TW201547074A - 有機薄膜電晶體 - Google Patents

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Abstract

一種有機薄膜電晶體，其為具有基板、設置在基板上的閘極電極、覆蓋閘極電極而設置的第一閘極絕緣層、設置在第一閘極絕緣層上的第二閘極絕緣層、設置在第二閘極絕緣層上的有機半導體層、以及與有機半導體層接觸地設置且藉由有機半導體層連結的源極電極和汲極電極的底閘型有機薄膜電晶體，所述有機薄膜電晶體中，對第一閘極絕緣層的第二閘極絕緣層側表面實施取向處理，第二閘極絕緣層為使沿取向處理進行了取向的聚合性液晶性化合物在取向狀態下聚合固定化而形成的層。

Description

有機薄膜電晶體
本發明涉及有機薄膜電晶體。
液晶顯示器、有機EL顯示器和電泳型顯示器等顯示裝置的大多組裝有薄膜電晶體(以下也稱為“TFT”)作為顯示開關器件。TFT在基板上具有由閘極電極、半導體層、設置在閘極電極與半導體層之間的閘極絕緣層構成的結構體，進而與半導體層接觸地設置有源極電極和汲極電極。通過對閘極電極施加電壓來驅動TFT。通過對閘極電極施加電壓來控制由半導體中的電子或空穴構成的載流子量，從而控制在源極電極-汲極電極間流動的電流。
TFT中使用的半導體以往一直使用非晶或多晶的薄膜矽這樣的無機半導體。但是，在使用無機半導體形成TFT的半導體層的情況下，需要真空工藝、300℃以上的高溫工藝，生產率的提高存在限制。
針對上述情況，近年來，使用了有機半導體的TFT也開始普及。有機半導體層可以通過噴墨、旋塗、柔版印刷等方法來成膜，因此，能夠在更低的溫度下高速、高效地以低成本進行成膜過程。
對於有機半導體層而言，通過提高構成有機半導體層的有機半導體的取向性，能夠提高載流子遷移率，能夠使開關操作更快速。例如專利文獻1中記載了如下內容：在底閘型有機薄膜電晶體的製造中，在基板上形成沿預定方向取向的基底層，在該基底層上形成閘極電極，進而以覆蓋閘極電極的形式形成閘極絕緣層，並使閘極絕緣層的一部分與基底層接觸，從而使閘極絕緣層沿基底層的取向方向取向，以與該閘極絕緣層接觸的方式形成有機半導體層，由此使有機半導體沿閘極絕緣層的取向方向取向。
另外，專利文獻2中記載了閘極絕緣層的至少一層由具有介電常數各向異性的液晶聚合物構成的場效應型有機電晶體。根據專利文獻2記載的電晶體的構成，形成在閘極絕緣層上的有機半導體的取向性得到控制。
＜現有技術文獻＞
＜＜專利文獻＞＞
專利文獻1：日本專利第4349307號公報
專利文獻2：日本特開2005-72200號公報
＜發明所要解決的課題＞
但是，上述專利文獻1記載的有機薄膜電晶體的製造方法中，在沿預定方向取向的部分基底層上形成閘極電極，因此，在閘極絕緣層所存在的正上方，基底層的取向調節力喪失，無法在形成於閘極絕緣層上的整個有機半導體層中使有機半導體的取向一致。
另外，上述專利文獻2記載的場效應型有機電晶體中，閘極絕緣層的取向未被固定從而顯示出流動性，形成在其上的有機半導體層的晶體容易產生裂紋，性能容易劣化。特別是閘極絕緣層容易因為閘極絕緣層暴露於比液晶形成溫度更高的溫度下而失去取向性，因此，上述專利文獻2記載的場效應型有機電晶體的耐熱性不能說是充分的。
本發明的課題在於提供顯示出優異的載流子遷移率且耐熱性也優異的有機薄膜電晶體。
＜解決課題的手段＞
上述的課題通過如下手段來實現。
[1]一種有機薄膜電晶體，其為底閘型有機薄膜電晶體，該底閘型有機薄膜電晶體具有基板、設置在基板上的閘極電極、覆蓋閘極電極而設置的第一閘極絕緣層、設置在第一閘極絕緣層上的第二閘極絕緣層、設置在第二閘極絕緣層上的有機半導體層、以及與有機半導體層接觸地設置且藉由有機半導體層連結的源極電極和汲極電極；所述有機薄膜電晶體中，對第一閘極絕緣層的第二閘極絕緣層側表面實施取向處理，第二閘極絕緣層為使沿取向處理進行了取向的聚合性液晶性化合物在該取向狀態下聚合固定化而形成的層。
[2]根據[1]所述的有機薄膜電晶體，其中，聚合性液晶性化合物為棒狀液晶性化合物，沿取向處理取向後的聚合性液晶性化合物的液晶相為向列相或近晶相。
[3]根據[1]所述的有機薄膜電晶體，其中，聚合性液晶性化合物為圓盤狀液晶性化合物，沿取向處理取向後的聚合性液晶性化合物的液晶相為盤狀向列相。
[4]根據[1]～[3]中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物水平取向。
[5]根據[1]～[3]中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物垂直取向。
[6]根據[1]～[3]中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物傾斜取向。
[7]根據[1]～[6]中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，第一閘極絕緣層含有選自聚醯亞胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆樹脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、環氧樹脂、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟樹脂、聚環烯烴、聚倍半矽氧烷、聚矽氧烷、聚酯、聚醚碸以及聚醚酮中的有機高分子化合物。
本說明書中，在特定符號表示的取代基、連接基團等(以下稱為取代基等)為多個時、或者在同時或擇一地規定2個以上的取代基等時，各個取代基等可以相同也可以相互不同。對於取代基等的個數的規定也同樣。另外，在式中以同樣表示方式表示的2個以上部分結構的重複存在的情況下，各部分結構或重複單元可以相同也可以不同。另外，只要不特別聲明，在2個以上的取代基等臨近(特別相鄰)時，它們也可以相互連接或稠合而形成環。
本說明書中，關於化合物(包括聚合物)的表示，其含義除了該化合物本身，還包括其鹽、其離子。另外，還包括在發揮目標效果的範圍內改變結構的一部分而得到的化合物。
本說明書中，關於未明確記載取代、無取代的取代基(對於連接基團也同樣)，其含義是指在發揮所期望的效果的範圍內，該基團上可以進一步具有取代基。這對於未明確記載取代、無取代的化合物也表示相同的含義。
需要說明的是，本說明書中，使用“～”表示的數值範圍是指包含“～”前後所記載的數值作為下限值和上限值的範圍。
＜發明的效果＞
本發明的有機薄膜電晶體顯示出優異的載流子遷移率，能夠使開關操作更快速地進行。另外，本發明的有機薄膜電晶體的耐熱性也優異。因此，即使在有機薄膜電晶體由於高電壓、高電流而升溫至高溫這樣的情況下，閘極絕緣層的固定取向狀態也不會受損，開關操作良好且迅速，性能的劣化小。
在適當參考附圖的情況下，由下述的記載應當可以明確本發明的上述特徵和優點以及其他的特徵和優點。
以下，詳細說明本發明。
＜有機薄膜電晶體＞
以下對本發明的有機薄膜電晶體(以下簡稱為“本發明的OTFT”)的方式進行說明。
本發明的OTFT為底閘方式，具有基板、設置在基板上的閘極電極、覆蓋閘極電極而設置的第一閘極絕緣層、設置在第一閘極絕緣層上的第二閘極絕緣層、設置在第二閘極絕緣層上的有機半導體層、以及與有機半導體層接觸地設置且藉由有機半導體層連結的源極電極和汲極電極。對閘極電極施加電壓時，在源極電極-汲極電極之間的半導體層與相鄰的層的介面上形成電流的流路(溝道)。即，根據施加到閘極電極上的輸入電壓，控制在源極電極與汲極電極之間流動的電流。
基於附圖對本發明的OTFT的優選方式進行說明。附圖所示的各OTFT為用於使本發明易於理解的示意圖，各部件的尺寸或相對的大小關係等有時為了便於說明而改變了大小，並不是直接表示實際的關係。另外，除了本發明中規定的事項以外，並不限定於這些附圖所示的外形、形狀。
圖1(A)和(B)各自為示意性地表示本發明的OTFT的代表性優選方式的縱截面圖。圖1(A)和(B)中，1表示有機半導體層，2表示閘極絕緣層，3表示源極電極，4表示汲極電極，5表示閘極電極，6表示基板。閘極絕緣層2由第一閘極絕緣層2A和第二閘極絕緣層2B構成。對第一閘極絕緣層2A的第二閘極絕緣層側表面2a實施了取向處理。能夠使作為第二閘極絕緣層的構成材料的液晶性化合物沿著該取向處理取向。
另外，圖1(A)示出了底閘-底接觸型，圖1(B)示出了底閘-頂接觸型。本發明的OTFT包括上述2種方式。雖然省略了圖示，但有時在OTFT的附圖最上部(與基板6相反的一側)形成有覆蓋層。
以下對構成本發明的OTFT的部件或材料進行說明。
＜基板＞
基板只要是能夠支撐在OTFT及其上製作的顯示面板等的基板即可。基板只要表面具有絕緣性、為片狀且表面平坦，則沒有特別限定。
作為基板的材料，可以使用無機材料。作為由無機材料構成的基板，例如可以舉出鈉鈣玻璃、石英玻璃等各種玻璃基板、表面上形成有絕緣膜的各種玻璃基板、表面上形成有絕緣膜的石英基板、表面上形成有絕緣膜的矽基板、藍寶石基板、由不銹鋼、鋁、鎳等各種合金或各種金屬構成的金屬基板、金屬箔、紙等。
在基板由不銹鋼片、鋁箔、銅箔或矽晶片等導電性或半導體性的材料形成的情況下，通常在表面上塗布或層疊絕緣性的高分子材料或金屬氧化物等來使用。
另外，作為基板的材料，可以使用有機材料。例如可以舉出由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚醚碸(PES)、聚醯亞胺、聚醯胺、聚縮醛、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙醚酮、聚烯烴、聚環烯烴中例示的有機聚合物構成的具有可撓性的塑膠基板(也稱為塑膠膜、塑膠片)。另外還可以舉出由雲母形成的基板。
使用這樣的具有可撓性的塑膠基板等時，能夠實現OTFT在例如具有曲面形狀的顯示裝置、電子設備中的組裝或一體化。
從在其他層的層疊時、加熱時不易軟化的方面考慮，形成基板的有機材料優選玻璃化轉變點高，優選玻璃化轉變點為40℃以上的有機材料。另外，從不易因製造時的熱處理引起尺寸變化、電晶體性能的穩定性優異的方面考慮，優選線膨脹係數小。例如，優選線膨脹係數為25×10-5 cm/cm・℃以下的材料，更優選線膨脹係數為10×10-5 cm/cm・℃以下的材料。
另外，構成基板的有機材料優選對OTFT製作時使用的溶劑具有耐性的材料，另外，優選與閘極絕緣層和電極的密合性優異的材料。
此外，還優選使用由氣體阻隔性高的有機聚合物構成的塑膠基板。
還優選在基板的至少單面上設置緻密的氧化矽膜等，或者蒸鍍或層疊無機材料。
作為基板，除上述以外，還可以舉出導電性基板(由金、鋁等金屬構成的基板、由高取向性石墨構成的基板、不銹鋼製基板等)。
可以在基板上形成用於改善密合性、平坦性的緩衝層、用於提高氣體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層等表面處理層，可以對表面實施電暈處理、等離子體處理、UV/臭氧處理等表面處理。
基板的厚度優選為10mm以下，進一步優選為2mm以下，特別優選為1mm以下。另外，另一方面，優選為0.01mm以上，更優選為0.05mm以上。特別是在塑膠基板的情況下，優選厚度為約0.05mm～0.1mm。另外，在由無機材料構成的基板的情況下，優選厚度為約0.1mm～10mm。
＜閘極電極＞
