WO2007125899A1 - Organic thin-film transistor - Google Patents

Organic thin-film transistor Download PDF

Info

Publication number
WO2007125899A1
WO2007125899A1 PCT/JP2007/058813 JP2007058813W WO2007125899A1 WO 2007125899 A1 WO2007125899 A1 WO 2007125899A1 JP 2007058813 W JP2007058813 W JP 2007058813W WO 2007125899 A1 WO2007125899 A1 WO 2007125899A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
organic
thin film
organic semiconductor
film transistor
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/058813
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Chiyoko Takemura
Shuichi Sugita
Katsura Hirai
Hiroshi Kita
Original Assignee
Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Holdings, Inc. filed Critical Konica Minolta Holdings, Inc.
Publication of WO2007125899A1 publication Critical patent/WO2007125899A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/623Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/40Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/464Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/624Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing six or more rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

An organic thin-film transistor which can be fabricated by a simple wet process, and has excellent transistor characteristics, and an excellent stability with time in the air or in a high humidity environment. The organic thin-film in which a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode are provided over a substrate is characterized in that the film density of the organic semiconductor layer is 1.15 to 1.33 g/cm3.

Description

明 細 書  Specification
有機薄膜トランジスタ  Organic thin film transistor
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は有機薄膜トランジスタに関するものである。  [0001] The present invention relates to an organic thin film transistor.
背景技術  Background art
[0002] 情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプ レイに対するニーズが高まっている。またさらに情報化の進展に伴い、従来紙媒体で 提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持 ち運びが可能なモパイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルぺーパ 一へのニーズも高まりつつある。  With the widespread use of information terminals, there is an increasing need for flat panel displays as computer displays. In addition, with the progress of computerization, the information provided on paper media has been digitized and provided more and more. As a display medium for mopile that is thin, light and easy to carry, electronic paper can be used. Or there is a growing need for digital paper.
[0003] 一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機エレクト口ルミネッセンス素 子 (以後、有機 ELともいう)、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成し て!、る。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保 するために、画像駆動素子として薄膜トランジスタ (TFT)により構成されたアクティブ 駆動素子を用いる技術が主流になりつつある。  In general, in a flat panel display device, a display medium is formed using an element utilizing liquid crystal, an organic electroluminescence device (hereinafter also referred to as organic EL), electrophoresis, or the like. In such a display medium, a technique using an active drive element composed of a thin film transistor (TFT) as an image drive element is becoming mainstream in order to ensure uniformity of screen brightness, screen rewriting speed, and the like.
[0004] ここで TFT素子は、通常、ガラス基板上に、主に a— Si (アモルファスシリコン)、 p— Si (ポリシリコン)等の半導体薄膜や、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極等の金属 薄膜を基板上に順次形成して ヽくことで製造される。この TFTを用いるフラットパネル ディスプレイの製造には通常、 CVD、スパッタリング等の真空系設備や高温処理ェ 程を要する薄膜形成工程に加え、精度の高いフォトリソグラフ工程が必要であり、設 備コスト、ランニングコストの負荷が非常に大きぐさらに、近年のディスプレイの大画 面化のニーズに伴い、それらのコストは非常に膨大なものとなっている。  Here, the TFT element is usually a semiconductor thin film such as a-Si (amorphous silicon) or p-Si (polysilicon) or a metal such as a source electrode, a drain electrode, or a gate electrode on a glass substrate. Manufactured by sequentially forming thin films on a substrate. The production of flat panel displays using TFTs usually requires high-precision photolithographic processes in addition to vacuum systems such as CVD and sputtering and thin film forming processes that require high-temperature processing processes. In addition, the cost burden is enormous, and the cost of these displays has become enormous with the recent demand for larger displays.
[0005] 近年、従来の TFT素子のデメリットを補う技術として、有機半導体材料を用いた有 機 TFT素子の研究開発が盛んに進められている(例えば、特許文献 1、 2及び非特 許文献 1等参照)。  [0005] In recent years, research and development of organic TFT elements using organic semiconductor materials has been actively promoted as a technology to compensate for the disadvantages of conventional TFT elements (for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1) reference).
[0006] 上記文献に記載の有機 TFT素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽く、割 れにくい榭脂基板を用いることができ、さらに、榭脂フィルムを支持体として用いたフ レキシブルなディスプレイが実現できると言われて ヽる (例えば、非特許文献 2参照) [0006] Since the organic TFT element described in the above document can be manufactured by a low-temperature process, it is possible to use a light and difficult-to-break resin substrate, and to use a resin film as a support. It is said that a responsive display can be realized (for example, see Non-Patent Document 2).
