CN1950933A - 用于形成有机叠层膜的涂液、场效应晶体管的制造方法、及场效应晶体管 - Google Patents

用于形成有机叠层膜的涂液、场效应晶体管的制造方法、及场效应晶体管 Download PDF

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Abstract

本发明的场效应晶体管的制造方法包括：涂敷含有溶剂(13)、和溶解于溶剂(13)的第一及第二有机分子(11)及(12)的涂液(20)的工序；和通过除去涂敷后的涂液(20)中的溶剂(13)，形成以第一有机分子(11)为主成分的第一层、和与第一层邻接且以第二有机分子(12)为主成分的第二层的工序。第一有机分子(11)是半导体材料或半导体材料的前体，第二有机分子(12)是绝缘体材料或绝缘体材料的前体。第一有机分子(11)和第二有机分子(12)相互没有相容性。

Description

用于形成有机叠层膜的涂液、场效应晶体管的制造方法、及场效应晶体管
技术领域
本发明涉及用于形成有机半导体层和有机绝缘层的叠层膜的涂液、及采用该涂液的场效应晶体管的制造方法、以及场效应晶体管。
背景技术
场效应晶体管(Field Effect Transistor。以下，有时记为“FET”)是通过栅电极的电压控制在源电极和漏电极之间流动的电流值的电子元件。
在本说明书中，有时将栅绝缘层和与栅绝缘层邻接且作为沟道区域发挥作用的半导体层这双方均由有机材料构成的FET称为有机场效应晶体管。有机材料的薄膜可在室温附近形成于衬底上，而且还具有机械的柔软性。因此，有机FET可形成在没有耐热性的柔软的塑料衬底上，从而作为下一代的便携式信息设备用的基干部件而受到期待。
将有机薄膜形成在衬底上的方法包括真空蒸镀法和溶液涂敷法。由于溶液涂敷法能够在常压气氛下形成有机薄膜，所以作为相比于采用真空装置的真空蒸镀法，能够以低成本制作有机场效应晶体管(以下，有时称为“有机FET”)的方法而受到期待。
直至现在，已经开发出采用了溶液涂敷法的各种有机FET，但目前实用化的产品还很少。通过溶液涂敷法形成绝缘层和半导体层时，在涂敷溶解了有机绝缘体材料及有机半导体材料中的一方的第一溶液并使其干燥而形成第一层之后，在第一层上涂敷溶解了另一方的材料的第二溶液并使其干燥而形成第二层。在这种溶液涂敷法中有时产生相互溶解。
所谓相互溶解是指，在第一层上涂敷第二溶液时，第一层溶解于第二溶液中的现象。通常，由于良好地溶解有机绝缘体材料及有机半导体材料的溶剂相似，所以为了防止相互溶解，需要选择有机绝缘体材料、有机半导体材料及溶剂的适当组合。
作为通过溶液涂敷法形成有机半导体层(及有机绝缘层)的现有技术，例如可列举以下三种。
在日本特公表2003-518754号公报(WO 01/047043)中，公开有采用不向第二溶液溶解的有机材料形成第一层的方法。在专利文献1中，例如，将溶解有聚烷基噻吩的二甲苯或氯仿溶液涂敷于基材上形成半导体膜之后，在该膜上涂敷溶解有聚乙烯苯酚的丙醇溶液，由此形成半导体层和绝缘层。
在美国专利申请公开第2003/0136964号说明书中，提出了如下方法：在通常作为不易溶解于有机溶剂的低分子半导体材料的多环式芳香族中附加极性基使其易溶于有机溶剂，并采用其且通过溶液涂敷法形成膜。形成后的膜中的有机材料通过热处理除去极性基，转换为原有的多环式芳香族分子。
在日本特开2003-258260号公报中，提出了如下方法：形成钽、铝、钛、铌等的栅电极后，将该电极阳极氧化而形成致密且薄的绝缘膜。在该绝缘层上形成有机半导体层。
在FET中，由于电荷(电子及空穴)在绝缘层和半导体层的界面附近流动，所以存在于该界面的不纯度越低，FET的特性越高。不纯度产生的原因包括：存在于界面的原子的悬挂链(dangling bond)或晶体结构的紊乱、制作绝缘层及半导体层的过程中附着于界面的沾染物的存在等。
在日本特公表2003-518754号公报(WO 01/047043)中记载的方法、及美国专利申请公开第2003/0136964号说明书中记载的方法中，在涂敷含有有机绝缘体材料的溶液之后使其干燥由此形成绝缘层，然后在该绝缘层上涂敷含有有机半导体材料的溶液。但是，在该方法中，由于溶液的干燥费时，所以有在该过程中沾染物附着绝缘层上之患。
另外，在日本特开2003-258260号公报中记载的方法中，由于通过将栅电极阳极氧化而形成了栅绝缘层，所以有可能在该工序中沾染物附着栅极绝缘膜上。
另外，在上述现有的方法中，由于需要独立地形成绝缘层和半导体层，所以工序的数目多。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供能够简单地制造有机绝缘层和有机半导体层的叠层膜的涂液。另外，本发明的目的之一还在于，提供包括有机绝缘层和有机半导体层的场效应晶体管、及其制造方法。
本发明的涂液是含有溶剂、和溶解于所述溶剂的第一及第二有机分子的涂液，其中，所述第一有机分子是半导体材料或半导体材料的前体，所述第二有机分子是绝缘体材料或绝缘体材料的前体，所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。
另外，用于制造包括有机半导体层和与所述有机半导体层邻接的有机绝缘层的场效应晶体管的本发明的方法，包括：
(i)涂敷含有溶剂、和溶解于所述溶剂的第一及第二有机分子的涂液的工序；和
(ii)通过除去涂敷后的所述涂液中的所述溶剂，形成以所述第一有机分子为主成分的第一层、和与第一层邻接且以所述第二有机分子为主成分的第二层的工序，
所述第一有机分子是半导体材料或半导体材料的前体，所述第二有机分子是绝缘体材料或绝缘体材料的前体，所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。
再有，在本说明书中，所谓“主成分”是指含有率在80重量％以上的成分。
由上述制造方法制造的场效应晶体管，构成本发明的场效应晶体管的一个方面。