閘極電極可以使用作為OTFT的閘極電極使用的現有公知電極。作為構成閘極電極的導電性材料(也稱為電極材料)，沒有特別限定。例如可以舉出：鉑、金、銀、鋁、鉻、鎳、銅、鉬、鈦、鎂、鈣、鋇、鈉、鈀、鐵、錳等金屬；氧化銦(InO2 )、氧化錫(SnO2 )、銦-錫氧化物(ITO)、摻雜氟的氧化錫(FTO)、摻雜鋁的氧化鋅(AZO)、摻雜鎵的氧化鋅(GZO)等導電性金屬氧化物；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等導電性高分子；添加有酸(例如，鹽酸、硫酸、磺酸等)、路易士酸(例如，PF6 、AsF5 、FeCl3 等)、鹵原子(例如，碘等)、金屬原子(例如，鈉、鉀等)等摻雜劑的上述導電性高分子、以及分散有炭黑、石墨粉、金屬微粒等的導電性複合材料等。這些材料可以僅使用一種，也可以以任意組合和比例合用兩種以上。
另外，閘極電極可以為由上述導電性材料構成的一層，也可以將兩層以上層疊。
閘極電極的形成方法沒有限制。例如可以舉出將利用真空蒸鍍法等物理蒸鍍法(PVD)、化學蒸鍍法(CVD法)、濺射法、印刷法(塗布法)、轉印法、溶膠凝膠法、鍍覆法等形成的膜根據需要圖案化為所期望的形狀的方法。
塗布法中，製備上述材料的溶液、糊料或分散液，進行塗布，通過乾燥、煆燒、光固化或老化等形成膜，或者可以直接形成電極。
另外，噴墨印刷、絲網印刷、(反轉)膠版印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、熱轉印印刷、微接觸印刷法等能夠實現所期望的圖案化，從工序的簡化、成本降低、高速化的方面考慮是優選的。
在採用旋塗法、模塗法、微凹版塗布法、浸漬塗布法的情況下，也可以與下述光刻法等組合來進行圖案化。
作為光刻法，例如可以舉出將光致抗蝕劑的圖案化與利用蝕刻液的濕蝕刻、利用反應性等離子體的乾蝕刻等蝕刻、浮脫法等組合的方法等。
作為其他的圖案化方法，還可以舉出對上述材料照射鐳射、電子束等能量射線並進行研磨、或者改變材料的導電性的方法。
此外，還可以舉出使印刷到基板以外的支撐體上的閘極電極用組合物轉印到基板等基底層上的方法。
閘極電極的厚度是任意的，但優選為1nm以上，特別優選為10nm以上。另外，優選為500nm以下，特別優選為200nm以下。
＜閘極絕緣層＞
＜＜第一閘極絕緣層＞＞
第一閘極絕緣層只要是具有絕緣性的層則沒有特別限定，可以為單層，也可以為多層。
第一閘極絕緣層優選由絕緣性的材料形成，作為絕緣性的材料，例如可以優選舉出有機高分子、無機氧化物等。
有機高分子和無機氧化物等只要具有絕緣性則沒有特別限定，優選能夠形成薄膜的、例如厚度為1μm以下的薄膜的有機高分子、無機氧化物。
有機高分子、無機氧化物可以各自使用一種，也可以合用兩種以上，另外，還可以將有機高分子與無機氧化物合用。
作為有機高分子，沒有特別限定，例如可以舉出：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所代表的環狀氟代烷基聚合物、聚環烯烴、聚酯、聚醚碸、聚醚酮、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚二甲基矽氧烷(PDMS)所代表的聚有機矽氧烷、聚倍半矽氧烷或聚丁橡膠等。另外，除上述以外，還可以舉出酚樹脂、酚醛清漆樹脂、肉桂酸酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚對苯二亞甲基樹脂等熱固性樹脂。
有機高分子也可以與具有烷氧基甲矽烷基、乙烯基、丙烯醯氧基、環氧基、羥甲基等反應性取代基的化合物合用。
在使用有機高分子形成第一閘極絕緣層的情況下，為了增強第一閘極絕緣層的耐溶劑性、絕緣耐性等，還優選使有機高分子交聯、固化。交聯優選通過利用光、熱或者這兩者使其產生酸或自由基來進行。
在利用自由基進行交聯的情況下，作為利用光或熱來產生自由基的自由基引發劑，例如可以優選使用日本特開2013-214649號公報的[0182]～[0186]段記載的熱聚合引發劑(H1)和光聚合引發劑(H2)、日本特開2011-186069號公報的[0046]～[0051]段記載的光自由基引發劑、日本特開2010-285518號公報的[0042]～[0056]段記載的光自由基聚合引發劑等，優選將這些內容併入本申請說明書中。
另外，也優選使用日本特開2013-214649號公報的[0167]～[0177]段記載的“數均分子量(Mn)為140～5000、具有交聯性官能團且不具有氟原子的化合物(G)”，優選將這些內容併入本申請說明書中。
在利用酸進行交聯的情況下，作為利用光來產生酸的光產酸劑，例如可以優選使用日本特開2010-285518號公報的[0033]～[0034]段記載的光陽離子聚合引發劑、日本特開2012-163946號公報的[0120]～[0136]段記載的產酸劑，可以特別優選使用鋶鹽、碘鎓鹽等，優選將這些內容併入本申請說明書中。
作為利用熱來產生酸的熱產酸劑(催化劑)，例如可以優選使用日本特開2010-285518號公報的[0035]～[0038]段記載的熱陽離子聚合引發劑、特別是鎓鹽等；日本特開2005-354012號公報的[0034]～[0035]段記載的催化劑、可以特別優選使用磺酸類和磺酸胺鹽等，優選將這些內容併入本申請說明書中。
另外，還優選使用日本特開2005-354012號公報的[0032]～[0033]段記載的交聯劑、特別是二官能以上的環氧化合物、氧雜環丁烷化合物；日本特開2006-303465號公報的[0046]～[0062]段記載的交聯劑、特別優選使用特徵在於具有2個以上的交聯基且該交聯基中的至少1個為羥甲基或NH基的化合物；以及日本特開2012-163946號公報的[0137]～[0145]段記載的、分子內具有2個以上的羥甲基或烷氧基甲基的化合物，優選將這些內容併入本申請說明書中。
第一閘極絕緣層更優選含有選自聚醯亞胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆樹脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、環氧樹脂、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟樹脂、聚環烯烴、聚倍半矽氧烷、聚矽氧烷、聚酯、聚醚碸以及聚醚酮中的有機高分子，進一步優選由這些有機高分子形成。
作為上述氟樹脂，優選聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。作為上述聚矽氧烷，優選二烷基聚矽氧烷，更優選聚二甲基矽氧烷。
第一閘極絕緣層中含有的上述有機高分子可以如上所述形成交聯結構。另外，可以為以上述有機高分子(聚合物)的構成成分作為結構單元的共聚物的方式。
作為使用有機高分子形成第一閘極絕緣層的方法，例如可以舉出對有機高分子進行塗布、固化的方法。塗布方法沒有特別限定，可以舉出上述的各印刷法。其中，優選微凹版印刷法、浸漬塗布法、絲網塗布印刷、模塗法或旋塗法等濕式塗布法。
作為上述無機氧化物，沒有特別限定，例如可以舉出二氧化矽、氮化矽(SiNY )、氧化鉿、二氧化鈦、氧化鉭、氧化鋁、氧化鈮、氧化鋯、氧化銅、氧化鎳等氧化物，另外，可以舉出SrTiO3 、CaTiO3 、BaTiO3 、MgTiO3 、SrNb2 O6 這樣的鈣鈦礦、或者它們的複合氧化物或混合物等。此處，作為二氧化矽，除了氧化矽(SiOX )以外，還包括BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化矽(SiON)、SOG(旋塗玻璃)、低介電常數SiO2 系材料(例如，聚芳基醚、環全氟碳聚合物以及苯並環丁烯、環狀氟樹脂、聚四氟乙烯、氟代芳基醚、氟化聚醯亞胺、無定形碳、有機SOG)。
作為使用無機氧化物形成第一閘極絕緣層的方法，例如可以使用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍或CVD法等真空成膜法，另外成膜中可以使用利用任意氣體而得到的等離子體或離子槍、自由基槍等進行輔助。
另外，也可以通過如下方法來形成：使各個金屬氧化物所對應的前體、具體地說使氯化物、溴化物等金屬鹵化物、金屬醇鹽、金屬氫氧化物等在醇或水中與鹽酸、硫酸、硝酸等酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿反應而進行水解。在使用這樣的溶液系的工藝的情況下，可以使用上述濕式塗布法。
除了上述的方法以外，第一閘極絕緣層也可以通過根據需要將浮脫法、溶膠-凝膠法、電沉積法和蔭罩法中的任意一種方法與圖案化法組合而成的方法來設置。
第一閘極絕緣層可以實施電暈處理、等離子體處理、UV/臭氧處理等表面處理。
-第一閘極絕緣層表面的取向處理-
第一閘極絕緣層中，在其第二閘極絕緣層側表面實施了取向處理。取向處理的方法沒有特別限制，可以採用現有公知的取向處理方法。例如，可以通過構成第一絕緣層的有機化合物(優選聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜向蒸鍍、具有密紋的層的形成、或者朗繆爾-布勞傑特(Langmuir Blodgett)法(LB膜)產生的有機化合物(例如，ω-二十三烷酸、硬脂酸甲酯)的累積來實施取向處理。此外，也可以通過對構成第一絕緣層表面的有機化合物施加電場、磁場或者對構成第一絕緣層表面的有機化合物進行光照射(線偏振光照射或非偏振光照射)來進行取向處理。
其中，本發明中，優選採用第一閘極絕緣層的至少第二絕緣層側表面由聚合物構成並且對該第二絕緣層側表面進行摩擦的方法。摩擦處理通過可以通過將聚合物層的表面用紙、布沿一定方向擦拭數次來實施。特別是本發明中，優選通過《液晶便覧》(出版社：丸善株式會社、2000年10月30日出版、226～229頁)中記載的方法來實施摩擦處理。
對第一閘極絕緣層的第二閘極絕緣層側表面實施了取向處理，由此，能夠使作為後述的第二閘極絕緣層的材料的聚合性液晶性化合物沿取向處理進行取向。
＜＜第二閘極絕緣層＞＞
第二閘極絕緣層使用一種或兩種以上的聚合性的(具有聚合性基團的)液晶性化合物來形成。第二閘極絕緣層是將沿第一閘極絕緣層表面所實施的上述取向處理進行了取向的聚合性液晶性化合物在保持該取向狀態的狀態下進行聚合而形成的層。通過該聚合反應，上述液晶性化合物的取向狀態被固定化(即聚合固定化)。
本說明書中，“將液晶性化合物在取向狀態下聚合固定化”是指，使聚合性液晶性化合物的取向通過聚合反應被穩定地保持的狀態。通過將液晶性化合物在取向狀態下聚合固定化，通常，在0℃至100℃的溫度範圍內，聚合固定化後的液晶性化合物不顯示流動性，並且，即使施加外場、外力，也能夠穩定地持續保持固定化的取向形態。需要說明的是，聚合性液晶性化合物在取向狀態下被聚合固定化時，已經不表現液晶性。
-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導入有聚合性基團的結構。聚合性基團沒有特別限制，例如可以廣泛採用具有烯鍵式不飽和基團(即，是指具有在溴值、碘值的測定中被消耗的烯鍵(碳-碳雙鍵)的基團。不是像苯那樣的顯示芳香性的不飽和基團)、環氧基、氧雜環丁烷基等環狀醚基等。烯鍵式不飽和基團優選以丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙烯醯胺基、乙烯基、苯乙烯基等的形式導入。聚合性液晶性化合物所具有的聚合性基團的個數沒有特別限制。例如，可以使用1分子中的聚合性基團的個數為1～6的液晶性化合物。更優選1分子的聚合性液晶性化合物中的聚合性基團的個數為1～5，進一步優選為1～3。