[0007] 大気圧下で、印刷や塗布等のウエットプロセスで製造できる有機半導体材料を用い ることで、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイが実現できる。また、有機半 導体による種々の有機薄膜トランジスタが提案されており、印刷やインクジェット法に より簡便な方法で作製できることが記載されている (例えば、特許文献 1参照)。 [0007] By using an organic semiconductor material that can be manufactured by a wet process such as printing or coating under atmospheric pressure, a display with excellent productivity and a very low cost can be realized. In addition, various organic thin film transistors using organic semiconductors have been proposed, and it is described that they can be produced by a simple method by printing or an ink jet method (see, for example, Patent Document 1).
[0008] 有機トランジスタや電界効果トランジスタの特性としては、ゲート電極に電圧を印加 したときの電流(以下オン電流という)が大きぐかつ、オン電流とゲート電極に電圧を 印加しな 、ときの電流(以下オフ電流と 、う)との比が大き 、ことが要求される。  [0008] The characteristics of an organic transistor or a field effect transistor are that the current when a voltage is applied to the gate electrode (hereinafter referred to as on-current) is large, and the current when no voltage is applied to the on-current and the gate electrode. It is required that the ratio of (off-state current and hereafter) is large.
[0009] 従来のトランジスタでオン電流を大きくするにはチャネル領域のキャリア移動度を高 くするか、または、チャネル領域に蓄積されるキャリアの数を多くする必要がある。し かし、チャネル領域のキャリア移動度を高くするとオフ電流も大きくなり、望ましいオン Zオフ比が得られない。  In order to increase the on-state current in the conventional transistor, it is necessary to increase the carrier mobility in the channel region or increase the number of carriers accumulated in the channel region. However, when the carrier mobility in the channel region is increased, the off-current increases and the desired on-Z off ratio cannot be obtained.
[0010] さらに、有機半導体層は空気中で放置すると劣化し、素子のトランジスタとしての特 性  [0010] Furthermore, the organic semiconductor layer deteriorates when left in the air, and the characteristics of the device as a transistor.
が低下してしまうという課題を有している。このような課題を解決する手段の一つとし て、有機半導体層あるいは有機薄膜トランジスタを、例えば、酸化ケィ素ゃ窒化ケィ 素等の無機材料、あるいはポリビュルアルコール等のポリマー材料力もなる封止膜に より、保護することが提案されている (例えば、特許文献 3及び特許文献 4参照)。しか し、これらの封止技術をもってしても、高湿度下における有機薄膜トランジスタの安定 性を保持するには不十分であり、このように高湿度下における経時安定性を改良した 技術に関する提案はほとんどなされていないのが現状である。  Has a problem that it decreases. As one means for solving such a problem, an organic semiconductor layer or an organic thin film transistor is used as a sealing film that also has a polymer material force such as an inorganic material such as a key oxide or a silicon nitride, or a polybutyl alcohol. Therefore, it is proposed to protect (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4). However, even these sealing technologies are insufficient to maintain the stability of organic thin-film transistors under high humidity, and there are almost no proposals for technologies that have improved the temporal stability under high humidity in this way. The current situation is that nothing has been done.
特許文献 1 :特開平 10— 190001号公報  Patent Document 1: JP-A-10-190001
特許文献 2 :特開 2000— 307172号公報  Patent Document 2: JP 2000-307172 A
特許文献 3:特開 2002— 314093号公報  Patent Document 3: JP 2002-314093 A
特許文献 4 :特表 2003— 525521号公報  Patent Document 4: Special Table 2003-525521
非特許文献 1 : Advanced Material誌, 2002年,第 2号, 99頁(レビュー) 非特許文献 2 : SID '02 Digest p57 発明の開示 Non-Patent Document 1: Advanced Material, 2002, No. 2, p. 99 (Review) Non-Patent Document 2: SID '02 Digest p57 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0011] 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その第 1の目的は、簡便なゥヱ ットプロセスで製造でき、トランジスタ特性に優れた有機薄膜トランジスタを提供するこ とであり、第 2の目的は、大気中あるいは高湿度下においても経時安定性に優れた 有機薄膜トランジスタを提供することである。  [0011] The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide an organic thin film transistor that can be manufactured by a simple wet process and has excellent transistor characteristics. The purpose of 2 is to provide an organic thin film transistor having excellent temporal stability even in the air or under high humidity.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0012] 本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。 [0012] The above-described object of the present invention is achieved by the following configurations.
[0013] 1.基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極及びドレイン電 極を有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層の膜密度が 1. 15〜1 [0013] 1. In an organic thin film transistor having a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode on a substrate, the film density of the organic semiconductor layer is 1.15 to 1
. 33g/cm3であることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor characterized by being 33 g / cm 3 .
