且，可使用各种添加剂等，以减少与有机薄膜间的接触电阻。
(对于保护层)
在有机薄膜上形成保护层7时，具有受到外部气体的影响最小，而且可稳定有机薄膜晶体管的电气特性的优点(参照图2(6))。可使用所述材料作为保护层的材料。保护层7的膜厚，可配合其目的而采用任意的膜厚，但一般为100nm至1mm。
保护层成膜时虽然可采用各种的方法，但保护层由树脂形成时，可进行例如：涂布树脂溶液后，使其干燥而作成树脂膜的方法；将树脂单体涂布或蒸镀后进行聚合的方法等。也可在成膜后进行交联处理。由无机物形成保护层时，可使用例如：溅镀法、蒸镀法等真空制程的形成方法，或熔胶法等溶液制程的形成方法。
有机薄膜晶体管中也可酌情在有机薄膜上的其它各层之间设置保护层。所述层有时有助于稳定有机薄膜晶体管的电气特性。
由于使用有机半导体化合物作为有机半导体组合物，故可在比较低温的制程制造有机薄膜晶体管。所以，在曝露于高温的条件下未能使用的塑胶板、塑胶膜等可挠材质，也可作为基板使用。其结果是可制造轻量且柔软性优良的不易破裂的元件，可利用作为显示器的主动式矩阵的开关元件等。
有机薄膜晶体管也可利用作为记忆体电路元件、信号驱动电路元件、信号处理电路元件等数据元件或类比元件。此外通过将此等元件组合，也可制作显示器、IC卡或IC标签。另外，因有机薄膜晶体管受到化学物质等外部刺激可引发其特性变化，故可利用作为感应器。
实施例
以下，举出实施例以详细地说明本发明，但本发明并非局限于这些。
另外，本实施例中，使用下述式(6)表示的OSC-1(9-辛基-3-苯基萘并[2’,3’：4,5]噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩)、下述式(7)表示的OSC-2(6,13-双(三异丙基硅烷基乙炔基)并五苯)、下述式(8)表示的OSC-3(2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩)作为有机半导体化合物。
参考例1(溶解度的评定)
在OSC-1的粉末约1mg中分别加入下述表6所记载的溶剂，计算出溶解度(为了溶解OSC-1的质量/OSC-1总量时需要的各溶液的质量×100)。另外，以目视确认完全溶解时间点的鉴定。将结果呈示于表6中。对本实施例中使用作为绝缘性化合物的聚甲基丙烯酸甲酯(以下，简称PMMA)、聚苯乙烯(以下，简称PS)也用相同的方法进行溶解度的评定。将结果示于表6、表7、表8中。
而且，对OSC-2至OSC-3也用相同的方法进行溶解度的评定，将其结果呈示于表8、表9中。
表6溶解度的评定
| 溶剂 | 溶解度(OSC-1)/％ | 溶解度(PMMA)/％ |
| 苯甲醚 | 0.4 | 1.0 |
| 4-甲基苯甲醚 | 0.5 | 0.5 |
| 苯乙醚 | 0.4 | 0.5 |
| 乙酸苯酯 | 0.3 | 0.5 |
| 四氢萘 | 0.5 | <0.05 |
| 环己基苯 | 0.1 | <0.05 |
表7溶解度的评定
| 溶剂 | 溶解度(OSC-1)/％ | 溶解度(PS)/％ |
| 邻-二甲苯 | 0.5 | 0.8 |
| 1-苯氧基-2-丙醇 | 0.05 | 0.05 |
表8溶解度的评定
| 溶剂 | 溶解度(OSC-2)/％ | 溶解度(PS)/％ |
| 苯甲醚 | 0.3 | 1.0 |
| 四氢萘 | >1.0 | <0.05 |
表9溶解度的评定
| 溶剂 | 溶解度(OSC-3)/％ | 溶解度(PS)/％ |
| 苯甲醚 | 1.0 | 1.0 |
| 四氢萘 | >1.0 | <0.05 |
参考例2(绝缘化合物(PMMA及PS)的汉森(Hansen)溶解度参数的计算)
依照说明书所述的方法计算出PMMA及PS的汉森溶解度参数。将结果呈示于表10中。
表10绝缘化合物的溶解度参数
实施例1(本发明的有机半导体组合物1的调制)
在以a：b＝1：1的比率将苯甲醚(东京化成制造)与四氢萘(东京化成制造)混合的溶液中，相对于混合溶液加入可形成各别浓度为0.3％及0.016％的量的OSC-1及PMMA(Aldrich制造，分子量120000)使其溶解，调制成有机半导体组合物1。另外，苯甲醚与PMMA的溶解度参数的氢键项差为1.8卡/cm3、四氢萘与PMMA的溶解度参数的氢键项差为2.2卡/cm3。包括其它的物性，将有机半导体组合物1的特性呈示于表11中。
实施例2(本发明的有机薄膜晶体管元件的制作)
在附Si热氧化膜的n掺杂硅晶片上，使用遮罩将Au真空蒸镀，分别制作成沟道长20μm、沟道宽100μm的源极电极及漏极电极。其次将所述的基板上以10mM的五氟苯硫醇(东京化成制造)处理后，通过旋转涂布法将实施例1中获得的有机半导体组合物1涂布在此基板上之后，利用加热板以140℃×10分钟的条件使有机溶剂干燥后形成有机薄膜(有机半导体层)，制作成本发明的底接触型有机薄膜晶体管元件1(图1A)。另外，在有机薄膜晶体管元件1中，附热氧化膜的n掺杂硅晶片中的热氧化膜具有绝缘层的功能，故n掺杂硅晶片兼具基板及栅极电极的功能。
(有机薄膜晶体管元件1的特性评定)
有机薄膜晶体管元件的性能，取决于在栅极上施加电位的状态且源极电极与漏极电极之间施加电位时流通的电流量。通过将此电流值的测定结果使用于表现有机薄膜上产生的载流子种类的电气特性的下述式(a)中，可计算出迁移率。
Id＝ZμCi(VG-Vth-VD/2)VD/L…(a)
式(a)中，Id是源极/漏极电流值、Z是沟道宽度、Ci是绝缘体的电容量、VG是栅极电位、Vth是阈值电位、L是沟道长度、μ是决定的迁移率(cm2/Vs)。
依照实施例2在一片基板上制作12个有机薄膜晶体管元件1，在漏极电压-1V的条件中测定从+30V至-40V扫过栅极电压时的漏极电流的变化。由式(a)计算出的空穴迁移率为1.42cm2/Vs、迁移率的标准偏差为0.18cm2/Vs、阈值电位为-0.37V、阈值电位的标准偏差为0.21V。
由所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件1，保持高迁移率，而且迁移率与阈值变异小的有机薄膜晶体管元件。
实施例3(本发明的有机半导体组合物2的调制)