用於本發明的聚合性液晶性化合物可以為盤狀液晶性化合物(也稱為圓盤狀液晶性化合物)，也可以為棒狀液晶性化合物。
(盤狀液晶性化合物)
本發明中，第二閘極絕緣層的形成可以使用聚合性的盤狀液晶性化合物。作為聚合性的盤狀液晶性化合物，可以使用在現有公知的盤狀液晶性化合物中導入有聚合性基團的方式的化合物。盤狀液晶性化合物記載在各種文獻(C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., 71卷, 111頁(1981)；日本化學會編、《季刊化學総説》(季刊化學綜述)、22卷、《液晶の化學》(液晶的化學)、第5章、第10章第二節(1994)；B. Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,1794頁(1985)；J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol.116, 2655頁(1994))中。關於盤狀液晶性化合物的聚合，例如在日本特開平8-27284號公報中有記載。
作為本發明中可以優選使用的、具有聚合性基團的盤狀液晶性化合物的具體例，可以舉出日本特開2009-97002號公報[0038]～[0069]段所記載的化合物(1,3,5取代苯型盤狀液晶性化合物)之中X為具有聚合性基團的基團的方式。另外，日本特開2007-108732號公報的第[0062]～[0067]段記載的化合物之中具有聚合性基團作為取代基的方式的化合物也可以作為具有聚合性基團的盤狀液晶性化合物優選用於本發明中。
(棒狀液晶性化合物)
本發明中，在第二閘極絕緣層的形成中，也可以使用聚合性的棒狀液晶性化合物作為聚合性液晶性化合物。作為聚合性的棒狀液晶性化合物，可以使用在現有公知的棒狀液晶性化合物中導入有聚合性基團的化合物。作為棒狀液晶性化合物，可以優選使用偶氮甲堿類、氧化偶氮基類、氰基聯苯類、氰基苯基酯類、苯甲酸酯類、環己烷羧酸苯基酯類、氰基苯基環己烷類、氰基取代苯基嘧啶類、烷氧基取代苯基嘧啶類、苯基二氧六環類、二苯乙炔類和烯基環己基苯甲腈類。聚合性的棒狀液晶性化合物中，1分子中的聚合性基團的個數優選為1～6個，更優選為1～3個。作為聚合性的棒狀液晶性化合物，例如可以使用Makromol. Chem., 190卷、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5卷、107頁(1993年)、美國專利第4683327號說明書、美國專利第5622648號說明書、美國專利第5770107號說明書、國際公開95/22586號公報、國際公開95/24455號公報、國際公開97/00600號公報、國際公開98/23580號公報、國際公開98/52905號公報、日本特開平1-272551號公報、日本特開平6-16616號公報、日本特開平7-110469號公報、日本特開平11-80081號公報以及日本特開2001-328973號公報所記載的化合物。
聚合性液晶性化合物中，優選：在第一閘極絕緣層上，在至少第二閘極絕緣層的形成有機半導體層的一側的表面，其分子取向方向成為垂直取向、水平取向和傾斜取向中的任意一種狀態，並且該取向狀態通過聚合反應被固定化(即，優選在OTFT的第二閘極絕緣層的有機半導體側表面，聚合固定化後的液晶性化合物的取向方向為垂直取向、水平取向或傾斜取向)。第二閘極絕緣層中，聚合固定化後的液晶性化合物的取向方向在自第一絕緣層側表面至有機半導體層側表面之間可以相同，也可以不同。通常，從第二閘極絕緣層的第一絕緣層側至有機半導體層側之間的、聚合固定化後的液晶性化合物的取向方向相同。
本說明書中，聚合性液晶性化合物或聚合固定化後的液晶性化合物進行了“垂直取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合後的液晶性化合物相對於第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面以80～90度的範圍的平均傾斜角進行了取向。
另外，本說明書中，聚合性液晶性化合物或聚合後的液晶性化合物進行了“水平取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合後的液晶性化合物相對於第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面以0～10度的範圍的平均傾斜角進行了取向。
另外，本說明書中，聚合性液晶性化合物或聚合後的液晶性化合物進行了“傾斜取向”是指，聚合性液晶性化合物或聚合後的液晶性化合物相對於第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面以大於10度且小於80度的範圍的平均傾斜角進行了取向。
本說明書中，“平均傾斜角”在盤狀液晶性分子的情況下是指，圓盤面與第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面的平均角度，在棒狀液晶性分子的情況下是指，棒狀液晶性分子的長軸方向與第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面的平均角度。平均傾斜角的最小值為0度，最大值為90度。上述“平均角度”可以使用橢圓光度法，對延遲在慢軸和快軸這兩個方向上的入射角依賴性進行擬合來計算。
在聚合性液晶性化合物為棒狀液晶性化合物的情況下，在形成第二閘極絕緣層時，在第一閘極絕緣層上，優選聚合性液晶性化合物的液晶相成為向列相或近晶相，並且該取向狀態通過聚合反應被固定化。
另外，在聚合性液晶性化合物為圓盤狀液晶性化合物的情況下，在形成第二閘極絕緣層時，在第一閘極絕緣層上，優選聚合性液晶性化合物的液晶相成為盤狀向列相，並且該取向狀態通過聚合反應被固定化。
用於本發明的聚合性液晶性化合物優選其分子量為400～3000，更優選為600～2000。
液晶取向層可以僅由一層構成，也可以為兩層以上的層疊體。
第二閘極絕緣層中，除了液晶性化合物的聚合物以外，還可以含有來自於第二閘極絕緣層的形成材料的成分，例如空氣介面取向控制劑、防縮孔劑、聚合引發劑、聚合性單體。
第二閘極絕緣層通過下述方法形成：製備使用於形成第二閘極絕緣層的各種材料(上述聚合性液晶性化合物、空氣介面取向控制劑、防縮孔劑、聚合引發劑、聚合性單體等)溶解或分散於溶劑中而得到的塗布液，將該塗布液塗布到第一閘極絕緣層的取向處理面上，對其進行加熱等，由此使聚合性液晶性化合物沿第一閘極絕緣層的取向處理進行取向，在該取向的同時或該取向之後，將取向後的聚合性液晶性化合物聚合固定化，由此形成第二閘極絕緣層。以下對能夠構成上述塗布液的聚合性液晶性化合物以外的成分進行說明。
-空氣介面取向控制劑-
通過對空氣介面(形成有機半導體層的一側的表面)上不均勻存在的添加劑與構成第二閘極絕緣層的聚合性液晶性化合物的組合進行選擇，能夠更高效地使聚合性液晶性化合物相對於第二閘極絕緣層的有機半導體層側表面進行傾斜取向、垂直取向或水平取向。
作為空氣介面取向控制劑，可以使用現有公知的空氣介面取向控制劑。其中，優選分子內具有1個以上的碳原子數為6～40的取代或無取代的脂肪族基團、或者碳原子數為6～40的取代或無取代的脂肪族取代低聚矽氧烷氧基的化合物，更優選分子內具有2個以上的碳原子數為6～40的取代或無取代的脂肪族基團、或者碳原子數為6～40的取代或無取代的脂肪族取代低聚矽氧烷氧基的化合物。本發明中可使用的空氣介面取向控制劑例如記載在日本特開平11-352328號公報、日本特開2002-20363號公報中。另外，作為空氣介面取向控制劑，可以使用表面活性劑。作為該表面活性劑，可以舉出現有公知的表面活性劑，特別優選氟類化合物。具體地說，例如可以舉出日本特開2001-330725號公報的第[0028]～[0056]段記載的化合物、日本特開2005-179636號公報的第[0100]～[0118]段記載的化合物。
空氣介面取向控制劑在塗布液中的含量沒有特別限制，優選相對於聚合性液晶性化合物100質量份為0.2質量份～10質量份，更優選為0.2質量份～5質量份，進一步優選為0.2質量份～3質量份。
-防縮孔劑-
防縮孔劑是用於防止塗布塗布液時的縮孔的材料。作為用作防縮孔劑的化合物，只要不顯著阻礙本發明的液晶性組合物的傾斜角變化、取向，則沒有特別限制，高分子化合物和低分子化合物均可以使用。防縮孔劑優選為聚合物。
關於作為防縮孔劑使用的聚合物的例子，例如在日本特開平8-95030號公報中有記載。作為防縮孔劑的特別優選的聚合物的例子，可以舉出纖維素酯。作為纖維素酯的例子，可以舉出乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、羥丙基纖維素和乙酸丁酸纖維素。
為了不阻礙聚合性液晶性化合物的取向，出於防收縮目的而使用的聚合物在塗布液中的濃度優選設定為0.1～10質量%，更優選設定為0.1～8質量%，進一步優選設定為0.1～5質量%。
另外，作為防縮孔劑，也可以使用表面活性劑。作為該表面活性劑，可以舉出現有公知的表面活性劑，特別優選氟類化合物。具體地說，例如可以舉出日本特開2001-330725號公報的第[0028]～[0056]段記載的化合物、日本特開2005-179636號公報的第[0100]～[0118]段記載的化合物。防縮孔劑可以兼作空氣介面取向控制劑。上述表面活性劑在塗布液中的濃度優選為0.005～8質量%，更優選為0.05～2.5質量%。
-聚合引發劑-
聚合引發劑可以根據目標聚合反應來適當選擇，例如可以使用光聚合引發劑、熱聚合引發劑。作為這些聚合引發劑，可以使用作為聚合引發劑的現有公知的化合物。關於聚合反應，如後所述，為了防止基板等因熱而變形、變質，優選採用光聚合反應，因此，所使用的聚合引發劑優選光聚合引發劑。作為光聚合引發劑，可以舉出自由基聚合引發劑和光陽離子聚合引發劑。自由基聚合引發劑適合在液晶性化合物所具有的聚合性基團為烯鍵式不飽和基團的情況下使用。另外，在液晶性化合物所具有的聚合性基團為環氧基、氧雜環丁烷基、羥甲基等的情況下，適合使用光陽離子聚合引發劑(優選上述的光產酸劑)。本發明中，更優選自由基聚合引發劑。
作為上述光聚合引發劑，例如可以舉出：α-羰基化合物(例如，美國專利第2367661號、美國專利第2367670號的各說明書記載的α-羰基化合物)、偶姻醚(例如，美國專利第2448828號說明書記載的偶姻醚)、α烴取代芳香族偶姻化合物(例如，美國專利第2722512號說明書記載的α烴取代芳香族偶姻化合物)、多核醌化合物(例如，美國專利第3046127號、美國專利第2951758號的各說明書記載的多核醌化合物)、三芳基咪唑二聚物與對氨基苯基甲酮的組合(例如，美國專利第3549367號說明書記載的三芳基咪唑二聚物與對氨基苯基甲酮的組合)、吖啶和吩嗪化合物(例如，日本特開昭60-105667號公報和美國專利第4239850號說明書記載的吖啶和吩嗪化合物)以及噁二唑化合物(例如，美國專利第4212970號說明書記載的噁二唑化合物)等。
塗布液中的光聚合引發劑的用量在塗布液的固體成分中優選為0.01～20質量%，更優選為0.5～5質量%。
-聚合性單體-