[0014] 2.前記有機半導体層が有機溶媒を 1 X 10— 2〜1 X 103ppm含有することを特徴と する 1に記載の有機薄膜トランジスタ。 [0014] 2. The organic thin film transistor according to 1, wherein the organic semiconductor layer is characterized by containing 1 X 10- 2 ~1 X 10 3 ppm of organic solvent.
[0015] 3.前記有機半導体層を構成する少なくとも一つの有機半導体材料が下記一般式 [0015] 3. At least one organic semiconductor material constituting the organic semiconductor layer is represented by the following general formula:
(1)で表される化合物であることを特徴とする 1または 2に記載の有機薄膜トランジス タ。  3. The organic thin film transistor according to 1 or 2, which is a compound represented by (1).
[0016] [化 1] 一般式 (1 )
Figure imgf000004_0001
[0016] [Chemical formula 1] General formula (1)
Figure imgf000004_0001
(式中、 R〜Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換または無置換の芳香 (In the formula, R to R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z are substituted or unsubstituted aromatic.
1 6 1 2  1 6 1 2
族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、 nl、 n2は 0〜3 の整数を表す。 )  Represents an aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and nl and n2 each represents an integer of 0 to 3. )
4.前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式(2)で表される化合物であるこ とを特徴とする 3に記載の有機薄膜トランジスタ。 [0018] [化 2] 4. The organic thin film transistor according to 3, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2). [0018] [Chemical 2]
—般式 ( —General formula (
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
[0019] (式中、 R、 Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換または無置換の芳香 [In the formula, R and R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z represent a substituted or unsubstituted fragrance.
7 8 1 2  7 8 1 2
族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、 nl、 n2は 0〜3 の整数を表す。 )  Represents an aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and nl and n2 each represents an integer of 0 to 3. )
5.前記一般式 (2)における置換基 R、 Rが下記一般式 (3)で表されることを特徴  5. The substituent R, R in the general formula (2) is represented by the following general formula (3)
7 8  7 8
とする 4に記載の有機薄膜トランジスタ。  The organic thin film transistor according to 4.
[0020] [化 3] 一般式
Figure imgf000005_0002
[0020] [Chemical 3] General formula
Figure imgf000005_0002
[0021] (式中、 R〜R は置換基を表し、 Xは Si、 Geまたは Snを表す。) [In the formula, R to R represent a substituent, and X represents Si, Ge, or Sn.]
9 11  9 11
6.前記有機半導体層が有機溶媒を用いた塗布法により形成された層であることを 特徴とする 1〜5のいずれ力 1項に記載の有機薄膜トランジスタ。  6. The organic thin film transistor according to any one of 1 to 5, wherein the organic semiconductor layer is a layer formed by a coating method using an organic solvent.
発明の効果  The invention's effect
[0022] 本発明により、簡便なウエットプロセスで製造でき、トランジスタ特性に優れ、大気中 あるいは高温、高湿度下にお!/ヽても経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタを提 供することができる。  According to the present invention, it is possible to provide an organic thin film transistor that can be produced by a simple wet process, has excellent transistor characteristics, and has excellent temporal stability even in the atmosphere or at high temperatures and high humidity.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0023] 圆 1]本発明の有機薄膜トランジスタの構成例を示す図である。 [図 2]本発明の有機薄膜トランジスタの概略等価回路図の 1例である。 [0023] 圆 1] is a diagram showing a configuration example of an organic thin film transistor of the present invention. FIG. 2 is an example of a schematic equivalent circuit diagram of the organic thin film transistor of the present invention.
符号の説明  Explanation of symbols
[0024] 1 有機半導体層 [0024] 1 Organic semiconductor layer
2 ソース電極  2 Source electrode
3 ドレイン電極  3 Drain electrode
4 ゲート電極  4 Gate electrode
5 絶縁層  5 Insulation layer
6 支持体  6 Support
7 ゲートバスライン  7 Gate bus line
8 ソースノ スライン  8 Sourcenos line
9 基板  9 Board
10 TFTシート  10 TFT sheet
11 有機 TFT  11 Organic TFT
12 出力素子  12 Output element
13 蓄積コンデンサ  13 Storage capacitor
14 垂直駆動回路  14 Vertical drive circuit
15 水平駆動回路  15 Horizontal drive circuit
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0025] 以下本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明するが、本発明はこ れにより限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
[0026] 《有機半導体層の膜密度》 [0026] Film density of organic semiconductor layer
本発明に係る有機半導体層の膜密度は 1. 15〜: L 33gZcm3であり、より好ましく は 1. 16-1. 31g/cm3である。これによりトランジスタ特性に優れ、大気中あるいは 高温、高湿度下にお 、ても経時安定性に優れた有機薄膜トランジスタを提供すること ができる。 The film density of the organic semiconductor layer according to the present invention is 1.15-: L 33 gZcm 3 , more preferably 1.16-1.31 g / cm 3 . As a result, it is possible to provide an organic thin film transistor having excellent transistor characteristics and excellent stability over time even in the air or at high temperatures and high humidity.