另外，在其它观点上，本发明的场效应晶体管包括有机半导体层和与所述有机半导体层邻接的有机绝缘层，其中，所述有机半导体层是以作为半导体材料的第一有机分子为主成分的层，所述有机绝缘层是以作为绝缘体材料的第二有机分子为主成分的层，从所述有机半导体层和所述有机绝缘层的界面朝向所述有机绝缘层的外侧表面，所述第一有机分子的比例逐渐减小，从所述有机半导体层和所述有机绝缘层的界面朝向所述有机半导体层的外侧表面，所述第二有机分子的比例逐渐减小，所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。再有，所谓“逐渐减小”是指在不增加的情况下减少。
根据本发明，由于能够同时形成栅绝缘层和半导体层，所以能够以较少的步骤廉价地制造有机FET。另外，根据本发明，能够抑制沾染物等附着在栅绝缘层和半导体层的界面上。因此，根据本发明，能够形成高的特性(例如，高的移动性)的晶体管。
另外，在本发明的场效应晶体管中，由于在连续的有机薄膜中存在半导体层和栅绝缘层，所以捕捉载流子的不纯度低，能够实现高的载流子移动性。
附图说明
图1A是示意地表示通过本发明的涂液形成叠层膜的方法的一工序的一例的剖面图；
图1B是示意地表示图1A之后的工序的一例的剖面图；
图1C是示意地表示图1B之后的工序的一例的剖面图；
图2A是表示场效应晶体管的一例的结构的剖面图；
图2B是表示场效应晶体管的另一例的结构的剖面图；
图3是表示聚(3-全氟辛基噻吩)的结构的图；
图4是表示由本发明的涂液制作的膜的SIMS测定的一例的图；
图5是表示通过现有的方法制作的膜的SIMS测定的一例的图；
图6是表示亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯通过热处理转换为并五苯的状况的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
<涂液>
本发明的涂液包含溶剂、和溶解该溶剂的第一及第二有机分子。第一有机分子是半导体材料或半导体材料的前体。第二有机分子是绝缘体材料或绝缘体材料的前体。第一有机分子和第二有机分子相互没有相容性。根据该涂液，能够形成有机半导体层和有机绝缘层的叠层膜。
所谓半导体材料的前体或绝缘体材料的前体是指，通过热处理、烧成、光照射、化学处理等处理成为半导体材料或绝缘体材料的物质。
另外，所谓“没有相容性”是指，两种有机分子不是相互混合而是分离的状况。换言之，所谓“没有相容性”是指，即使一同混合第一有机分子和第二有机分子，各自的有机分子也不是以分子级混合，而是随着时间的推移分离为第一有机分子集合体和第二有机分子集合体。
再有，相容性可在热力学上定义。即，在下面的式(1)成立的情况下，第一有机分子和第二有机分子可定义为没有相容性。
ΔG＝G-(n1×g1+n2×g2)＞0  ……(1)
在此，g1及g2分别为第一有机分子及第二有机分子的每一摩尔的吉布斯(Gibbs)自由能。G是n1摩尔的第一有机分子和n2摩尔的第二有机分子完全混合的假想状态的吉布斯自由能。ΔG是混合前后的吉布斯自由能的变化。
ΔG可采用混合前后的焓变化ΔH和混合熵ΔS由下面的式(2)记述。
ΔG＝ΔH-TΔS＝ΔH+RT(n1×ln(n1/N)+n2×ln(n2/N)                       ……(2)
其中，R是气体常数，T是系统的绝对温度，N＝n1+n2。
第一有机分子和第二有机分子为高分子，在其分子量大到某一程度时，上述式(2)右边的第二项变小，所以可通过ΔH的值来研究相容性。
在此，ΔH与恒定压力下混合了第一有机分子和第二有机分子时产生的热量相等。混合时发热的情况下ΔH为负，吸热的情况下ΔH为正。因此，在均为液体的两种有机分子的情况下，可容易地求出混合时的ΔH。另外，在有机分子为高分子且常温常压下为固体但其单体为液体的情况下，ΔH值能够以混合了各自的有机分子的单体彼此时的发热量近似。因此，在第一及第二有机分子的单体为液体时，多数情况下可通过比较单体彼此的相容性，来判断第一及第二有机分子的相容性。
在第一有机分子的单体和第二有机分子的单体均为液体时，不使用式(2)也能够简单地判断它们是否具有相容性。首先，将预先计量了重量的第一有机分子的单体和第二有机分子的单体加入到分液漏斗中搅拌并混合一定时间，之后静置一定时间。在静置后混合液分为上下两层的情况下，有可能两种单体彼此没有相容性。
为了严密地判断是否没有相容性，将分离后的两种液体非常小心地分别转移到各自的容器中，测定各自的液体重量。然后，分别比较第一有机分子的单体和第二有机分子的单体中，密度低的一方的单体的初始重量和上层的液体的重量以及密度高的一方的单体的初始重量和下层的液体的重量。在这些重量大致相等的情况下，可以说在第一有机分子的单体和第二有机分子的单体之间没有相容性，在不同的情况下可以说具有相容性。
本发明人发现，通过将上述涂液涂敷到衬底上然后除去溶剂，可一次形成第一有机分子和第二有机分子分离为各自的层的叠层膜。在采用了该涂液的情况下，通过一次溶液涂敷可同时形成有机FET的栅绝缘层和半导体层。因此，通过采用该涂液，可防止沾染物附着在栅绝缘层和半导体层的界面上。另外，通过选择适当的有机分子，有可能能够抑制在现有的溶液涂敷法中成为问题的相互溶解。
再有，就第一有机分子和第二有机分子分别具有怎样的性质时相互没有相容性即分离为两层而言，不明确的点还很多。因此，实际上优选通过实验来确认各自的组合。不过，发现了在以下的情况下容易产生相互分离。
即，具有极性的有机分子和无极性的有机分子之间容易产生相互分离。有机分子为了具有极性，需要含有羟基、亚磺酰、氨基、羧基等极性基。另外，有机分子为了是非极性，需要含有非极性基。作为非极性基，例如可列举烃基((CH2)n，n为自然数，例如3～20的自然数)、或氟化碳基((CF2)n，n为自然数，例如3～10的自然数)。
因此，第一有机分子及第二有机分子中的任一方的有机分子可含有从烃基及氟化碳基中选择的至少一种基团，另一方的有机分子可含有至少一种极性基。作为烃基，例如可列举碳数为3～20左右的烷基，作为氟化碳基，可列举碳数为3～10左右的全氟烷基。在此，上述含有从烃基及氟化碳基中选择的至少一种基团的有机分子优选不含有极性基。上述另一方的有机分子具有的极性基可为从羟基、羧基及氨基中选择的至少一种基团。