用於形成第二閘極絕緣層的上述塗布液可以含有聚合性單體。聚合性單體只要與聚合性液晶性化合物具有相容性、不會顯著引起聚合性液晶性化合物的取向障礙，則沒有特別限制。為了更高效地將液晶性化合物的取向狀態固定化，優選使用具有聚合活性的烯鍵式不飽和基團(例如乙烯基、乙烯基氧基、丙烯醯基和甲基丙烯醯基等)的化合物。上述聚合性單體在塗布液中的含量優選相對於塗布液中的聚合性液晶性化合物100質量%為0.5～50質量%，更優選為1～30質量%。另外，使用聚合性基團的個數為2個以上的單體時，可以期待提高耐溶劑性的效果，因此特別優選。1分子聚合性單體所具有的聚合性基團的個數優選為2～6個，更優選為2～4個。
聚合性單體的分子量優選為100～600，更優選為150～400。
-塗布溶劑-
作為用於形成第二閘極絕緣層的上述塗布液中使用的溶劑，優選使用有機溶劑。作為該有機溶劑，例如可以舉出：醯胺(例如，N,N-二甲基甲醯胺)、亞碸(例如，二甲基亞碸)、雜環化合物(例如，吡啶)、烴(例如，甲苯、己烷)、鹵代烷(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、甲基異丁基酮、環己酮)、醚(例如，四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。其中，優選鹵代烷、酯和酮。上述塗布液中可以合用兩種以上的有機溶劑。
-塗布方式-
第二閘極絕緣層的形成時，首先，製備用於形成上述的第二閘極絕緣層的塗布液，將該塗布液塗布到表面進行了取向處理的第一閘極絕緣層上，使聚合性液晶性化合物進行取向。塗布液的塗布可以通過公知的方法(例如，旋轉塗布法、線棒塗布法、擠出塗布法、直接凹版塗布法、反向凹版塗布法、模塗法)來實施。
-聚合性液晶性化合物的取向-
將塗布液進行塗布後，加熱至液晶溫度範圍，由此能夠使聚合性液晶性化合物進行取向。液晶溫度範圍優選為50℃～200℃，更優選為70℃～150℃。在液晶溫度高的情況下，可以通過各種材料的添加量來調整。
＜聚合方法＞
沿第一閘極絕緣層表面的取向處理使聚合性液晶性化合物取向後，為了將該取向狀態固定化，使聚合性液晶性化合物(在用於形成第二閘極絕緣層的塗布液在聚合性液晶性化合物之外還含有聚合性單體的情況下，使聚合性液晶性化合物和聚合性單體)聚合。該聚合反應包括使用熱聚合引發劑的熱聚合反應、使用光聚合引發劑的光聚合反應和利用電子射線照射的聚合反應，但為了防止支撐體等因熱而變形、變質，也優選光聚合反應或利用電子射線照射的聚合反應，更優選光聚合反應。作為光聚合反應，優選自由基聚合反應或陽離子聚合反應，更優選自由基聚合反應。
用於聚合的光照射優選使用紫外線。照射能量(積分)優選為0.01～50J/cm2 ，更優選為0.05～0.8J/cm2 。為了促進光聚合反應，可以在加熱條件下實施光照射。另外，由於氣氛的氧濃度會影響聚合度，因此，在空氣中達不到所期望的聚合度的情況下，優選通過氮氣置換等方法使氧濃度降低。作為實施聚合反應的氣氛中的優選氧濃度，優選10%以下，進一步優選7%以下，更優選3%以下。光聚合反應的反應溫度優選設定為40～150℃，更優選設定為60～100℃。
＜有機半導體層＞
有機半導體層為顯示出半導體性且能夠蓄積載流子的層。
有機半導體層只要是含有有機半導體的層即可。
作為有機半導體，沒有特別限定，可以舉出有機聚合物及其衍生物、低分子化合物等。
本發明中，低分子化合物是指有機聚合物及其衍生物以外的化合物。即，是指不具有重複單元的化合物。低分子化合物只要是這樣的化合物，則分子量沒有特別限定。低分子化合物的分子量優選為300～2000，進一步優選為400～1000。
作為低分子化合物，可以舉出稠合多環芳香族化合物。例如可以舉出：並四苯、並五苯(2,3,6,7-二苯並蒽)、並六苯、並七苯、二苯並並五苯、四苯並並五苯等並苯、雙噻吩蒽、芘、苯並芘、二苯並芘、1,2-苯並菲、二萘嵌苯、六苯並苯、三萘嵌二苯、卵苯、四萘嵌三苯、迴圈蒽(Circumanthracene)、將它們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將上述碳原子上鍵合的至少一個氫原子用羰基等官能團取代而得到的衍生物(含有迫呫噸並呫噸(peri-Xanthenoxanthene)及其衍生物的二氧雜蒽嵌蒽系化合物、三苯並二噁嗪、三苯並二噻嗪、並六苯-6,15-醌等)、以及將上述氫原子用其他官能團取代而得到的衍生物。
另外，還可以舉出：酞菁銅所代表的金屬酞菁、四硫並環戊二烯及其衍生物、萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N’-雙(4-三氟甲基苄基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N’-雙(1H,1H-全氟辛基)、N,N’-雙(1H,1H-全氟丁基)、N,N’-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等萘四羧酸二醯亞胺、蒽-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等蒽四羧酸二醯亞胺等稠環四羧酸二醯亞胺、C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯及它們的衍生物、SWNT等碳納米管、部花青色素、半菁色素等色素及它們的衍生物等。
此外，還可以舉出聚蒽、苯並[9,10]菲、喹吖啶酮。
另外，作為低分子化合物，例如可以例示：4,4’-聯苯二硫醇(BPDT)、4,4’-二異氰基聯苯、4,4’-二異氰基-對三聯苯、2,5-雙(5’-硫代乙醯基-2’-苯硫基)噻吩、2,5-雙(5’-硫代乙醯氧基-2’-苯硫基)噻吩、4,4’-二異氰基苯基、聯苯胺(聯苯-4,4’-二胺)、TCNQ(四氰基對苯二醌二甲烷)、四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物、四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ絡合物、雙(亞乙基二硫醇)四硫代富瓦烯(BEDTTTF)-高氯酸絡合物、BEDTTTF-碘絡合物、TCNQ-碘絡合物所代表的電荷轉移絡合物、聯苯-4,4’-二羧酸、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-異氰基苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯、2,2”-二羥基-1,1’:4’,1”-三聯苯、4,4’-聯苯二乙醇、4,4’-聯苯二醇、4,4’-聯苯二異氰酸酯、1,4-二乙炔基苯、二乙基聯苯-4,4’-二羧酸酯、苯並[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、四硫並四苯、四硒並四苯、四碲並四苯、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(二苯並噻吩硫化物)。
有機半導體優選低分子化合物，其中，優選稠合多環芳香族化合物。稠合多環芳香族化合物的載流子遷移率和耐久性的提高效果高，而且還顯示出優異的閾值電壓降低效果。
稠合多環芳香族化合物優選式(A1)～(A4)中的任意一式表示的並苯以及下述通式(C)～(T)中的任意一式表示的化合物，更優選下述通式(C)～(T)中的任意一式表示的化合物。
作為稠合多環芳香族化合物優選的並苯為下式(A1)或(A2)表示的並苯。
＜化1＞                         通式(A1)                                           通式(A2)
式中，RA1 ～RA6 、XA1 和XA2 表示氫原子或取代基。
ZA1 和ZA2 表示S(硫)、O(氧)、Se(硒)或Te(銻)。
nA1和nA2表示0～3的整數。其中，nA1和nA2不同時為0。
作為RA1 ～RA6 、XA1 和XA2 各自表示的取代基，没有特别限定，可以舉出：烷基(例如，甲基、乙基、丙基、異丙基、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)、環烷基(例如，環戊基、環己基等)、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、異丙烯基等)、炔基(例如，乙炔基、丙炔基等)、芳香族烴基(也稱為芳香族碳環基、芳基等，例如，苯基、對氯苯基、三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、甘菊環基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、芳香族雜環基(也稱為雜芳基，例如，吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、苯並咪唑基、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、苯並噁唑基、噻唑基、異噁唑基、異噻唑基、呋吖基、噻吩基、喹啉基、苯並呋喃基、二苯並呋喃基、苯並噻吩基、二苯並噻吩基、吲哚基、哢唑基、哢啉基、二氮雜哢唑基(表示構成哢啉基的哢啉環的碳原子中的一個被氮原子取代而得到的基團)、喹喔啉基、達嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪基等)、雜環基(也稱為雜芳基環基等，例如，吡咯烷基、咪唑烷基、嗎啉基(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)、環烷氧基(例如，環戊氧基、環己氧基等)、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)、環烷硫基(例如，環戊硫基、環己硫基等)、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)、氨磺醯基(例如，氨基磺醯基、甲基氨基磺醯基、二甲基氨基磺醯基、丁基氨基磺醯基、己基氨基磺醯基、環己基氨基磺醯基、辛基氨基磺醯基、十二烷基氨基磺醯基、苯基氨基磺醯基、萘基氨基磺醯基、2-吡啶基氨基磺醯基等)、醯基(例如，乙醯基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、環己基羰基、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)、醯氧基(例如，乙醯基氧基、乙基羰醯氧基、丁基羰醯氧基、辛基羰醯氧基、十二烷基羰醯氧基、苯基羰醯氧基等)、醯胺基(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、環己基羰基氨基、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)、氨甲醯基(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、環己基氨基羰基、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、環己基脲基、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)、亞磺醯基(例如，甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、丁基亞磺醯基、環己基亞磺醯基、2-乙基己基亞磺醯基、十二烷基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、萘基亞磺醯基、2-吡啶基亞磺醯基等)、烷基磺醯基(例如，甲基磺醯基、乙基磺醯基、丁基磺醯基、環己基磺醯基、2-乙基己基磺醯基、十二烷基磺醯基等)、芳基磺醯基(苯基磺醯基、萘基磺醯基、2-吡啶基磺醯基等)、氨基(例如，氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、環戊基氨基、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)、鹵原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子等)、氟代烴基(例如，氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羥基、巰基、甲矽烷基(例如，三甲基甲矽烷基、三異丙基甲矽烷基、三苯基甲矽烷基、苯基二乙基甲矽烷基等)、下述通式(SG1)表示的基團(其中，XA 為Ge或Sn)等。