[0027] 本発明の膜密度の測定方法について説明する。  [0027] The method for measuring the film density of the present invention will be described.
[0028] 本発明の膜密度は X線反射率測定法により求めることができる。 Siのように表面が 平坦な物質の表面すれすれに X線を入射すると、ある入射角度 Θ c以下では全反射 を起こし、この角度を全反射臨界角度 (以後、臨界角という)と呼ぶ。臨界角は CuK α線に対し Siでは 0. 22° と小さぐ物質の電子密度 (屈折率)に依存して変化する。 X線の入射角度がこの角度より大きくなるに従い、 X線は次第に深く物質に入り、理 想的な平面をもった物質では Θ c以上の角度で Θ 4に比例して急激に減少する。この ような物質の基板上に電子密度の異なる別の物質を均一に積層すると、基板と薄膜 の界面および薄膜の表面力 の反射 X線が互いに干渉して、強め合ったり弱め合つ たりし、反射率プロファイル上に X線の干渉による振動が現れる。この現象は 1931年 に Kiessigによって初めて観測され、この振動は Kiessig fringeと呼ばれている。こ の振動の周期は膜の厚さの情報を持っており、また振動の振幅には角度依存性があ り膜の密度、表面および界面の粗さの情報を含んでいる。 X線反射率測定法はこの プロファイルを解析することにより、膜厚、密度、表面または界面の粗さを求める方法 である。 [0028] The film density of the present invention can be determined by an X-ray reflectivity measurement method. When X-rays are incident on the surface of a material with a flat surface like Si, total reflection occurs at an incident angle of Θc or less. This angle is called the total reflection critical angle (hereinafter referred to as the critical angle). The critical angle varies depending on the electron density (refractive index) of the material, which is as small as 0.22 ° for Si with respect to CuK α-rays. According incidence angle of the X-ray is greater than this angle, the X-ray enters the increasingly deep material, the material having the ideal plane decreases sharply in proportion to the theta 4 at an angle of more than theta c. When another material with a different electron density is uniformly stacked on a substrate of such a material, the reflected X-rays of the substrate and thin film interface and the thin film surface force interfere with each other, strengthening or weakening each other, Vibration due to X-ray interference appears on the reflectance profile. This phenomenon was first observed by Kiessig in 1931, and this oscillation is called Kiessig fringe. The period of this vibration has information on the thickness of the film, and the amplitude of the vibration has angle dependence and includes information on the density of the film, the roughness of the surface and the interface. The X-ray reflectivity measurement method is a method for determining the film thickness, density, surface or interface roughness by analyzing this profile.
[0029] より詳細には極低角度、例えば、 0. 2〜2度の反射率を測定し、得られた反射率曲 線をフレネルの式より求められる多層膜試料の反射率の式にフィッティングすることに より、膜密度を求めることができる。フィッティングの方法については、 L. G. Parratt , Phis. Rev. , 95, 359 (1954年)を参考にすること力 Sできる。  [0029] More specifically, the reflectance at an extremely low angle, for example, 0.2 to 2 degrees, is measured, and the obtained reflectance curve is fitted to the reflectance equation of the multilayer film sample obtained from the Fresnel equation. By doing so, the film density can be obtained. Refer to L. G. Parratt, Phis. Rev., 95, 359 (1954) for the fitting method.
[0030] 具体的には、 X線発生源は銅をターゲットとし、 50kV— 300mAで作動させる。多 層膜ミラーと Ge (111)チャンネルカットモノクロメーターにて単色化した X線を使用す る。測定は、ソフトウェアー ATX— Crystal Guide Ver. 6. 5. 3. 4を用い、半割、 ァライメント調整後、 2 0 Ζ ω =0度から 1度を 0. 002度 Zstepで 0. 05度 Zmin.で 走査する。上記の測定条件で反射率曲線を測定した後、株式会社リガク製 GXRR Ver. 2. 1. 0. 0解析ソフトウェアーを用いて求めることができる。  [0030] Specifically, the X-ray generation source targets copper and operates at 50 kV-300 mA. X-rays monochromatized with a multilayer mirror and Ge (111) channel cut monochromator are used. Measurements are made using software ATX—Crystal Guide Ver. 6. 5. 3. 4 and after halving and alignment adjustment, 2 0 Ζ ω = 0 degree to 1 degree from 0.002 degree Zstep to 0.05 degree Zmin Scan with. After measuring the reflectance curve under the above measurement conditions, it can be obtained using GXRR Ver. 2.1.0.0 analysis software manufactured by Rigaku Corporation.