再有，在本说明书中，有机分子含有的基团可为有机分子的侧链，也可为主链的一部分。
另外，含有氟化碳基的有机分子和含有烃基的有机分子的组合也分离为两层。发现了尽管氟化碳基和烃基均为非极性，但二者之间没有相容性，分离为两层(J.Vac.Sci.Technol.B、1994年、P2215-2218)。
因此，第一有机分子及第二有机分子中的任一方的有机分子可含有烃基而不含有氟化碳基，另一方的有机分子可含有氟化碳基。作为烃基，例如可列举碳数为3～20左右的烷基，作为氟化碳基，可列举碳数为3～10左右的全氟烷基。
作为含有烃基的第一有机分子(半导体材料)，例如可列举含有烃基的聚噻吩衍生物，具体而言，可列举聚(3-烷基噻吩)、聚(9，9-二烷基芴-共聚并噻吩)。另外，作为含有氟化碳基的第一有机分子(半导体材料)，例如可列举含有氟化碳基的聚噻吩衍生物，具体而言，可列举聚(3-氟代烷基噻吩)。
另外，作为第一有机分子，可采用赋予了增大向溶液的溶解性的官能团的多环式芳香族化合物。已知的是，若使多环式芳香族化合物和亚磺酰乙酰胺基(R-CO-N＝S＝O：R为官能团)产生Diels-Alder反应，则两者通过C-N结合以及C-S结合而结合(C为芳香族中的碳，N及S为亚磺酰乙酰胺基中的元素)。因此，通过将亚磺酰乙酰胺基中的R设为烃基或氟化碳基，能够获得极性小的第一有机分子。加成了亚磺酰乙酰胺基的多环式芳香族化合物不具有半导体的特性。但是，膜形成后，若在100℃以上的温度下热处理，则通过Diels-Alder的逆反应，亚磺酰乙酰胺基脱离，形成具有半导体特性的多环式芳香族分子。
另一方面，作为含有烃基的第二有机分子(绝缘体材料)，例如可列举烃系树脂，具体而言，可列举聚苯乙烯、聚乙烯、聚丁二烯等。另外，作为含有氟化碳基的第二有机分子(绝缘体材料)，例如可列举氟碳系树脂，具体而言，可列举聚四氟乙烯等。
如上所述，第一有机分子可为聚噻吩衍生物。此时，第二有机分子可为聚苯乙烯。
另外，如上所述，第一有机分子可为并五苯衍生物。此时，第二有机分子可为聚苯乙烯。
涂液的溶剂采用能够一同溶解第一有机分子和第二有机分子的溶剂。例如，溶剂可使用并存这两种有机分子的特性的溶剂。在第一有机分子及第二有机分子中的一方为无极性分子、另一方为极性分子的情况下，例如，可将氯仿、高级醇、丙酮、以及四氢呋喃等用作溶剂。另外，在第一有机分子及第二有机分子这双方均为无极性分子的情况下，例如，可利用氯仿、高级醇、二乙醚、以及四氢呋喃等。
作为第一有机分子/第二有机分子/溶剂的优选组合例，例如可列举上述的聚噻吩衍生物/聚苯乙烯/氯仿、上述的并五苯衍生物/聚苯乙烯/氯仿、聚噻吩衍生物/聚苯乙烯/四氢呋喃、并五苯衍生物/聚苯乙烯/四氢呋喃。
从另一观点来说，本发明的涂液含有溶剂、溶解于该溶剂的有机分子A及B。有机分子A是半导体材料或半导体材料的前体。有机分子B是绝缘体材料或绝缘体材料的前体。该涂液是在例如通过自然干燥除去溶剂时，分离为以有机分子A为主成分的第一层和以有机分子B为主成分的第二层的液体。第一层中的有机分子A的含有率在第一层和第二层的界面附近为50重量％以上(优选60重量％以上)，且朝向第一层的外侧表面增大。第一层的表面中远离第二层的一侧的表面附近的有机分子A的含有率例如为90重量％以上(优选95重量％以上)。另外，第二层中的有机分子B的含有率在第一层和第二层的界面附近为50重量％以上(优选60重量％以上)，且朝向第二层的外侧表面增大。第二层的表面中远离第一层的一侧的表面附近的有机分子B的含有率例如为90重量％以上(优选95重量％以上)。有机分子A可采用作为第一有机分子例示的有机分子。另外，有机分子B可采用作为第二有机分子例示的有机分子。再有，该段落中，所谓界面附近是指距离界面10nm的区域，所谓表面附近是指距离表面10nm的区域。
<半导体层和绝缘层的叠层膜的制造方法>
图1示意地表示采用本发明的涂液制造有机半导体层和有机绝缘层的叠层膜的方法。
首先，如图1A所示，涂敷含有溶剂13、溶解于溶剂13的第一及第二有机分子11及12的涂液20(工序(i))。图1中，表示了将涂液20涂敷于衬底10上的情况，但有时也根据FET的种类而涂敷于形成有栅电极的衬底上。涂液20的涂敷方法并无限定，例如可采用旋涂法、浸渍法、喷墨法、网板印刷法、刷涂法、辊涂法、以及刮刀法等方法来进行涂敷。
涂液20含有第一有机分子11、第二有机分子12、和溶剂13。第一有机分子11、第二有机分子12、及溶剂13采用上述的物质。第一有机分子11和第二有机分子12没有相容性，但它们均溶解于溶剂13。在溶剂13中，第一有机分子11和第二有机分子12自由地混合。
然后，通过除去涂敷后的涂液20中的溶剂13，形成以第一有机分子11为主成分的第一层14、和与第一层14邻接且以第二有机分子12为主成分的第二层15(工序(ii))。溶剂13的除去方法并无限定，例如既可为自然干燥，也可为加热下的干燥，也可为减压下的干燥。
图1B表示随着时间推移溶剂13的一部分挥发的状态。若溶剂13挥发，则第一有机分子11及第二有机分子12的浓度增高，随之第一有机分子11和第二有机分子12的距离接近。此时，第一有机分子11和第二有机分子12，相比于自由混合，相互各自集合的方式下溶液整体的自由能变小。因此，如图1B所示，在涂液20的各处，集合有相同种类的有机分子。此外，在随着时间的推移溶剂13的大部分挥发而消失时，如图1C所示，第一有机分子11及第二有机分子12分别形成第一层14及第二层15。
于是，通过采用本发明的涂液，可同时形成绝缘层和半导体层。因此，与采用现有的方法独立地形成各自的层的情况比较，采用了本发明的涂液的情况下，可削减工序数目，另外，还能够抑制沾染物附着在绝缘层和半导体层的界面上的情况。
再有，第一有机分子既可为半导体材料，也可为半导体材料的前体。在第一有机分子为半导体材料的前体的情况下，在衬底上形成以半导体材料的前体为主成分的第一层。之后，通过处理该层中的前体(第一有机分子)，将第一层形成为有机半导体层。例如，通过对第一有机分子实施从热处理、烧成、光照射及化学处理中选择的至少一种处理来形成半导体层。