除了将OSC-1变更为OSC-2、OSC-2的浓度变更为0.5％、PMMA的浓度变更为0.026％以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物2。将有机半导体组合物2中的OSC-2的浓度、PMMA的浓度、溶剂A的种类与沸点、有机半导体B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)、有机溶剂A与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)、以及有机溶剂B与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPB)呈示于表11中。
实施例4(本发明的有机半导体组合物3的调制)
除了将OSC-1变更为OSC-3、OSC-3的浓度变更为1.0％、PMMA的浓度变更为0.053％、有机溶剂A与有机溶剂B的比率由1：1变更为8：1以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物3。将有机半导体组合物3中的OSC-3的浓度、PMMA的浓度、溶剂A的种类与沸点、有机半导体B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)、有机溶剂A与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)、以及有机溶剂B与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPB)呈示于表11中。
实施例5及6(本发明的有机薄膜晶体管元件2至3的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1分别变更为实施例3及4中获得的有机半导体组合物2及3以外，依照实施例2，分别制作本发明的有机薄膜晶体管元件2及3，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定相同的条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件1至3的特性的评定结果呈示于表12中。
表11有机半导体组合物1至3
表12有机薄膜晶体管元件1至3的特性评定结果
实施例7至9(本发明的有机半导体组合物4至6的调制)
除了将有机溶剂A由实施例1中使用的苯甲醚变更为表13所记载的各溶剂以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物4至6。将有机半导体组合物4至6中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)、以及有机溶剂B与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPB)呈示于表13中。
实施例10(本发明的有机半导体组合物7的调制)
除了将有机溶剂B由四氢萘变更为环己基苯、有机溶剂A与有机溶剂B的质量比率由1：1变更为7：1以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物7。将有机半导体7中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)、以及有机溶剂B与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPB)呈示于表13中。
表13有机半导体组合物1、4至7
实施例11至14(本发明的有机薄膜晶体管元件4至7的制作及特性评定)
除了分别将有机半导体组合物1变更为实施例7至10中获得的有机半导体组合物4至7以外，依照实施例2分别制作本发明的有机薄膜晶体管元件4至7，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件4至7的特性的评定结果呈示于表14中。
表14有机薄膜晶体管元件1、4至7的特性评定结果
依所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件2至7，保持高迁移率，而且迁移率与阈值的变异小的有机薄膜晶体管元件。
比较例1(比较用的有机半导体组合物8的调制)
除了将苯甲醚与四氢萘的混合溶液变更为仅苯甲醚以外，依照实施例1调制成比较用的有机半导体组合物8。将有机半导体组合物8中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点及有机溶剂A与PMMA的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)呈示于表15中。
表15有机半导体组合物8
比较例2(比较用的有机薄膜晶体管元件8的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例1中获得的有机半导体组合物8以外，依照实施例2制作比较用的有机薄膜晶体管元件8，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定相同的条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件8的特性的评定结果呈示于表16中。
表16有机薄膜晶体管元件8的特性评定结果
依所述使用比较用的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件8，其阈值的变异大于本发明的有机薄膜晶体管元件。
比较例3(比较用的有机半导体组合物9的调制)
在以9：1的比率将苯甲醚(东京化成制)与四氢萘(东京化成制)混合的溶液中加入OSC-1及PMMA使其溶解，其量为使各自浓度成为0.3％及0.003％，调制成有机半导体组合物9。将有机半导体组合物9中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表17中。
比较例4(比较用的有机薄膜晶体管元件9的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例3中获得的有机半导体组合物9以外，依照实施例2制作比较用的有机薄膜晶体管元件9，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件9的评定结果呈示于表18中。
实施例15(本发明的有机半导体组合物10的调制)
除了将苯甲醚与四氢萘的比率变更为8：1以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物10。将有机半导体组合物10中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表17中。