[0031] 《有機溶媒》  [0031] << Organic solvent >>
(有機溶媒含有量)  (Organic solvent content)
本発明に係る有機半導体層は、有機溶媒を 1 X 10— 2〜1 X 103ppm含有し、好まし くは有機溶媒を 0. 1〜: LOOppm含有する。 The organic semiconductor layer according to the present invention, the organic solvent 1 X 10- 2 ~1 X 10 3 ppm contained, rather preferably the organic solvent 0. 1: containing LOOppm.
[0032] 本発明に係る有機半導体層中に含有される有機溶媒量は、パージ &トラップサン ブラーを取り付けたガスクロマトグラフィー質量分析法 (PT— GCZMS)で測定する ことができる。具体的には、 lOcm X IOcm四方の有機薄膜トランジスタ素子を作製し 、ガス回収用のチャンバ一と有機ガス吸着管 (TENAX GR)に有機半導体層中に 含有する有機溶媒を吸着させ、 PT— GCZMS測定を行った。溶媒濃度は、濃度既 知の基準試料を用いて作成した検量線より求めた。 [0032] The amount of the organic solvent contained in the organic semiconductor layer according to the present invention is measured by gas chromatography mass spectrometry (PT—GCZMS) equipped with a purge & trap sampler. be able to. Specifically, an organic thin-film transistor element of lOcm x IOcm square was fabricated, and the organic solvent contained in the organic semiconductor layer was adsorbed to the gas recovery chamber and the organic gas adsorption tube (TENAX GR), and PT-GCZMS measurement was performed. Went. The solvent concentration was determined from a calibration curve prepared using a reference sample with a known concentration.
[0033] (有機溶媒の種類)  [0033] (Type of organic solvent)
本発明に係る有機溶媒は特に制限はないが、芳香族炭化水素、芳香族ハロゲン 化炭化水素、脂肪族炭化水素または脂肪族ハロゲン化炭化水素が好ましぐ芳香族 炭化水素、芳香族ハロゲン化炭化水素または脂肪族炭化水素がより好まし 、。  The organic solvent according to the present invention is not particularly limited, but aromatic hydrocarbons, aromatic halogenated hydrocarbons that are preferred are aromatic hydrocarbons, aromatic halogenated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons or aliphatic halogenated hydrocarbons. More preferred are hydrogen or aliphatic hydrocarbons.
[0034] 芳香族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、メチ ルナフタレン等を挙げることができる力 本発明はこれらに限定されるものではない。  [0034] Examples of the organic solvent for the aromatic hydrocarbon include, but are not limited to, toluene, xylene, mesitylene, methylnaphthalene, and the like.
[0035] 芳香族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロ口ベンゼン、ブロモ ベンゼン、ョードベンゼン、 o ジクロ口ベンゼン、 m—ジクロ口ベンゼン、 o ジブロモ ベンゼン、 m—ジブロモベンゼン、 o ジョードベンゼン、 m—ジョードベンゼン、クロ ロトノレェン、ブロモトノレェン、ョードトノレェン、ジクロロトノレェン、ジブ口モトノレェン、ジフ ノレォロトノレェン、クロロキシレン、ブロモキシレン、ョードキシレン、クロロェチノレべンゼ ン、ブロモェチノレベンゼン、ョードエチノレベンゼン、ジクロロェチノレベンゼン、ジブ口 モェチルベンゼン、クロロシクロペンタジェン、クロロシクロペンタジェン等を挙げるこ とができる力 本発明はこれらに限定されるものではない。  Examples of the organic solvent for the aromatic halogenated hydrocarbon include, for example, black benzene, bromobenzene, iodine benzene, o dichroic benzene, m-dichroic benzene, o dibromobenzene, m-dibromobenzene, o jodobenzene, m-Jodobenzene, chlorotolenene, bromotolenene, odonotolene, dichlorotonolene, jib mouth motonolene, difluoronorotolene, chloroxylene, bromoxylene, odoxylene, chloroethanolobenzene, bromoethenolebenzene, odode Forces that can include ethynolebenzene, dichloroethinolebenzene, dibu-methyl methacrylate, chlorocyclopentagen, chlorocyclopentagen, etc. The present invention is not limited to these.