這些取代基可以進一步具有多個取代基。作為可多個具有的取代基，可以舉出上述RA1 ～RA6 表示的取代基。
上述並苯中，更優選下式(A3)或(A4)表示的並苯。
＜化2＞      通式(A3)                                        通式(A4)
式中，RA7 、RA8 、XA1 和XA2 表示氫原子或取代基。RA7 、RA8 、XA1 和XA2 可以相同也可以不同。RA7 和RA8 表示的取代基優選上述中作為可用作式(A1)和(A2)的RA1 ～RA6 的取代基所列舉的取代基。
ZA1 和ZA2 表示S、O、Se或Te。
nA1和nA2表示0～3的整數。其中，nA1與nA2不同時為0。
式(A3)或(A4)中，RA7 和RA8 優選為下式(SG1)表示的基團。
＜化3＞                       通式(SG1)
式中，RA9 ～RA11 表示取代基。XA 表示Si、Ge或Sn。RA9 ～RA11 表示的取代基優選上述中作為可用作式(A1)和(A2)的RA1 ～RA6 的取代基所列舉的取代基例子。
以下，示出式(A1)～(A4)表示的並苯或並苯衍生物的具體例，但並不限於這些。
＜化4＞
＜化5＞
＜化6＞
＜化7＞
作為稠合多環芳香族化合物，進一步優選下述通式(C)～(T)表示的化合物。
＜化8＞                              通式(C)                                        通式(D)                                                 通式(E)通式(F)                                                       通式(G)                                                 通式(H)通式(J)                                                   通式(K)                                                 通式(L)通式(M)                                        通式(N)                                                 通式(P)通式(Q)                                                      通式(R)通式(S)                                                         通式(T)
通式(C)中，AC1 、AC2 表示氧原子、硫原子或硒原子。優選AC1 、AC2 均表示氧原子、硫原子，更優選均表示硫原子。RC1 ～RC6 表示氫原子或取代基。RC1 ～RC6 中的至少一個為下述通式(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 表示氫原子、烷基、烯基、炔基或醯基。RD1 ～RD8 表示氫原子或取代基，RD1 ～RD8 中的至少一個為下述通式(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 表示氫原子或取代基。RE1 ～RE8 中的至少一个為下述通式(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。優選XF1 和XF2 表示氧原子、硫原子，更優選表示硫原子。RF1 ～RF10 、RFa 和RFb 表示氫原子或取代基。RF1 ～RF10 、RFa 和RFb 中的至少一個為通式(W)表示的取代基。p和q表示0～2的整數。
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 表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基。RG1 ～RG8 表示氫原子或取代基。RG1 ～RG8 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RH7 表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基。RH1 ～RH6 表示氫原子或取代基。RH1 ～RH6 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RJ1 ～RJ9 表示氫原子或取代基。RJ1 ～RJ9 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RK1 ～RK9 表示氫原子或取代基。RK1 ～RK9 中的至少一个為下述通式(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 優選表示氧原子或硫原子。RL1 ～RL11 表示氫原子或取代基，RL1 ～RL11 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RM1 ～RM9 表示氫原子或取代基。RM1 ～RM9 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RN1 ～RN13 表示氫原子或取代基。RN1 ～RN13 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RP1 ～RP13 表示氫原子或取代基。RP1 ～RP13 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RQ1 ～RQ13 表示氫原子或取代基。RQ1 ～RQ13 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RR1 ～RR9 表示氫原子或取代基。RR1 ～RR9 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RS1 ～RS7 表示氫原子或取代基。RS1 ～RS7 中的至少一個為下述通式(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 優選表示硫原子。RT1 ～RT7 表示氫原子或取代基。RT1 ～RT7 中的至少一個為下述通式(W)表示的取代基。
以下，對上述通式(C)～(T)中表示氫原子或取代基的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 (以下稱為取代基RC ～RT )進行說明。
作為取代基RC ～RT 可採用的取代基，可以舉出：鹵原子、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、十五烷基等碳原子數為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、環烷基、雙環烷基、三環烷基等)、烯基(包括1-戊烯基、環烯基、二環烯基等)、炔基(包括1-戊炔基、三甲基甲矽烷基乙炔基、三乙基甲矽烷基乙炔基、三異丙基甲矽烷基乙炔基、2-對丙基苯基乙炔基等)、芳基(包括苯基、萘基、對戊基苯基、3,4-二戊基苯基、對庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯基等碳原子數為6～20的芳基等)、雜環基(也稱為雜環基，包括2-己基呋喃基等)、氰基、羥基、硝基、醯基(包括己醯基、苯甲醯基等)、烷氧基(包括丁氧基等)、芳氧基、甲矽烷氧基、雜環氧基、醯氧基、氨基甲醯基氧基、氨基(包括苯胺基)、醯氨基、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、烷基磺醯基氨基和芳基磺醯基氨基、巰基、烷硫基和芳硫基(包括甲硫基、辛硫基等)、雜環硫基、氨磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基和芳基亞磺醯基、烷基磺醯基和芳基磺醯基、烷氧基羰基和芳氧基羰基、氨基甲醯基、芳基偶氮基和雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦醯基、甲矽烷基[二(三甲基甲矽烷氧基)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(-OSO3 H)、其他公知的取代基。
這些取代基可以進一步具有上述取代基。
其中，作為取代基RC ～RT 可採用的取代基，優選烷基、芳基、烯基、炔基、雜環基、烷氧基、烷硫基、後述的通式(W)表示的基團，更優選碳原子數為1～12的烷基、碳原子數為6～20的芳基、碳原子數為2～12的烯基、碳原子數為2～12的炔基、碳原子數為1～11的烷氧基、碳原子數為5～12的雜環基、碳原子數為1～12的烷硫基、後述的通式(W)表示的基團，特別優選後述的通式(W)表示的基團，進一步特別優選後述的通式(W)表示的基團。
上述RD9 、RG9 和RH7 的烷基、烯基、炔基、醯基、芳基各自與取代基RC ～RT 可採用的取代基中說明過的烷基、烯基、炔基、醯基、芳基的含義相同。
另外，雜芳基與RA1 ～RA6 的取代基中說明過的雜芳基的含義相同。
對通式(W)：-L-RW 表示的基團進行說明。
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價連接基團或者2個以上(優選為2～10個、更優選為2～6個、進一步優選為2或3個)的下述通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團。RW 表示取代或無取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧化乙烯基、氧化乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧化乙烯基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或者取代或無取代的三烷基甲矽烷基。