同样，第二有机分子可为绝缘体材料的前体。该情况下，也在形成以第二有机分子为主成分的第二层后，通过处理该层中的第二有机分子，将第二层形成为有机绝缘层。例如，通过对第二有机分子实施从热处理、烧成、光照射及化学处理中选择的至少一种处理来形成绝缘层。
图1中表示作为一例，第二有机分子12堆积于衬底10的附近，第一有机分子11堆积于距离衬底10远处的情况。但是，根据条件，有时在衬底10附近堆积第一有机分子11，在其上堆积第二有机分子12。究竟两种有机分子的哪一种配置于衬底侧，由第一及第二有机分子、衬底以及衬底所暴露的气氛来确定。没有导出两种有机分子如何分离的一般规则，但可根据有机分子及衬底的各自的极性以及涂敷涂液的作业环境进行某种程度的预想。即，具有极性的彼此容易互相集合，而且不具有极性的彼此也容易互相集合。衬底所暴露的气氛为通常的大气气氛的情况下，认为气氛为非极性。
在此，假定第一有机分子为非极性分子，第二有机分子为极性分子，衬底表面具有极性，并在大气气氛下涂敷本发明的涂液的情况，来研究如何形成层。由于第二有机分子及基材均具有极性，所以第二有机分子容易配置到衬底附近。另外，由于第一有机分子及大气气氛均为非极性，所以第一有机分子容易配置为与大气相接。因此，在上述假定条件下，在衬底的附近容易配置第二有机分子，在衬底的远处容易配置第一有机分子。
<场效应晶体管>
本发明的FET包括有机半导体层和与该有机半导体层邻接的有机绝缘层。有机半导体层的至少一部分作为沟道区域发挥作用。源电极以及漏电极配置为与有机半导体层接触。
有机半导体层以及有机绝缘层是由上述的涂液形成的层。因此，有机半导体层是以作为有机半导体材料的第一有机分子为主成分(优选95重量％以上)的层，有机绝缘层是以作为绝缘体材料的第二有机分子为主成分(优选95重量％以上)的层。从有机半导体层和有机绝缘层的界面朝向有机绝缘层的外侧表面，第一有机分子的比例逐渐减小。另外，从有机半导体层和有机绝缘层的界面朝向有机半导体层的外侧表面，第二有机分子的比例逐渐减小。
有机半导体层中的第一有机分子的含有率在有机半导体层和有机绝缘层的界面附近为50重量％以上(优选60重量％以上)，在有机半导体层的外侧表面附近优选为95重量％以上。有机绝缘层中的第二有机分子的含有率在有机半导体层和有机绝缘层的界面附近为50重量％以上(优选60重量％以上)，在有机绝缘层的外侧表面附近优选为95重量％以上。再有，该段落中，所谓界面附近是指距离界面10nm的区域，所谓表面附近是指距离表面10nm的区域。
再有，有机半导体层中即使含有少量的有机绝缘体材料也表现出作为有机半导体层的性质。另外，有机绝缘层中即使含有少量的有机半导体材料也表现出作为有机绝缘体层的性质。
在本发明的FET中，从半导体层和绝缘层的界面朝向半导体层的方向上的构成分子的浓度变化，比分别涂敷并制作半导体层和绝缘层的情况平稳。通常，元素浓度变化平缓的区域中的载流子的捕捉能级密度比浓度变化急剧的区域小。因此，本发明的FET的半导体层和绝缘层的界面上的捕捉能级密度比分别涂敷并制作半导体层和绝缘层的情况小，FET的载流子移动性也提高。
本发明的FET只要有机半导体层及有机绝缘层是上述的物质即可，并不限定于其它的构成部分。例如，本发明的FET可为底浇口(bottom gate)型的FET，也可为顶浇口(top gate)型的FET。在有机半导体层配置于比有机绝缘层更靠衬底侧的情况下，可构成顶浇口型的FET。另外，在有机绝缘层配置在比有机半导体层更靠衬底侧的情况下，可构成底浇口型的FET。
图2A表示底浇口型的FET的一例，图2B表示顶浇口型的FET的一例。图2A的FET20a及图2B的FET20b分别具备衬底21、栅电极22、有机绝缘层23、有机半导体层24、源电极25及漏电极26。
在FET20a中，栅电极22形成在衬底21上。有机绝缘层23以覆盖栅电极22的方式形成。有机半导体层24叠层于有机绝缘层23上。源电极25及漏电极26形成在有机半导体层24上。
另一方面，在FET20b中，在衬底21上形成有源电极25及漏电极26。有机半导体层24以覆盖源电极25及漏电极26的方式形成。有机绝缘层23叠层于有机半导体层24上。栅电极22形成在有机绝缘层23上。
有机绝缘层23及有机半导体层24采用本发明的涂液形成。其它的部分例如可适用公知的有机FET所采用的部件。
<场效应晶体管的制造方法>
用于制造场效应晶体管的本发明的方法包括用于制造有机半导体层和有机绝缘层的叠层膜的上述方法(即，包括工序(i)及(ii)的上述制造方法)。通过该制造方法制造的有机FET是本发明的FET的一种。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
实施例1中，对作为第一有机分子采用聚噻吩衍生物(聚(3-全氟辛基噻吩))、作为第二有机分子采用聚苯乙烯的一例进行说明。
(1)聚(3-全氟辛基噻吩)的合成方法
图3所示的聚(3-全氟辛基噻吩)通过合成3-全氟辛基噻吩，将其作为起始物质合成2，5-二溴-3-全氟辛基噻吩，并将其聚合而制作。以下，按顺序表示3-全氟辛基噻吩、2，5-二溴-3-全氟辛基噻吩、聚(3-全氟辛基噻吩)的合成方法。
(1-a)3-全氟辛基噻吩的合成方法
在铜粉末10g、3-碘代噻吩10.5g、3-全氟-n-辛基碘化物32.8g、N，N-二甲基甲酰胺60ml的混合液中，干燥氮气气氛下，以120℃进行20小时的反应。将获得的反应溶液过滤后，由18vol％的盐酸、20vol％的硫代硫酸钠水溶液依次洗涤过滤液之后，加入硫酸镁粉末干燥过滤液。通过蒸馏法从获得的生成物中提取出3-全氟辛基噻吩。
(1-b)2，5-二溴-3-全氟噻吩的合成方法
然后，将70毫摩尔的3-全氟辛基噻吩溶于100ml的四氢呋喃中，添加154毫摩尔的N-溴代琥珀酰亚胺之后，室温下搅拌2小时。之后，用蒸发器除去溶剂。然后，加入250ml的己烷，使N-溴代琥珀酰亚胺沉淀之后过滤。通过蒸发器从获得的过滤液中除去溶剂，将剩余的溶液在120℃、2.7Pa(0.02torr)的条件下进行蒸馏精制。其结果是，获得了2，5-二溴-3-全氟噻吩。
(1-c)聚(3-全氟辛基噻吩)的合成方法