[0036] 脂肪族炭化水素の有機溶媒としては、例えば、オクタン、 4—メチルヘプタン、 2- メチルヘプタン、 3 メチルヘプタン、 2, 2 ジメチルへキサン、 2, 3 ジメチルへキ サン、 2, 4 ジメチルへキサン、 2, 5 ジメチルへキサン、 3, 3 ジメチルへキサン、 3, 4 ジメチルへキサン、 3 ェチルへキサン、 2, 2, 3 トリメチルペンタン、 2, 2, 4 トリメチルペンタン、 2, 3, 3 トリメチルペンタン、 2, 3, 4 トリメチルペンタン、 2 ーメチルー 3 ェチルペンタン、 3—メチルー 3 ェチルペンタン、デカン、 2, 2, 3, 3—テトラメチルへキサン、 2, 2, 5, 5—テトラメチルへキサン、 3, 3, 5 トリメチルへ プタン、ノナン、 2, 2, 5 トリメチルへキサン、 4 ェチルヘプタン、 2, 3 ジメチル ヘプタン、 2 メチルオクタン、ドデカン、へキサン、 2—メチルペンタン、 3—メチルぺ ンタン、 2, 2 ジメチルブタン、 2, 3 ジメチルブタン、ヘプタン、 2—メチルへキサン 、 3—メチルへキサン、 2, 2—ジメチルペンタン、 2, 3—ジメチルペンタン、 2, 4—ジメ チルペンタン、 3, 3—ジメチルペンタン、 3—ェチルペンタン、 2, 2, 3—トリメチルブ タン等の鎖状脂肪族炭化水素、シクロへキサン、シクロペンタン、メチルシクロへキサ ン、メチルシクロペンタン、 p—メンタン、デカリン、シクロへキシルベンゼン等の環状 脂肪族炭化水素等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではな い。本発明に用いられる脂肪族炭化水素としては、環状脂肪族炭化水素が好ましい [0036] Examples of the organic solvent for the aliphatic hydrocarbon include octane, 4-methylheptane, 2-methylheptane, 3 methylheptane, 2,2 dimethylhexane, 2,3 dimethylhexane, and 2,4 dimethyl. Hexane, 2,5 Dimethylhexane, 3,3 Dimethylhexane, 3,4 Dimethylhexane, 3 Ethylhexane, 2, 2,3 Trimethylpentane, 2, 2,4 Trimethylpentane, 2, 3, 3 Trimethylpentane, 2, 3, 4 trimethylpentane, 2-methyl-3 ethylpentane, 3-methyl-3 ethylpentane, decane, 2, 2, 3, 3-tetramethyl hexane, 2, 2, 5, 5-tetramethyl hexane, 3, 3, 5 Trimethylheptane, Nonane, 2, 2, 5 Trimethylhexane, 4 Ethylheptane, 2, 3 Dimethylheptane, 2 Methyloctane, Dodecane, Hexane, 2-Methylpentane, 3-Methyl Pentane, 2, 2-dimethyl butane, 2, 3-dimethylbutane, heptane, hexane methyl , 3-Methylhexane, 2,2-Dimethylpentane, 2,3-Dimethylpentane, 2,4-Dimethylpentane, 3,3-Dimethylpentane, 3-Ethylpentane, 2,2,3-Trimethylbutane, etc. Cyclic aliphatic hydrocarbons such as cycloaliphatic hydrocarbons, cyclohexane, cyclopentane, methylcyclohexane, methylcyclopentane, p-menthane, decalin, cyclohexylbenzene and the like. However, it is not limited to these. As the aliphatic hydrocarbon used in the present invention, a cyclic aliphatic hydrocarbon is preferable.
[0037] 脂肪族ハロゲン化炭化水素の有機溶媒としては、例えば、クロ口ホルム,プロモホ ルム,ジクロロメタン,ジクロロェタン,トリクロロェタン,ジフルォロェタン,フノレオ口クロ 口エタン,クロ口プロパン,ジクロロプロパン,クロ口ペンタン,クロ口へキサン等を挙げ ることができる力 本発明はこれらに限定されるものではない。 [0037] Examples of the organic solvent for the aliphatic halogenated hydrocarbon include, for example, black mouth form, promophor, dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, difluoroethane, funoleo mouth mouth ethane, black mouth propane, dichloropropane, and black mouth pentane. The power that can include hexane and the like. The present invention is not limited to these.
[0038] また、本発明で用いられるこれらの有機溶媒は、 1種類あるいは 2種類以上混合し て用いてもよい。  [0038] These organic solvents used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
[0039] また、本発明に係る有機溶媒は、 50〜250°Cの沸点を有するものが好ましい。有 機半導体層中に含有させる有機溶媒量を調整する上で、有機溶媒の沸点が 50°Cよ り低くなると、揮発性が高くなりすぎるため、有機半導体層中に望ましい量の有機溶 媒を留めることが難しくなり、また、 250°Cより高くなると、有機半導体層中に含有する 有機溶媒量を望ましい量に調整するために、必要以上の高温下に有機半導体層を さらす必要が生じ、有機半導体層の劣化を招く結果となり好ましくない。  [0039] The organic solvent according to the present invention preferably has a boiling point of 50 to 250 ° C. In adjusting the amount of the organic solvent to be included in the organic semiconductor layer, if the boiling point of the organic solvent is lower than 50 ° C, the volatility becomes too high, so that a desired amount of the organic solvent is added to the organic semiconductor layer. When the temperature is higher than 250 ° C, it is necessary to expose the organic semiconductor layer at a higher temperature than necessary to adjust the amount of the organic solvent contained in the organic semiconductor layer to a desired amount. This results in deterioration of the semiconductor layer, which is not preferable.