＜化9＞
通式(L-1)～(L-25)中，波浪線部分表示與形成上述通式(C)～(T)表示的各骨架的任意一個環鍵合的鍵合位置。需要說明的是，本說明書中，在L表示2個以上的通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團的情況下，波浪線部分可以表示與形成上述通式(C)～(T)表示的各骨架的任意一個環鍵合的鍵合位置以及與通式(L-1)～(L-25)表示的二價連接基團中的任意一個二價連接基團鍵合的鍵合位置。
*表示與Rw 的鍵合位置或者與通式(L-1)～(L-25)的波浪線部分的鍵合位置。
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 各自獨立地表示氫原子或取代基，通式(L-1)和(L-2)中的RLZ 可以各自與L所相鄰的RW 鍵合而形成稠環。
RN 表示氫原子或取代基，Rsi 各自獨立地表示氫原子、烷基、烯基或炔基。
其中，通式(L-17)～(L-21)、(L-23)和(L-24)表示的二價連接基團更優選為下述通式(L-17A)～(L-21A)、(L-23A)和(L-24A)表示的二價連接基團。
＜化10＞
此處，在取代或無取代的烷基、氧化乙烯基、氧化乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧化乙烯基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或者取代或無取代的三烷基甲矽烷基存在於取代基末端的情況下，可以解釋為通式(W)中的單獨的-RW ，也可以解釋為通式(W)中的-L-RW 。
本發明中，在主鏈的碳原子數為N個的取代或無取代的烷基存在於取代基末端的情況下，從取代基末端起將所有可能的連接基團包括在內之後，解釋為通式(W)中的-L-RW ，而不解釋為通式(W)中的單獨的-RW 。具體地說，解釋為“與通式(W)中的L相當的(L-1)1個”與“與通式(W)中的RW 相當的主鏈的碳原子數為N-1個的取代或無取代的烷基”鍵合而成的取代基。例如，在作為碳原子數為8的烷基的正辛基存在於取代基末端的情況下，解釋為2個RLZ 為氫原子的(L-1)1個與碳原子數為7的正庚基鍵合而成的取代基。另外，在通式(W)表示的取代基為碳原子數8的烷氧基的情況下，解釋為作為-O-的通式(L-4)表示的連接基團1個、2個RLZ 為氫原子的(L-1)表示的連接基團1個以及碳原子數為7的正庚基鍵合而成的取代基。
另一方面，本發明中，在氧化乙烯基、氧化乙烯單元的重複數v為2以上的低聚氧化乙烯基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基、或者取代或無取代的三烷基甲矽烷基存在於取代基末端的情況下，從取代基末端起將所有可能的連接基團包括在內之後，解釋為通式(W)中的單獨的RW 。例如，在-(OCH2 CH2 )-(OCH2 CH2 )-(OCH2 CH2 )-OCH3 基存在於取代基末端的情況下，解釋為氧化乙烯單元的重複數v為3的僅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價連接基團鍵合而成的連接基團的情況下，通式(L-1)～(L-25)中的任意一式表示的二價連接基團的鍵合數優選為2～4，更優選2或3。
作為通式(L-1)、(L-2)、(L-6)和(L-13)～(L-24)中的取代基RLZ ，可以舉出作為通式(C)～(T)的取代基RC ～RT 可採用的取代基所例示的取代基。其中，優選通式(L-6)中的取代基RLZ 為烷基，在(L-6)中的RLZ 為烷基的情況下，優選該烷基的碳原子數為1～9，從化學穩定性、載流子傳輸性的方面考慮，更優選為4～9，進一步優選為5～9。在(L-6)中的RLZ 為烷基的情況下，從能夠提高載流子遷移率的方面考慮，優選該烷基為直鏈烷基。
作為RN ，可以舉出作為取代基RC ～RT 可採用的取代基所例示的取代基。其中，作為RN ，優選氫原子或甲基。
Rsi 優選為烷基。作為Rsi 可採用的烷基，沒有特別限制， Rsi 可採用的烷基的優選範圍與RW 為甲矽烷基時該甲矽烷基可採用的烷基的優選範圍相同。作為Rsi 可採用的烯基，沒有特別限制，優選取代或無取代的烯基，更優選支化烯基，該烯基的碳原子數優選為2～3。作為Rsi 可採用的炔基，沒有特別限制，優選取代或無取代的炔基，更優選為支鏈炔基，該炔基的碳原子數優選為2～3。
L優選為通式(L-1)～(L-5)、(L-13)、(L-17)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團、或者2個以上的通式(L-1)～(L-5)、(L-13)、(L-17)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團，更優選為通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團、或者2個以上的通式(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團，特別優選為(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)表示的二價連接基團、或者通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團與通式(L-1)表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團。通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團與通式(L-1)表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團中，優選通式(L-1)表示的二價連接基團鍵合在RW 側。
從化學穩定性、載流子傳輸性的方面考慮，特別優選為含有通式(L-1)表示的二價連接基團的二價連接基團；進一步特別優選為通式(L-1)表示的二價連接基團，更進一步特別優選L為通式(L-18)和(L-1)表示的二價連接基團且通過(L-1)與RW 鍵合，RW 為取代或無取代的烷基；更進一步特別優選L為通式(L-18A)和(L-1)表示的二價連接基團且通過(L-1)與RW 鍵合，RW 為取代或無取代的烷基。
通式(W)中，RW 優選為取代或無取代的烷基。通式(W)中，在與RW 相鄰的L為通式(L-1)表示的二價連接基團的情況下，RW 優選為取代或無取代的烷基、氧化乙烯基、氧化乙烯單元的重複數為2以上的低聚氧化乙烯基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的低聚矽氧烷基，更優選為取代或無取代的烷基。
通式(W)中，在與RW 相鄰的L為通式(L-2)和(L-4)～(L-25)表示的二價連接基團的情況下，RW 更優選為取代或無取代的烷基。
通式(W)中，在與RW 相鄰的L為通式(L-3)表示的二價連接基團的情況下，RW 優選為取代或無取代的烷基、取代或無取代的甲矽烷基。
在RW 為取代或無取代的烷基的情況下，碳原子數優選為4～17，從化學穩定性、載流子傳輸性的方面考慮，更優選為6～14，進一步優選為6～12。從能夠提高分子的線性、提高載流子遷移率的方面考慮，優選RW 為上述範圍的長鏈烷基、特別是長鏈的直鏈烷基。
在RW 表示烷基的情況下，可以為直鏈烷基，也可以為支鏈烷基，還可以為環狀烷基，從能夠提高分子的線性、提高載流子遷移率的方面考慮，優選為直鏈烷基。
其中，作為通式(W)中的RW 與L的組合，從提高載流子遷移率的方面考慮，優選：通式(C)～(T)的L為通式(L-1)表示的二價連接基團且RW 為直鏈的碳原子數4～17的烷基；或者，L為通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團與通式(L-1)表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團且RW 為直鏈的烷基。
在L為通式(L-1)表示的二價連接基團且RW 為直鏈的碳原子數為4～17的烷基的情況下，從提高載流子遷移率的方面考慮，更優選RW 為直鏈的碳原子數6～14的烷基，特別優選為直鏈的碳原子數6～12的烷基。
在L為通式(L-3)、(L-13)或(L-18)中的任意一式表示的二價連接基團與通式(L-1)表示的二價連接基團鍵合而成的二價連接基團且RW 為直鏈的烷基的情況下，更優選RW 為直鏈的碳原子數4～17的烷基，從化學穩定性、載流子傳輸性的方面考慮，更優選為直鏈的碳原子數6～14的烷基，從提高載流子遷移率的方面考慮，特別優選為直鏈的碳原子數6～12的烷基。
另一方面，從提高在有機溶劑中的溶解度的方面考慮，優選RW 為支鏈烷基。
作為RW 為具有取代基的烷基時的該取代基，可以舉出鹵原子等，優選氟原子。需要說明的是，在RW 為具有氟原子的烷基的情況下，該烷基的氫原子可以全部被氟原子取代而形成全氟烷基。其中，優選RW 為無取代的烷基。
在RW 為乙烯氧基或低聚乙烯氧基的情況下，RW 所表示的“低聚氧化乙烯基”在本說明書中是指-(OCH2 CH2 )v OY表示的基團(氧化乙烯單元的重複數v表示2以上的整數，末端的Y表示氫原子或取代基)。需要說明的是，在低聚氧化乙烯基的末端的Y為氫原子的情況下，成為羥基。氧化乙烯單元的重複數v優選為2～4，更優選為2～3。優選低聚氧化乙烯基的末端的羥基被封閉、即Y表示取代基。這種情況下，優選羥基被碳原子數為1～3的烷基封閉、即Y為碳原子數1～3的烷基，更優選Y為甲基或乙基，特別優選為甲基。
在RW 為矽氧烷基或低聚矽氧烷基的情況下，矽氧烷單元的重複數優選為2～4，更優選為2～3。另外，優選在Si原子上鍵合氫原子、烷基。在Si原子上鍵合烷基的情況下，烷基的碳原子數優選為1～3，例如，優選鍵合甲基、乙基。Si原子上可以鍵合相同的烷基，也可以鍵合不同的烷基或氫原子。另外，構成低聚矽氧烷基的矽氧烷單元可以全部相同，也可以不同，優選全部相同。
在與RW 相鄰的L為通式(L-3)表示的二價連接基團的情況下，還優選RW 為取代或無取代的甲矽烷基。在RW 為取代或無取代的甲矽烷基的情況下，其中，優選RW 為取代甲矽烷基。作為甲矽烷基的取代基，沒有特別限制，優選取代或無取代的烷基，更優選為支化烷基。在RW 為三烷基甲矽烷基的情況下，Si原子上鍵合的烷基的碳原子數優選為1～3，例如，優選鍵合甲基、乙基、異丙基。Si原子上可以鍵合相同的烷基，也可以鍵合不同的烷基。作為RW 為在烷基上進一步具有取代基的三烷基甲矽烷基時的該取代基，沒有特別限制。
通式(W)中，L和RW 所含有的碳原子數的合計優選為5～18。L和RW 所含有的碳原子數的合計為上述範圍的下限值以上時，載流子遷移率提高，使得驅動電壓降低。L和RW 所含有的碳原子數的合計為上述範圍的上限值以下時，在有機溶劑中的溶解性提高。
L和RW 所含有的碳原子數的合計優選為5～14，更優選為6～14，特別優選為6～12，更特別優選為8～12。
通式(C)～(T)表示的各化合物中，從提高載流子遷移率、提高在有機溶劑中的溶解性的方面考慮，優選取代基RC ～RT 之中通式(W)表示的基團為1～4個，更優選為1或2個，特別優選為2個。