实施例16(本发明的有机薄膜晶体管元件10的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例15中获得的有机半导体组合物10以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件10，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件10的评定结果呈示于表18中。
实施例17(本发明的有机半导体组合物11的调制)
除了将苯甲醚与四氢萘的比率变更为1：5、PMMA的浓度变更为0.003％以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物11。将有机半导体组合物11中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表17中。
实施例18(本发明的有机薄膜晶体管11的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例17中获得的有机半导体组合物11以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件11，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件11的评定结果呈示于表18中。
实施例19(本发明的有机半导体组合物12的调制)
除了将苯甲醚与四氢萘的比率变更为1：8以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物12。将有机半导体组合物12中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表17中。
实施例20(本发明的有机薄膜晶体管12的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例19中获得的有机半导体组合物12以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件12，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件12的评定结果呈示于表18中。
比较例5(比较用的有机半导体组合物13的调制)
除了将苯甲醚与四氢萘的比率变更为1：9以外，依照比较例3调制成比较用的有机半导体组合物13。将有机半导体组合物13中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表17中。
比较例6(比较用的有机薄膜晶体管元件13的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例5中获得的有机半导体组合物13以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件13，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件13的评定结果呈示于表18中。
表17有机半导体组合物1、9至13
表18有机薄膜晶体管元件1、9至13的特性评定结果
依所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件，保持高迁移率，而且迁移率与阈值的变异小的有机薄膜晶体管元件，使用比较例的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件，其阈值的变异较大。
实施例21(本发明的有机半导体组合物14的调制)
除了将溶解于混合溶液中的PMMA的量变更为浓度成为0.003％以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物14。将有机半导体组合物14中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表19中。
实施例22(本发明的有机薄膜晶体管元件14的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例21中获得的有机半导体组合物14以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件14，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件14的评定结果呈示于表20中。
实施例23(本发明的有机半导体组合物15的调制)
除了将溶解于混合溶液中的PMMA的量变更为浓度成为0.05％以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物15。将有机半导体组合物15中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表19中。
实施例24(本发明的有机薄膜晶体管元件15的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例23中获得的有机半导体组合物15以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件15，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件15的评定结果呈示于表20中。
实施例25(本发明的有机半导体组合物16的调制)
除了将溶解于混合溶液中的PMMA的量变更为浓度成为0.2％以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物16。将有机半导体组合物16中的OSC-1的浓度、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表19中。
实施例26(本发明的有机薄膜晶体管元件16的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例25中获得的有机半导体组合物16以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件16，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件16的评定结果呈示于表20中。