将3.12毫摩尔的2，5-二溴-3-全氟噻吩溶解于18ml的四氢呋喃中。在此，加入甲基镁溴化物的丁基醚溶液(浓度1.0M)，在回流条件下反应1小时。然后，在该溶液中加入16.9mg的氯化〔1，3-双(二苯基磷基)丙烷〕镍(II)，在回流条件下反应2小时。将反应后的溶液溶于150ml的甲醇中，然后过滤。将未被过滤掉而残留的固体加入到索格利特提取器中，通过甲醇提取单体和盐，然后，通过己烷提取催化剂和低聚物，最后，通过氯仿提取出聚(3-全氟辛基噻吩)。通过蒸发器从提取出的氯仿溶液中除去溶剂，获得了固体状的聚(3-全氟辛基噻吩)。
(2)涂液的制作
涂液通过作为半导体材料的第一有机分子采用聚(3-全氟辛基噻吩)，作为绝缘体材料的第二有机分子采用聚苯乙烯而制作。
在制作涂液之前，通过以下方式调节这些物质的相容性。首先，将2.00g的作为聚(3-全氟辛基噻吩)的单体的3-全氟辛基噻吩和4.00g的作为聚苯乙烯的单体的苯乙烯加入到分液漏斗中搅拌1小时之后，静置1小时。静置后，分液漏斗内的溶液分为两层。3-全氟辛基噻吩的比重比苯乙烯的比重大。因此，可推测分离的液体的下层为3-全氟辛基噻吩，上层为苯乙烯。在非常小心地分离这两种液体后，测定各自的重量。上层的液体重量为4.00g，下层的液体重量为2.00g。由于上层的液体及下层的液体的重量分别与混合前的苯乙烯及3-全氟辛基噻吩相等，所以可推测这两种液体没有相容性。因此，可推测在作为这些液体的聚合物的聚(3-全氟辛基噻吩)和聚苯乙烯之间没有相容性。
然后，以聚苯乙烯为3wt％且聚(3-全氟辛基噻吩)也为3wt％的方式混合两物质和四氢呋喃，搅拌1小时制作了实施例1的涂液(C1)。涂液(C1)为透明且均匀的液体。由此，可确认聚苯乙烯及聚(3-全氟辛基噻吩)均溶解于四氢呋喃。
(3)有机FET的制作
在大小50mm见方、厚度0.5mm的石英玻璃衬底的单面上形成厚度1nm的铬膜，在其上形成厚度100nm的金膜。它们通过真空溅射法形成。
然后，在该衬底上，通过旋涂法涂敷上述涂液(C1)。旋涂法通过在衬底上滴下涂液(C1)后，使衬底以500rpm旋转5秒钟，进而使衬底以4000rpm旋转30秒钟而进行。然后，将涂敷有涂液(C1)的衬底在25℃的室温下干燥1小时。之后，通过采用了荫罩的真空电子束蒸镀法，制作了由金构成的源电极及漏电极。栅长度设为100μm，栅宽度设为3mm。
另外，作为比较例，通过涂敷法分别形成作为栅绝缘层的聚苯乙烯和作为半导体层的聚(3-全氟辛基噻吩)层，制作有机FET。首先，在石英衬底形成铬膜和金膜。然后，在旋涂只溶解有3wt％的聚苯乙烯的氯仿溶液之后，在25℃的室温下干燥1小时。然后，旋涂只溶解有3wt％的聚(3-全氟辛基噻吩)的全氟辛烷溶液，在25℃的室温下干燥1小时。由于聚苯乙烯不溶解于全氟辛烷，所以半导体材料涂敷时不产生聚苯乙烯膜溶解于溶液中的相互溶解的现象。再有，旋涂的条件设为与涂液(C1)的旋涂条件相同。之后，采用电子束蒸镀法形成源电极和漏电极。这样制作了比较例的FET。
(4)旋涂膜及有机FET的评价
(4-a)旋涂膜的组成分析
对通过旋涂形成的膜，在形成源电极和漏电极之前，通过二次离子质量分析法(SIMS)求出膜中的氟元素、碳元素、以及金元素的深度方向的浓度分布。深度方向的浓度分布通过测定膜表面的元素浓度之后，利用氩溅射来一定量切削膜的表面，并再次重复进行测定元素浓度的操作而求出。
测定时的深度根据氩溅射的溅射率(单位时间内切削的膜的厚度)求出。溅射率通过以下的方法算出。首先，预先通过膜厚计测定由旋涂法制作的聚苯乙烯单独的膜的厚度，然后，测定在与SIMS测定相同的溅射条件下完全切削该膜所需要的时间。根据膜厚和溅射所需要的时间，算出单位时间内由氩溅射切削的膜的厚度。就聚(3-全氟辛基噻吩)单独的膜而言，也通过同样的方法算出溅射率。
图4是表示由涂液(C1)制作的叠层膜的SIMS的测定结果的图表。图表的横轴表示溅射的时间，纵轴表示氟、碳、以及金元素的浓度。纵轴的元素浓度以各自元素的最大值进行了标准化。由于通过溅射切削的膜的量与溅射时间成比例，所以横轴的溅射时间与从膜的最表面朝向膜的内部的深度相对应。因此，以后为了便于说明，将通过t分钟的溅射而露出的膜的表面记为“t分钟的深度”。从图4中可知，在图4的范围31(4～10分钟)及范围32(14～17分钟)中，各自的元素浓度随着溅射时间的推移而急剧增加或减少，除此之外为一定。氟元素浓度在范围31中减少到0。碳元素浓度在范围31中增大、在范围32中减少到0。金元素浓度在范围32中从0开始增大并达到一定值。氟元素、碳元素或金元素的浓度达到最大值的一半值的溅射时间的值(以下，有时将其称为“减半时间”)分别为6分钟、16分钟、16分钟。
氟元素来自于聚(3-全氟辛基噻吩)的构成元素，碳元素来自于聚(3-全氟辛基噻吩)和聚苯乙烯这双方的构成元素。另外，金来自于在石英衬底上形成的金电极。考虑到这些情况，将膜中的组成推测如下。
氩溅射14分钟以后检测出金元素，随之碳元素减少，所以可推测通过氩溅射除去了膜，衬底的金电极露出于表面。金元素及碳元素的浓度未相对溅射时间的变化而阶梯状地急剧变化。可推测这是因为，在SIMS分析中同时检测出来自存在于膜表面的元素和存在于表面内部的元素的信号，而且，膜表面的形状因溅射而变得凹凸，即使膜存在于衬底表面，在该膜的凹部中位于下部的金也露出于表面。因此，在本次的测定中，可推测在金的减半时间即16分钟处，形成的膜完全通过溅射除去。
因此，实施例中形成的膜存在于图4中0～16分钟的深度之间。根据氟的元素浓度的变化，可推测聚(3-全氟辛基噻吩)的大部分直至减半时间即6分钟的深度一直存在，之后不再存在。另一方面，可认为碳元素的浓度以减半时间即6分钟为界增大。如果聚苯乙烯与聚(3-全氟辛基噻吩)同样直到6分钟的深度一直存在，则6分钟以后的深度中碳元素浓度应该减少，但图4中反而增大了。根据以上的情况，可推测从膜的最表面直至6分钟的深度的成分的大部分为聚(3-全氟辛基噻吩)，6～16分钟的膜的大部分为聚苯乙烯。
根据聚(3-全氟辛基噻吩)及聚苯乙烯的溅射率和上述的解析可推测，旋涂膜主体的膜厚为170nm，从膜表面到50nm附近的深度的区域内存在聚(3-全氟辛基噻吩)的层，从50nm附近的深度到170nm附近的深度的区域内存在聚苯乙烯的层。