取代基RC ～RT 之中通式(W)表示的基團的位置沒有特別限制。
通式(C)表示的化合物中，優選RC1 、RC2 、RC3 、RC6 中的任意一個為通式(W)表示的基團，更優選RC1 和RC2 這兩者或者RC3 和RC6 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(D)表示的化合物中，優選RD6 為通式(W)表示的基團，更優選RD5 和RD6 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(E)表示的化合物中，優選RE6 為通式(W)表示的基團，更優選RE5 和RE6 這兩者均為通式(W)表示的基團。另外，在RE5 和RE6 為通式(W)表示的基團以外的取代基的情況下，優選2個RE7 為通式(W)表示的基團。
通式(F)表示的化合物中，優選RF2 、RF3 、RF8 和RF9 中的至少一個為通式(W)表示的取代基。
通式(G)表示的化合物中，從提高載流子遷移率、提高在有機溶劑中的溶解性的方面考慮，優選RG5 或RG6 為通式(W)表示的基團。
通式(H)表示的化合物中，優選RH4 或RH6 為通式(W)表示的基團，更優選RH4 或RH6 、以及RH3 或RH5 為通式(W)表示的基團。
通式(J)表示的化合物中，優選RJ8 為通式(W)表示的基團，更優選RJ8 和RJ4 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(K)表示的化合物中，優選RK7 為通式(W)表示的基團，更優選RK7 和RK3 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(L)表示的化合物中，更優選RL2 、RL3 、RL6 和RL7 中的至少一個為通式(W)表示的基團。
通式(M)表示的化合物中，優選RM2 為通式(W)表示的基團，更優選RM2 和RM6 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(N)表示的化合物中，優選RN3 為通式(W)表示的基團，更優選RN3 和RN9 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(P)表示的化合物中，優選RP2 或RP3 為通式(W)表示的基團，更優選RP2 和RP8 這兩者或者RP3 和RP9 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(Q)表示的化合物中，優選RQ3 為通式(W)表示的基團，更優選RQ3 和RQ9 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(R)表示的化合物中，優選RR2 為通式(W)表示的基團，更優選RR2 和RR7 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(S)表示的化合物中，優選RS2 為通式(W)表示的基團，更優選RS2 和RS5 這兩者均為通式(W)表示的基團。
通式(T)表示的化合物中，優選RT2 為通式(W)表示的基團，更優選RT2 和RT5 這兩者均為通式(W)表示的基團。
取代基RC ～RT 之中，通式(W)表示的基團以外的取代基優選為0～4個，更優選為0～2個。
以下，示出通式(C)～式(T)表示的各化合物的具體例，但本發明中可以使用的化合物不應當由這些具體例進行限定性解釋。
示出通式(C)表示的化合物C的具體例。
＜化11＞
通式(C)表示的化合物優選分子量為3000以下，更優選為2000以下，進一步優選為1000以下，特別優選為850以下。分子量在上述範圍內時，能夠提高在溶劑中的溶解性。
另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量為300以上，更優選為350以上，進一步優選為400以上。
示出通式(D)表示的化合物D的具體例。
＜化12＞
＜化13＞
通式(D)表示的化合物的分子量的上限與通式(C)表示的化合物相同時，能夠提高在溶劑中的溶解性，因此優選。另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量為400以上，更優選為450以上，進一步優選為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各自的具體例。
＜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與通式(C)表示的化合物C相同時，能夠提高在溶劑中的溶解性，因此優選。另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量的下限與通式(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的具體例。
＜化20＞
＜化21＞
上述化合物J和化合物K的分子量各自的上限與通式(C)表示的化合物C相同時，能夠提高在溶劑中的溶解性，因此優選。另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量的下限與通式(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各自的具體例。
＜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與通式(C)表示的化合物C相同時，能夠提高在溶劑中的溶解性，因此優選。另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量的下限與通式(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各自的具體例。
＜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與通式(C)表示的化合物C相同時，能夠提高在溶劑中的溶解性，因此優選。另一方面，從薄膜的膜質穩定性的方面考慮，優選分子量的下限與通式(D)表示的化合物相同。
作為有機聚合物及其衍生物，例如可以舉出：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、聚異硫茚等異硫茚、聚噻吩乙烯撐等噻吩乙烯撐、聚(對亞苯基亞乙烯基)等聚(對亞苯基亞乙烯基)、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、聚二乙炔、聚甘菊環、聚芘、聚哢唑、聚硒吩、聚呋喃、聚(對亞苯基)、聚吲哚、聚噠嗪、聚碲吩、聚萘、聚乙烯基哢唑、聚苯硫醚、聚亞乙烯基硫化物等聚合物以及稠合多環芳香族化合物的聚合物等。
作為聚噻吩及其衍生物，沒有特別限定，例如可以舉出在聚噻吩中導入己基而得到的聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚乙撐二氧噻吩、聚(3,4-乙撐二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等。
另外，還可以舉出具有與這些聚合物相同的重複單元的低聚物(例如，低聚噻吩)。
另外，作為有機聚合物，可以舉出具有下述通式(C)～(T)表示的化合物的重複結構的高分子化合物。
作為這樣的高分子化合物，可以舉出通式(C)～(T)表示的化合物借助至少一個以上的亞芳基、雜亞芳基(噻吩、二噻吩等)而顯示出重複結構的π共軛聚合物、通式(C)～(T)表示的化合物借助側鏈鍵合在高分子主鏈上而得到的垂飾型聚合物。作為高分子主鏈，優選聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚矽氧烷等，作為側鏈，優選亞烷基、聚氧乙烯基等。在垂飾型聚合物的情況下，高分子主鏈可以為取代基RC ～RT 中的至少一個具有來自於聚合性基團的基團且進行聚合而形成的高分子主鏈。
這些有機聚合物優選重均分子量為3萬以上，更優選為5萬以上，進一步優選為10萬以上。通過使重均分子量為上述下限值以上，能夠提高分子間相互作用，能夠得到高遷移率。
＜源極電極、汲極電極＞
本發明的OTFT中，源極電極為電流通過配線從外部流入的電極。另外，汲極電極為通過配線將電流送出到外部的電極，通常，與上述半導體層接觸地設置。
作為源極電極和汲極電極的材料，可以使用現有的有機薄膜電晶體中使用的導電性材料，例如可以舉出上述閘極電極中說明過的導電性材料等。
源極電極和汲極電極可以各自通過與上述閘極電極的形成方法相同的方法來形成。
作為上述光刻法，可以採用浮脫法或蝕刻法。
特別是從閘極絕緣層對蝕刻液、剝離液的耐性優異的方面考慮，可以優選通過蝕刻法來形成源極電極和汲極電極。蝕刻法是將導電性材料成膜後通過蝕刻將不要的部分除去的方法。通過蝕刻法進行圖案化時，能夠防止除去抗蝕劑時殘留在基底上的導電性材料的剝離以及防止抗蝕劑殘渣、被除去的導電性材料在基底上的再附著，電極邊緣部的形狀優異。從該方面考慮，更優選浮脫法。
浮脫法為如下的方法：在基底的一部分上塗布抗蝕劑，在其上將導電性材料成膜，利用溶劑將抗蝕劑等洗脫或剝離等，由此連同抗蝕劑上的導電性材料一起除去，從而僅在未塗布抗蝕劑的部分形成導電性材料的膜。
源極電極和汲極電極的厚度任意，但各自優選1nm以上，特別優選10nm以上。另外，優選500nm以下，特別優選300nm以下。
源極電極與汲極電極之間的間隔(溝道長度)任意，但優選100μm以下，特別優選50μm以下。另外，溝道寬度優選5000μm以下，特別優選1000μm以下。
＜覆蓋層＞
本發明的OTFT可以具有覆蓋層。覆蓋層通常為作為保護層形成在OTFT的表面上的層。可以為單層結構，也可以為多層結構。
覆蓋層可以為有機系的覆蓋層，也可以為無機系的覆蓋層。
作為形成有機系的覆蓋層的材料，沒有特別限定，例如可以舉出：聚苯乙烯、丙烯酸類樹脂、聚乙烯醇、聚烯烴、聚醯亞胺、聚氨酯、聚乙炔、環氧樹脂等有機聚合物、以及在這些有機聚合物中導入交聯性基團、防水基團等而得到的衍生物等。這些有機聚合物或其衍生物也可以與交聯成分、氟化合物、矽化合物等合用。
作為形成無機系的覆蓋層的材料，沒有特別限定，可以舉出二氧化矽、氧化鋁等金屬氧化物、氮化矽等金屬氮化物等。
這些材料可以使用一種，也可以以任意組合和比例合用兩種以上。
覆蓋層的形成方法沒有限制，可以利用公知的各種方法來形成。
例如，有機系的覆蓋層可以通過例如如下的方法來形成：在作為其基底的層上塗布含有作為覆蓋層的材料的溶液後，使其乾燥；將含有作為覆蓋層的材料的溶液進行塗布、乾燥後，進行曝光、顯影而使其圖案化；等。需要說明的是，覆蓋層的圖案化也可以通過印刷法、噴墨法等來直接形成。另外，在覆蓋層的圖案化後，可以通過曝光、加熱來使覆蓋層交聯。
另一方面，無機系的覆蓋層可以通過濺射法、蒸鍍法等乾式法或溶膠凝膠法這樣的濕式法來形成。
＜其他的層＞
本發明的OTFT可以設置上述以外的層、部件。
作為其他的層或部件，例如可以舉出堤岸(バンク)等。堤岸是為了在利用噴墨法等形成半導體層、覆蓋層等時將噴出液攔截在預定位置等而使用的。因此，堤岸通常具有斥液性。作為堤岸的形成方法，可以舉出利用光刻法等進行圖案化後實施氟等離子體法等斥液處理的方法、使含有氟化合物等斥液成分的感光性組合物等固化的方法等。