[0040] 《有機薄膜トランジスタ》  [0040] << Organic thin film transistor >>
有機薄膜トランジスタは、支持体上に有機半導体チャネル (活性層)で連結されたソ ース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するト ップゲート型と、支持体上に先ずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導 体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別され る。本発明の有機薄膜トランジスタは、これらトップゲート型またボトムゲート型のいず れでもよぐまたその形態を問わない。  An organic thin film transistor includes a top gate type having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel (active layer) on a support, and a gate electrode on the gate electrode via a gate insulating layer. First, it is roughly classified into a bottom gate type having a gate electrode and having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel through a gate insulating layer. The organic thin film transistor of the present invention may be either a top gate type or a bottom gate type, and may be in any form.
[0041] (有機半導体材料) [0041] (Organic semiconductor material)
前記有機半導体チャネルを構成する本発明に係る有機半導体材料は、半導体とし て機能するものであれば、どのような有機化合物を選択してもよ 、。 The organic semiconductor material according to the present invention constituting the organic semiconductor channel is a semiconductor. Any organic compound can be selected as long as it works.
[0042] 有機半導体材料としては、例えば、特開平 5— 55568号公報等にて開示されてい るペンタセンゃテトラセンといったァセン類、特開平 4— 167561号等に開示されてい る鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、特開 2004— 319982号等に開示され ているベンゾボルフィリン等のポルフィリン類、その他、ペリレンやそのテトラカルボン 酸誘導体、テトラチアフルバレン類等といった低分子量ィ匕合物や、特開平 8— 2648 05号等に開示されている a チェニールもしくはセクシチォフェンと呼ばれるチオフ ェン 6量体を代表例とする芳香族オリゴマー、また、ポリチォフェン、ポリチェ-レンビ 二レン、ポリ— p フエ-レンビ-レンと 、つた共役高分子等(これらの多くは『アドバ ンスド 'マテリアル』(Advanced Materi—al)誌, 2002年,第 2号 99ページに記載 されている)が、一般的に知られている。その中でも、有機半導体材料として、低分子 量ィ匕合物を用いた場合に本発明の効果がより発揮され、特に数平均分子量が 5000 以下の低分子量有機半導体材料を用いると、高移動度で駆動する有機薄膜トランジ スタを得る上でより好まし 、。  [0042] Examples of the organic semiconductor material include acenes such as pentacene and tetracene disclosed in JP-A-5-55568 and phthalocyanines including lead phthalocyanine disclosed in JP-A-4-167561 and the like. In addition, porphyrins such as benzoborphyrin disclosed in JP-A-2004-319982, etc., other low molecular weight compounds such as perylene, its tetracarboxylic acid derivatives, tetrathiafulvalenes, etc., and JP-A-8-2648 05 A aromatic oligomer based on a thiophene hexamer called chenille or succitiphene, as well as polythiophene, poly-ethylene vinylene, and poly-p-phenylene-ethylene. Polymers etc. (Many of these are Advanced Materi-al, 2002, No. 2, page 99. Listed) it is generally known. Among them, the effect of the present invention is more exhibited when an organic semiconductor material is a low molecular weight compound, and particularly when a low molecular weight organic semiconductor material having a number average molecular weight of 5000 or less is used, the mobility is high. More preferred in obtaining organic thin film transistors to drive.
[0043] 前述した有機半導体材料の中でも、低分子量ィ匕合物として、例えば、ピレン、コロ ネン、ォバレン等やその誘導体、アントラセン、ペンタセン等やその誘導体 (ァセン類 )、ルブレンやその誘導体等に代表される縮合多環式炭化水素類、ベンゾジチオフ ェン、アントラジチォフェン等やその誘導体等に代表されるへテロ原子を含む縮合多 環式芳香族化合物類、チォフェンオリゴマー等が好ましい例として挙げられる。ペン タセン類の例としては、国際公開第 03Z16599号、同第 03Z28125号、米国特許 第 6, 690, 029号、特開 2004— 107216号等に記載の置換基をもったペンタセン 誘導体、米国特許出願公開第 2003— 136964号等に記載のペンタセンプレカーサ 、 Amer. Chem. Soc. , vol. 127, No. 14. 4986等に記載のァセン類及びそ の誘導体等が挙げられる。  [0043] Among the organic semiconductor materials described above, as low molecular weight compounds, for example, pyrene, coronene, ovalen and the like and derivatives thereof, anthracene, pentacene and the like and derivatives thereof (acenes), rubrene and the derivatives thereof and the like. Preferred examples include condensed polycyclic hydrocarbons, benzodithiophene, anthradithiophene, condensed polycyclic aromatic compounds containing heteroatoms represented by derivatives thereof, and the like, and thiophene oligomers. Can be mentioned. Examples of pentacenes include pentacene derivatives having substituents described in International Publication Nos. 03Z16599, 03Z28125, U.S. Pat.No. 6,690,029, JP-A-2004-107216, etc. Examples include pentacene precursors described in Publication No. 2003-136964, acenes described in Amer. Chem. Soc., Vol. 127, No. 14.4986, and derivatives thereof.