根据基于SIMS的上述的分析结果，通过采用本发明的涂液，能够同时形成作为半导体层的聚(3-全氟辛基噻吩)的层、和作为绝缘层的聚苯乙烯的层。另外，从其它观点考虑，由这两层构成的膜是在栅电极附近绝缘体材料的密度高、在栅电极远处半导体材料的密度高的一种有机薄膜。
(4-b)晶体管特性的评价
晶体管特性采用半导体·参数·分析器·4155B(Semiconductor Parameter Analyzer 4155B)(Agilent Technology社制)测定。具体而言，在源电极和漏电极之间施加80V的电压，使栅电极在-50～50V的范围内变化，在源-漏间的电流值和栅电压的平方值成比例的区域，通过采用以下的式导出了载流子的移动性。
Id＝μ×W ×ε0×ε×Vg 2/(2×L×t)
其中，Id：源-漏电流。Vg：栅电极。μ：移动性。
L：源-漏间的沟道长度＝100(μm)。
W：源-漏间的沟道宽度＝3(mm)。
ε：绝缘层的介电常数＝2.5。ε0：真空的介电常数。t：绝缘层的厚度。
制作的有机FET的移动性为0.02cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为105。
然后，对分别通过涂敷法形成了作为栅绝缘层的聚苯乙烯膜和作为半导体层的聚(3-全氟辛基噻吩)膜的比较例的有机FET进行评价。以下表示其结果。
图5与图4同样，是表示形成源-漏极之前的旋涂膜的SIMS的测定结果的图表，表示了溅射时间和规定的元素的浓度的关系。图5的图表的形状与图4的图表大致相同，只有氟元素浓度及碳元素浓度急剧变化的范围41(溅射时间：4～7分钟)的区域与图4的图表不同。
图5的范围41比图4的范围31(4～10分钟)短。这表示了图5的膜中的氟元素浓度及碳元素浓度的膜厚方向的变化率比图4的膜大。该情况表示分别涂敷栅绝缘层和半导体层而形成的比较例的膜中，绝缘层和半导体层的边界比实施例的膜明确。另外，比较例的FET的移动性为0.005cm2/Vs，比同时形成绝缘层及半导体层的情况低。作为其理由之一可认为，由比较例制作的FET的绝缘层和半导体层的界面的污物比采用本发明的涂液(C1)同时制作绝缘层和半导体层的情况大。另外，作为其它的理由可认为，由于在比较例的界面构成元素不连续地变化，所以捕捉能级密度增高。于是，比较例的FET的界面能级密度比采用本发明的涂液(C1)形成的FET高，其结果是，可推测比较例的FET的载流子的移动性降低。
如上所述，通过采用本发明的涂液，能够同时制作栅绝缘层和半导体层。
(实施例2)
实施例2中，对作为第一有机分子采用并五苯衍生物(亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯)、作为第二有机分子采用了聚苯乙烯的一例进行说明。亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯是半导体材料的前体。
(1)亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的合成方法
亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯通过使并五苯和亚磺酰全氟辛烷酰胺反应而合成。亚磺酰全氟辛烷酰胺由全氟辛烷酰胺合成。以下，按顺序表示亚磺酰全氟辛烷酰胺、及亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的合成方法。
(1-a)亚磺酰全氟辛烷酰胺的合成方法
在干燥氮气气氛中，向将46g全氟辛烷酰胺(CF3(CF2)7CONH2)溶解到300ml的n-己烷中而获得的溶液中一点点滴下15ml的三甲基氯硅烷，搅拌并使其反应2小时。反应结束后，通过蒸发器除去反应溶液中的十六烷，获得N，N-双(三甲基硅烷基)全氟辛烷酰胺。
然后，在干燥氮气气氛中，向12g的N，N-双(三甲基硅烷基)全氟辛烷酰胺中一点点加入2.4g的氯化亚硫酰(SOCl2)，搅拌并使其反应2小时。之后，蒸馏获得了亚磺酰全氟辛烷酰胺。
(1-b)亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的合成方法
将3g亚磺酰全氟辛烷酰胺、0.5g并五苯、30ml氯仿、0.005g甲基三氧化铼的混合溶液在回流条件下搅拌并使其反应48小时。通过快速分离色谱法(flash chromatography)分离反应生成物，获得了亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯。
(2)涂液的制作
尽管亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯和聚苯乙烯均为固体，但通过以下的方法能够推测两分子的相容性。
即，亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的分子的极性应该具有亚磺酰全氟辛烷酰胺和并五苯这双方的分子的极性。另外，聚苯乙烯的分子的极性能够以苯乙烯的极性近似。另一方面，由于并五苯不溶解于大部分的有机溶剂，所以可推测也不溶解于苯乙烯。因此，当在亚磺酰全氟辛烷酰胺和苯乙烯之间没有相容性的情况下，可认为在亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯和苯乙烯及聚苯乙烯之间也没有相容性。因此，通过与实施例1同样的方法评价亚磺酰全氟辛烷酰胺和聚苯乙烯之间的相容性。其结果是，可知在这两种化合物之间没有相容性。因而，可认为在亚磺酰全氟辛烷酰胺和聚苯乙烯之间没有相容性。
然后，以亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯达到3wt％且聚苯乙烯也达到3wt％方式，将这两种化合物和氯仿加入到容器中混合1小时，制作了实施例2的涂液(C2)。涂液(C2)为透明溶液，上述两种有机分子均匀地溶解于氯仿中。
(3)有机FET的制作
除了代替涂液(C1)采用涂液(C2)以外，通过与实施例1同样的方法制作了有机FET。通过涂液(C2)形成主要由亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯构成的第一层、和主要由聚苯乙烯构成的第二层。