表19有机半导体组合物1、14至16
表20有机薄膜晶体管元件1、14至16的特性评定结果
依所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件，其迁移率及阈值的变异小，均匀性也优。
实施例27(本发明的有机半导体组合物17的调制)
在以8：1的比率将邻-二甲苯(关东化学制)与1-苯氧基-2-丙醇(东京化成制造)混合的溶液中，相对于混合溶液加入可形成各别浓度为0.3％及0.15％的量的OSC-1及PS(Aldrich制造，分子量1000000)使其溶解，调制成有机半导体组合物17。另外，邻-二甲苯与1-苯氧基-2-丙醇的溶解度参数的氢键项差为0.20卡/cm3、1-苯氧基-2-丙醇与PS的溶解度参数的氢键项差为11.0卡/cm3。将OSC-1的浓度、PS的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)、有机溶剂A与PS的溶解度参数的氢键项差(ΔPA)及有机溶剂B与PS的溶解度参数的氢键项差(ΔPB)呈示于表21中。
实施例28(本发明的有机薄膜晶体管元件17的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例27中获得的有机半导体组合物17以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件17，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件17的评定结果呈示于表22中。
表21有机半导体组合物17
表22有机薄膜晶体管元件17的特性评定结果
依所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件，其迁移率及阈值的变异小，均匀性也优。
实施例29(本发明的有机半导体组合物18的调制)
除了将溶解于混合溶液中的PMMA的分子量变更为15000以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物18。将OSC-1的浓度、PMMA的分子量、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表23中。
实施例30(本发明的有机薄膜晶体管元件18的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例29中获得的有机半导体组合物18以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件18，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件18的评定结果呈示于表24中。
实施例31(本发明的有机半导体组合物19的调制)
除了将溶解于混合溶液中的PMMA的分子量变更为350000以外，依照实施例1调制成有机半导体组合物19。将OSC-1的浓度、PMMA的分子量、PMMA的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差、有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表23中。
实施例32(本发明的有机薄膜晶体管元件19的制作及特性评定)
除了将有机半导体组合物1变更为实施例31中获得的有机半导体组合物19以外，依照实施例2制作本发明的有机薄膜晶体管元件19，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件19的评定结果呈示于表24中。
表23有机半导体组合物18及19
表24有机薄膜晶体管元件18及19的特性评定结果
依所述使用本发明的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件，其迁移率及阈值的变异小，均匀性也优。
比较例7(比较用的有机半导体组合物20的调制)
除了不添加PMMA，将使用的有机溶剂变更为专利文献1所记载的组成，即作为表25的比较例7表示的有机半导体的良溶剂的溶剂A与B及有机半导体的贫溶剂的溶剂C以外，依照实施例1调制成比较用的有机半导体组合物20。将比较例7中使用的有机半导体组合物20中的OSC-1的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶C的种类与沸点、以及有机溶剂A与有机溶剂B、有机溶剂C的含有质量比率(a：b：c)呈示于表25的比较例7中。
比较例8(比较用的有机薄膜晶体管元件的试作)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例7中获得的有机半导体组合物20以外，虽然依照实施例2尝试制作比较用的有机薄膜晶体管元件，但在旋转涂布法中未能在基板上形成膜。因此未实施半导体特性的评定(参照表26)。
比较例9(比较用的有机半导体组合物21的调制)
与比较例7相同，除了不添加PMMA，变更为专利文献1所记载的组成以外，依照实施例1调制成比较用的有机半导体组合物21。将比较例9中使用的有机半导体组合物20中的OSC-1的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、有机溶剂C的种类与沸点、以及有机溶剂A与有机溶剂B、有机溶剂C的含有质量比率(a：b：c)呈示于表25的比较例9中。
比较例10(比较用的有机薄膜晶体管元件20的制作)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例9中获得的有机半导体组合物21以外，依照实施例2制作比较用的有机薄膜晶体管元件20，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件20的评定结果呈示于表26中。
表25有机半导体组合物20至21
表26有机薄膜晶体管元件20的特性评定结果
比较例11(比较用的有机半导体组合物22的调制)
除了不添加PMMA，将使用的有机溶剂变更为专利文献3所记载的组成，即作为表27的比较例11表示的有机半导体的良溶剂A与贫溶剂B以外，依照实施例1调制成比较用的有机半导体组合物22。将有机半导体组合物22中的OSC-1的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、以及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表27中。