本發明的有機薄膜電晶體的情況下，閘極絕緣層為有機層，因此，後者使含有斥液成分的感光性組合物固化的方法不存在閘極絕緣層受到斥液處理的影響的可能性，因此優選。需要說明的是，也可以使用如下技術：在不使用堤岸的情況下使基底具有斥液性的反差(contrast)而具有與堤岸相同的作用的技術。
＜OTFT的用途＞
本發明的OTFT優選搭載到顯示面板上來使用。作為顯示面板，例如可以舉出液晶面板、有機EL面板、電子紙面板等。
＜實施例＞
以下基於實施例更詳細地說明本發明，但本發明不限於這些實施例。
＜製造例1＞底閘型OTFT的製作-1
＜＜第一閘極絕緣層＞＞
製作圖1(A)所示的方式的底閘-底接觸型的OTFT。作為基板6，使用厚度為1.1mm的玻璃基板，在其上形成厚度為70nm的ITO膜而製成閘極電極。以覆蓋該閘極電極的方式塗布使用N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋至2重量%的聚醯亞胺系取向膜溶液(SE-130、聚醯亞胺前體溶液、日產化學公司製造)，在100℃下乾燥10分鐘。然後，在230℃下進行2小時醯亞胺化，由此得到聚醯亞胺膜(自閘極電極的第一絕緣層側表面起的厚度：100nm)。使用棉布對該膜表面進行摩擦處理(取向處理)，形成第一閘極絕緣層。
＜＜第二閘極絕緣層＞＞
將下表所示的聚合性液晶性化合物(液晶性單體)、下表所示的聚合引發劑溶解到甲基乙基酮中，製備固體成分濃度為10重量%的塗布液。塗布液中，使聚合引發劑的含量相對於液晶性單體100質量份為3質量份。另外，一部分塗布液中，以相對於塗布液中的液晶性單體100質量份為0.5質量份的方式添加了下表所示的表面活性劑(空氣介面取向控制劑)。
將所得到的塗布液旋塗到第一閘極絕緣層的摩擦處理表面上(2000轉、10秒)。接著，加熱至110℃，使聚合性液晶性單體的取向熟化。然後，在60℃、130℃或140℃的溫度下照射紫外線(累積照射量：500mJ/cm2 、10秒)，將液晶性單體聚合，將取向狀態固定化，由此形成第二閘極絕緣層(厚度220nm)。需要說明的是，對於塗布液中添加有表面活性劑的試樣，在聚合反應後將第二閘極絕緣層浸漬到甲基乙基酮溶液中進行超聲波清洗，將表面活性劑從第二閘極絕緣層上除去。
需要說明的是，下表中，第二閘極絕緣層形成時的“聚合反應前的液晶相的狀態”通過使用偏振光顯微鏡對光學組織進行觀察來評價。另外，聚合反應後(聚合固定化後)的第二閘極絕緣層的“有機半導體層側表面的取向狀態”通過利用塞拿蒙補償法(Senarmont Method)測定延遲來評價。
＜化30＞               液晶性單體 a液晶性單體 b液晶性單體 c
＜化31＞ 表面活性劑 a表面活性劑 b
＜源極電極汲極電極＞
在上述中製備的第二閘極絕緣層上真空蒸鍍金，製作溝道長度50μm、溝道寬度10mm、厚度50nm的源極電極和汲極電極。
＜有機半導體層＞
製備以0.5重量%的濃度溶解有下表所示的有機半導體的甲苯溶液。將該溶液旋塗(500rpm20秒和1000rpm20秒)到源極電極-汲極電極間，以乾燥後的層厚為150nm的方式形成有機半導體層，得到OTFT。
＜化32＞                  有機半導體 a                                             有機半導體 b有機半導體 c有機半導體 d有機半導體 e
將具有第二閘極絕緣層X1～X5和Y1～Y4的OTFT分別稱為OTFT Xt1～Xt5和OTFT Yt1～Yt4。
＜製造例2＞底閘型OTFT的製作-2
在厚度為1.1mm的玻璃基板上塗布使用N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋至2重量%的聚醯亞胺系取向膜溶液(SE-130、聚醯亞胺前體溶液、日產化學公司製造)，在100℃下乾燥10分鐘。然後，在230℃下進行2小時醯亞胺化，由此形成聚醯亞胺膜(厚度100nm)。使用棉布對該聚醯亞胺膜表面進行摩擦處理(取向處理)，在該摩擦處理表面的一部分上形成厚度為70nm的ITO膜作為閘極電極。然後，以覆蓋閘極電極的方式與上述X1的形成同樣地形成第二閘極絕緣層。
在上述第二閘極絕緣層上與上述製造例1同樣地形成源極電極、汲極電極、有機半導體層，得到OTFT。將所得到的OTFT稱為OTFT Zt1。
＜製造例3＞底閘型OTFT的製作-3
在上述製造例1中，使用下述具有重複單元的高分子液晶性化合物(重均分子量：9300)來代替液晶性單體，在80℃下進行取向熟化，並且，通過紫外線照射來進行聚合反應，除此以外與製造例1同樣地製造OTFT。下述高分子液晶性化合物在60～90℃顯示出向列相。
＜化33＞
將所得到的OTFT稱為OTFT Zt2。
＜試驗例1＞OTFT的性能評價-1
對於上述各製造例中得到的OTFT，通過下述方法評價載流子遷移率(cm2 /Vs)。
在源極電極-汲極電極間施加-40V的電壓，使閘極電壓在40V～-40V的範圍內變化，使用表示汲極電流Id的下式計算出載流子遷移率μ。
Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2
(式中，L為閘極長度、w為閘極寬度、Ci為絕緣層的單位面積的容量、Vg為閘極電壓、Vth為閾值電壓)
基於下述評價基準評價所得到的載流子遷移率。在實用方面，要求載流子遷移率的評價為A。
(載流子遷移率的評價基準)
A：載流子遷移率為0.1以上
B：載流子遷移率為0.01以上且小於0.1
C：載流子遷移率小於0.01
結果示於下表2。
如上述表2所示，構成第二閘極絕緣層的液晶性化合物的聚合物未進行取向的Xt5和Yt4的OTFT得到載流子遷移率差的結果。可認為這是由於，構成第二閘極絕緣層的液晶性化合物的聚合物未進行取向，因此在形成於其上的有機半導體層中，無法誘導有機半導體的取向。
另外，在第一閘極絕緣層的取向處理後的表面上形成閘極電極並以覆蓋該閘極電極的方式設置第二閘極絕緣層來製造的Zt1的OTFT中，載流子遷移率大幅降低。認為這是由於，Zt1的OTFT中，在第一閘極絕緣層的取向處理表面與第二閘極絕緣層之間的一部分存在閘極電極，因此，第一閘極絕緣層表面的取向處理對第二閘極絕緣層的取向調節力作用不充分，結果，無法使第二閘極絕緣層、以及形成在其上的有機半導體層中的有機半導體充分取向。
另外，雖然形成第二閘極絕緣層的液晶性高分子化合物處於取向狀態、但取向狀態未被固定化的Zt2的OTFT也得到載流子遷移率差的結果。可認為其原因之一在於，取向熟化溫度低，因而取向狀態不充分。
與此相對，包含在本發明中的Xt1～Xt4和Yt1～Yt3被證實為顯示高載流子遷移率、能夠更快速地進行開關動作的OTFT。
＜試驗例2＞OTFT的性能評價-2(耐熱性試驗)
將上述各製造例中得到的OTFT在140℃下加熱30分鐘後，與上述試驗例1同樣地計算出載流子遷移率。基於所得到的載流子遷移率，按照下述評價基準評價OTFT的耐熱性。在實用方面，要求耐熱性的評價為A。
(耐熱性評價基準)
A：[加熱後的載流子遷移率]/[加熱前的載流子遷移率]≥0.9
B：0.6≤[加熱後的載流子遷移率]/[加熱前的載流子遷移率]＜0.9
C：[加熱後的載流子遷移率]/[加熱前的載流子遷移率]＜0.6
結果示於下表3。
如上述表3所示，構成第二閘極絕緣層的液晶性化合物的取向狀態未被固定化的Zt2的OTFT在暴露於上述高溫時，載流子遷移率大幅降低。認為這是由於，Zt2中構成第二閘極絕緣層的高分子液晶性化合物因暴露於高溫而失去了取向性。
與此相對，包含在本發明中的Xt1～Xt4和Yt1～Yt3即使在140℃下進行了30分鐘處理，載流子遷移率實質上也沒有降低，表明耐熱性優異。
對本發明基於其實施方式進行了說明，但只要沒有特別指定，在說明的任何一個細節處均不意圖對本發明進行限定，應當在不違反所附的申請專利範圍中所示的發明的構思和範圍的前提下以寬範圍進行解釋。
本申請要求基於2014年3月7日在日本提交的日本特願2014-045166的優先權，在此作為參考並將其內容作為本說明書的記載的一部分併入本說明書中。
以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。
綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
1‧‧‧有機半導體層
2‧‧‧閘極絕緣層
2A‧‧‧第一閘極絕緣層
2B‧‧‧第二閘極絕緣層
2a‧‧‧第一閘極絕緣層表面(取向處理後的表面)
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧閘極電極
6‧‧‧基板
圖1是示意性地表示本發明的有機薄膜電晶體的優選方式的圖
1‧‧‧有機半導體層
2‧‧‧閘極絕緣層
2A‧‧‧第一閘極絕緣層
2B‧‧‧第二閘極絕緣層
2a‧‧‧第一閘極絕緣層表面(取向處理後的表面)
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧閘極電極
6‧‧‧基板

Claims (7)

  1. 一種有機薄膜電晶體，其為底閘型有機薄膜電晶體，該底閘型有機薄膜電晶體具有基板、設置在該基板上的閘極電極、覆蓋該閘極電極而設置的第一閘極絕緣層、設置在第一閘極絕緣層上的第二閘極絕緣層、設置在第二閘極絕緣層上的有機半導體層、以及與該有機半導體層接觸地設置且藉由該有機半導體層連結的源極電極和汲極電極；其中： 對所述第一閘極絕緣層的所述第二閘極絕緣層側表面實施取向處理； 所述第二閘極絕緣層為將沿所述取向處理取向後的聚合性液晶性化合物在該取向狀態下聚合固定化而形成的層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的有機薄膜電晶體，其中，所述聚合性液晶性化合物為棒狀液晶性化合物，沿所述取向處理取向後的聚合性液晶性化合物的液晶相為向列相或近晶相。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的有機薄膜電晶體，其中，所述聚合性液晶性化合物為圓盤狀液晶性化合物，沿所述取向處理取向後的聚合性液晶性化合物的液晶相為盤狀向列相。
  4. 如申請專利範圍第1～3項中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物水平取向。
  5. 如申請專利範圍第1～3項中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物垂直取向。
  6. 如申請專利範圍第1～3項中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，在第二閘極絕緣層的所述有機半導體層側表面，聚合固定化後的液晶性化合物傾斜取向。
  7. 如申請專利範圍第1～3項中任一項所述的有機薄膜電晶體，其中，第一閘極絕緣層含有選自聚醯亞胺、聚乙烯基苯酚、酚醛清漆樹脂、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、環氧樹脂、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、氟樹脂、聚環烯烴、聚倍半矽氧烷、聚矽氧烷、聚酯、聚醚碸以及聚醚酮中的有機高分子化合物。
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