在形成源电极以及漏电极之后，将有机FET在干燥氮气气氛中以180℃进行2分钟的热处理。如图6所示，通过该热处理，亚磺酰全氟辛烷酰胺从亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯中脱离，形成以作为半导体材料的并五苯为主成分的有机半导体层。
(4)旋涂膜以及有机FET的评价结果
与实施例1同样，对源-漏极制作前的旋涂膜(有机半导体层/有机绝缘层)测定深度方向的元素浓度变化。另外，评价制作的有机FET的特性。
根据基于SIMS的元素分析可知，旋涂膜整体的厚度为100nm，从膜表面直至40nm的深度附近存在亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的层，在从40nm的深度附近直至100nm的深度附近存在聚苯乙烯的膜。
另外，制作的有机FET的载流子的移动性为0.01cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为105。
如上所述，通过采用本发明的涂液，能够同时制作绝缘层和半导体层。
(实施例3)
实施例3中，对作为第一有机分子采用了实施例2中说明的亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯，作为第二有机分子采用了聚乙烯醇的一例进行说明。
实施例3的涂液(C3)通过亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯达到3wt％且聚乙烯醇也达到3wt％而溶解于溶剂中来制作。溶剂采用四氢呋喃和2，2，2-三氟代醇的混合溶剂(体积比率为1∶1)。除了代替涂液(C2)采用涂液(C3)以外，通过与实施例2同样的方法制作了有机FET。
另外，如下所述制作比较例的有机FET。首先，在石英衬底上形成铬薄膜和金薄膜。然后，旋涂只溶解了3wt％的聚乙烯醇的水和乙醇的混合溶液(体积比1∶4)，在室温(25℃)下使其干燥1小时，之后，旋涂只溶解了3wt％的亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的氯仿溶液，在室温(25℃)下使其干燥1小时。于是，通过溶液涂敷法依次形成聚乙烯醇的膜(栅绝缘层)和亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的膜(成为半导体层的层)。之后，采用电子束蒸镀法形成源电极及漏电极。
对采用涂液(C3)形成的膜进行SIMS测定。其结果是，可确认在该膜中，在聚乙烯醇的层上形成了亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的层。
另外，对通过旋涂法依次制作了聚乙烯醇的层和亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的层而成的膜也进行SIMS测定。其结果是，可确认在比较例的膜中，在聚乙烯醇的层上也叠层了亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的层。关于比较例的膜，在聚乙烯醇的层上涂敷溶解了亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的氯仿溶液时，没有产生相互溶解。这可推测为，由于聚乙烯醇为水溶性，所以不溶解到氯仿溶液中。
采用涂液(C3)制作的有机FET的载流子移动性为0.005cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为104。与此相对，比较例的FET的移动性为0.001cm2/Vs，接通电流和断开电流的比为104。
采用涂液(C3)制作的本发明的有机FET的载流子移动性大于比较例的有机FET的移动性。这可推测为，由于本发明的有机FET的绝缘层和半导体层的界面等级密度低于比较例的有机FET的界面等级密度。
如上所述，通过采用本发明的涂液，能够抑制将绝缘层和半导体层的界面等级密度抑制为较低，其结果是，能够制作载流子移动性大的有机FET。
(实施例4)
实施例4中，对作为第一有机分子采用了实施例2中说明的亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯，作为第二有机分子采用了聚醋酸乙烯的一例进行说明。
实施例4的涂液(C4)通过亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯达到3wt％且聚醋酸乙烯也达到3wt％而溶解于溶剂中来制作。溶剂采用四氢呋喃和2，2，2-三氟代醇的混合溶剂(体积比率为1∶1)。除了代替涂液(C2)采用涂液(C4)以外，通过与实施例2同样的方法制作了有机FET。
对采用涂液(C4)制作的膜进行SIMS测定。其结果是，可确认在聚醋酸乙烯的层上形成了亚磺酰全氟辛烷酰胺加成并五苯的层。另外，采用涂液(C4)制作的有机FET的移动性为0.005cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为104。
(实施例5)
实施例5中，对作为第一有机分子采用了并五苯衍生物(6，13-双(全氟辛基)并五苯)，作为第二有机分子采用了聚苯乙烯的一例进行说明。
6，13-双(全氟辛基)并五苯通过以下的方法合成。首先，在40ml的二乙醚中，添加5g全氟辛基碘化物(CF3(CF2)7I)、和3ml苯基镁溴化物(C6H5MgBr)的二乙醚溶液(浓度3M)，在-50℃、氮气气氛中搅拌并使其反应30分钟。通过该反应，形成全氟辛基镁溴化物(CF3(CF2)7MgBr)。
然后，将反应溶液在氮气气氛中保持于-50℃，同时添加0.6g的6，13-并五苯醌，之后，花费4小时将温度缓慢地升高到室温。然后，向反应溶液中滴下5ml左右的溶解于饱和氯化锡中的30vol％的盐酸水溶液之后，在60℃下加热2小时。由此，形成了6，13-双(全氟辛基)并五苯。