比较例12(比较用的有机薄膜晶体管元件21的制作)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例11中获得的有机半导体组合物22以外，依照实施例2制作比较用的有机薄膜晶体管元件21，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件21的评定结果呈示于表28中。
比较例13(比较用的有机半导体组合物23的调制)
与比较例11相同，除了不添加PMMA，变更为专利文献3所记载的组成以外，依照实施例1调制成比较用的有机半导体组合物23。将比较例13中使用的有机半导体组合物20中的OSC-1的浓度、有机溶剂A的种类与沸点、有机溶剂B的种类与沸点、以及有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率(a：b)呈示于表27的比较例13中。
比较例14(比较用的有机薄膜晶体管元件22的制作)
除了将有机半导体组合物1变更为比较例13中获得的有机半导体组合物23以外，依照实施例2制作比较用的有机薄膜晶体管元件22，以与有机薄膜晶体管元件1的特性评定的相同条件评定半导体特性。将有机薄膜晶体管元件22的评定结果呈示于表28中。
表27有机半导体组合物22至23
表28有机薄膜晶体管元件21至22的特性评定结果
使用以上的比较用的有机半导体组合物而得到的有机薄膜晶体管元件20至22，其迁移率与阈值的变异大于本发明的有机薄膜晶体管元件。因此，可知仅为专利文献1、3所记载的溶剂组成而无法制作保持高迁移率且迁移率的变异小，并且阈值的变异也小的可实用的有机薄膜晶体管。因此，无法轻易地从专利文献1、3推断出本发明的效果。
附图标记说明
1 源极电极；
2 有机薄膜(有机半导体层)；
3 漏极电极；
4 绝缘体层；
5 栅极电极；
6 基板；
7 保护层。
Claims (21)
1.一种有机半导体组合物，其包含有机半导体化合物、绝缘化合物、作为该绝缘化合物的良溶剂的有机溶剂A、以及作为该绝缘化合物的贫溶剂且沸点高于所述有机溶剂A的有机溶剂B，所述有机溶剂A与所述有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：8至8：1。
2.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，有机半导体化合物为具有苯并骨架、苯并菲骨架或杂苯并骨架的化合物。
3.根据权利要求2所述的有机半导体组合物，其中，具有杂苯并骨架的化合物为具有噻吩并噻吩骨架的化合物。
4.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物为具有下述式(1)或(2)的重复单元的化合物，
式(1)及(2)中，R1至R4独立地表示碳数1至20的直链或支链的烷基。
5.根据权利要求4所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A为由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂，且有机溶剂B为由烃系化合物构成的溶剂。
6.根据权利要求5所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A及有机溶剂B两者均为由芳香族系化合物构成的溶剂。
7.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物为具有下述式(3)的重复单元的化合物，
式(3)中，R5及R6表示氢原子或碳数1至8的直链或支链的烷基。
8.根据权利要求7所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A为由烃系化合物构成的溶剂，且有机溶剂B为由具有醚基、酮基或酯基的化合物构成的溶剂。
9.根据权利要求8所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A及有机溶剂B两者均为由芳香族系化合物构成的溶剂。
10.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差为10℃以上。
11.根据权利要求10所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的沸点差为130℃以下。
12.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，有机半导体化合物在有机溶剂A中的溶解度及有机半导体化合物在有机溶剂B中的溶解度两者均为0.2质量％以上。
13.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，绝缘化合物在有机溶剂A中的溶解度为0.5质量％以上，且绝缘化合物在有机溶剂B中的溶解度为0.05质量％以下。
14.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项的差为2.5卡/cm3以下，且有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项的差为2.0卡/cm3以上。
15.根据权利要求14所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂B与绝缘化合物的汉森溶解度参数中的氢键项的差为5.0卡/cm3以下。
16.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：5至5：1。
17.根据权利要求16所述的有机半导体组合物，其中，有机溶剂A与有机溶剂B的含有质量比率a：b为1：5至2：1。
18.根据权利要求1所述的有机半导体组合物，其中，相对于有机半导体化合物与绝缘化合物的合计，绝缘化合物的含量为1至80质量％。
19.根据权利要求18所述的有机半导体组合物，其中，相对于有机半导体化合物与绝缘性化合物的合计，绝缘性化合物的含量为1至15质量％。
20.一种有机薄膜，其使用权利要求1至19中任一所述的有机半导体组合物而得到。
21.一种有机薄膜晶体管，其具有权利要求20所述的有机薄膜。
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