然后，用纯水洗涤反应溶液之后，通过硫酸钠脱水，然后浓缩。用甲苯溶解该浓缩液，通过柱色谱法(column chromatography)进行精制。在柱色谱法中，作为填充剂采用二氧化硅(无定型硅胶(Wakogel)C-200：和光纯药工业株式会社)，作为展开相采用甲苯。然后，浓缩溶剂后，采用甲苯使6，13-双(全氟辛基)并五苯再结晶化。
采用获得的6，13-双(全氟辛基)并五苯制作涂液(C5)。具体而言，以6，13-双(全氟辛基)并五苯达到3wt％且聚苯乙烯也达到3wt％的方式将二者溶解于四氢呋喃中，制作了涂液(C5)。并且，除了采用涂液(C5)之外，通过与实施例1同样的方法制作并评价FET。另外，与实施例1同样，对源-漏电极制作前的旋涂膜(有机半导体层/有机绝缘层)，测定深度方向的元素浓度变化。
根据SIMS测定可确认，在采用涂液(C5)而形成的膜中，在聚苯乙烯层上形成了6，13-双(全氟辛基)并五苯的层。另外，制作的有机FET的移动性为0.1cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为104。
(实施例6)
实施例6中，对制作了顶浇口型FET的一例进行说明。实施例6中，作为第一有机分子采用了聚噻吩衍生物(聚(3-辛基噻吩))，作为第二有机分子采用了具有氟代烷基链的サイトツプ(商品名。旭硝子株式会社制。A级)。
(1)涂液的制作
以聚(3-辛基噻吩)达到1wt％且サイトツプ也达到1wt％的方式将它们溶解于四氢呋喃中，制作了涂液(C6)。
(2)有机FET的制作
在大小50mm见方、厚度0.5mm的石英玻璃衬底的单面上形成厚度1nm的铬膜，在其上形成厚度100nm的金膜。它们通过真空溅射法形成。
然后，通过光刻法图案形成上述金属膜，形成源电极以及漏电极。沟道长度设为100μm，沟道宽度设为3mm。再有，在该电极中，铬膜起到使金膜和衬底紧贴的作用。
然后，在该衬底上，与实施例1同样，通过旋涂法涂敷上述涂液(C6)。然后，将涂敷了涂液(C6)的衬底在室温下干燥1小时。然后，在考虑了源-漏电极的配置的位置形成栅电极。通过采用了荫罩的电子束蒸镀法来蒸镀金，由此形成栅电极。于是，制作了顶浇口型有机FET。
(3)旋涂膜以及有机FET的评价结果
对栅电极制作前的旋涂膜(有机半导体层/有机绝缘层)，测定深度方向的元素浓度变化。其结果是可知，在膜的表面侧存在サイトツプ的层，在石英衬底侧存在聚(3-辛基噻吩)的层。
另外，制作的有机FET的移动性为0.005cm2/Vs，源-漏间的接通电流和断开电流的比为104。
再有，在实施例1～6中，通过旋涂法将涂液涂敷到衬底上，但也可采用网板印刷法或喷墨法、浸渍法、刷涂法、辊涂法、刮刀法等其它的方法来涂敷涂液。
(工业上的可利用性)
本发明的涂液可作为用于形成叠层有有机半导体层和有机绝缘层的叠层膜的材料来利用。该涂液优选用作形成场效应晶体管的半导体层及绝缘层的材料。另外，本发明可利用于场效应晶体管及采用了该场效应晶体管的电子设备，尤其优选用于在塑料等柔性衬底上形成的场效应晶体及采用了该场效应晶体管的电子设备。作为适用本发明的电子设备，例如可列举有机电致发光显示器、液晶显示器、电子书籍(electric paper)。

Claims (13)

1.一种涂液，含有溶剂、和溶解于所述溶剂的第一及第二有机分子，其中，
所述第一有机分子是半导体材料或半导体材料的前体，
所述第二有机分子是绝缘体材料或绝缘体材料的前体，
所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。
2.根据权利要求1所述的涂液，其中，
所述第一有机分子及所述第二有机分子中的任一方的有机分子含有从烃基及氟化碳基中选择的至少一种基团，另一方的有机分子含有至少一种极性基。
3.根据权利要求2所述的涂液，其中，
所述含有从烃基及氟化碳基中选择的至少一种基团的有机分子，不含有极性基。
4.根据权利要求2所述的涂液，其中，
所述极性基是从羟基、羧基以及氨基中选择的至少一种基团。
5.根据权利要求1所述的涂液，其中，
所述第一有机分子及所述第二有机分子中的任一方的有机分子含有烃基而不含有氟化碳基，另一方的有机分子含有氟化碳基。
6.根据权利要求1所述的涂液，其中，
所述第一有机分子是聚噻吩衍生物。
7.根据权利要求6所述的涂液，其中，
所述第二有机分子是聚苯乙烯。
8.根据权利要求1所述的涂液，其中，
所述第一有机分子是并五苯衍生物。
9.根据权利要求8所述的涂液，其中，
所述第二有机分子是聚苯乙烯。
10.一种场效应晶体管的制造方法，该场效应晶体管包括有机半导体层和与所述有机半导体层邻接的有机绝缘层，其中，该场效应晶体管的制造方法包括：
(i)涂敷含有溶剂、和溶解于所述溶剂的第一及第二有机分子的涂液的工序；和
(ii)通过除去涂敷后的所述涂液中的所述溶剂，形成以所述第一有机分子为主成分的第一层、和与第一层邻接且以所述第二有机分子为主成分的第二层的工序，
所述第一有机分子是半导体材料或半导体材料的前体，
所述第二有机分子是绝缘体材料或绝缘体材料的前体，
所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，
所述第一有机分子是半导体材料的前体，
所述方法还包括处理所述第一层中的所述第一有机分子，将所述第一层形成为有机半导体层的工序。
12.一种场效应晶体管，通过权利要求10所述的制造方法制造。
13.一种场效应晶体管，包括有机半导体层和与所述有机半导体层邻接的有机绝缘层，其中，
所述有机半导体层是以作为半导体材料的第一有机分子为主成分的层，
所述有机绝缘层是以作为绝缘体材料的第二有机分子为主成分的层，
从所述有机半导体层和所述有机绝缘层的界面朝向所述有机绝缘层的外侧表面，所述第一有机分子的比例逐渐减小，
从所述有机半导体层和所述有机绝缘层的界面朝向所述有机半导体层的外侧表面，所述第二有机分子的比例逐渐减小，
所述第一有机分子和所述第二有机分子相互没有相容性。
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