[0044] 有機半導体材料としては、前記一般式 (1)で表される化合物が好ま ヽ。  [0044] The organic semiconductor material is preferably a compound represented by the general formula (1).
[0045] 一般式(1)において、 R〜Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換また  In general formula (1), R to R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z are substituted or
1 6 1 2  1 6 1 2
は無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し 、 nl、 n2は。〜 3の整数を表す。 R〜Rで表される置換基としては、例えば、アルキル基 (例えば、メチル基、ェチルRepresents an unsubstituted aromatic hydrocarbon ring, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, nl and n2. Represents an integer of ~ 3. Examples of the substituent represented by R to R include an alkyl group (e.g., a methyl group, ethyl group).
1 6 1 6
基、プロピル基、イソプロピル基、 tert—ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチ ル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキ ル基 (例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基等)、アルケニル基 (例えば、ビ- ル基、ァリル基等)、アルキニル基 (例えば、ェチニル基、トリェチルシリルェチニル基 、トリイソプロビルシリルェチニル基、プロパルギル基等)、ァリール基 (例えば、フエ- ル基、 p—クロロフヱ-ル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリ ル基、ァズレ-ル基、ァセナフテュル基、フルォレ -ル基、フエナントリル基、インデニ ル基、ピレニル基、ビフエ-リル基等)、芳香族複素環基 (例えば、フリル基、チェ- ル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ビラジル基、トリアジル基、イミダゾリル 基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾォキサゾリル基、キナゾ リル基、フタラジル基等)、複素環基 (例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホ リル基、ォキサゾリジル基等)、アルコキシル基 (例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロ ピルォキシ基、ペンチルォキシ基、へキシルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシル ォキシ基等)、シクロアルコキシル基 (例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシ ルォキシ基等)、ァリールォキシ基 (例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等)、ァ ルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、ェチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチ ォ基、へキシルチオ基、ォクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基 (例えば、シクロペンチルチオ基、シクロへキシルチオ基等)、ァリールチオ基 (例えば 、フエ-ルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボ-ル基 (例えば、メチルォ キシカルボニル基、ェチルォキシカルボニル基、ブチルォキシカルボニル基、ォクチ ルォキシカルボ-ル基、ドデシルォキシカルボ-ル基等)、ァリールォキシカルボ- ル基(例えば、フエ-ルォキシカルボ-ル基、ナフチルォキシカルボ-ル基等)、スル ファモイル基(例えば、アミノスルホ -ル基、メチルアミノスルホ -ル基、ジメチルァミノ スルホ-ル基、ブチルアミノスルホ -ル基、へキシルアミノスルホ -ル基、シクロへキ シルアミノスルホ -ル基、ォクチルアミノスルホ -ル基、ドデシルアミノスルホ-ル基、 フエ-ルアミノスルホ -ル基、ナフチルアミノスルホ -ル基、 2—ピリジルアミノスルホ- ル基等)、ァシル基(例えば、ァセチル基、ェチルカルボ-ル基、プロピルカルボ-ル 基、ペンチルカルボ-ル基、シクロへキシルカルボ-ル基、ォクチルカルポ-ル基、 2 ェチルへキシルカルボ-ル基、ドデシルカルポ-ル基、フエ-ルカルポ-ル基、ナ フチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、ァシルォキシ基 (例えば、ァセチル ォキシ基、ェチルカルボニルォキシ基、ブチルカルボニルォキシ基、ォクチルカルボ -ルォキシ基、ドデシルカルボ-ルォキシ基、フエ-ルカルポ-ルォキシ基等)、アミ ド基(例えば、メチルカルボ-ルァミノ基、ェチルカルボ-ルァミノ基、ジメチルカルボ -ルァミノ基、プロピルカルボ-ルァミノ基、ペンチルカルボ-ルァミノ基、シクロへキ シルカルボ-ルァミノ基、 2—ェチルへキシルカルボ-ルァミノ基、ォクチルカルボ- ルァミノ基、ドデシルカルポ-ルァミノ基、フエ-ルカルポ-ルァミノ基、ナフチルカル ボニルァミノ基等)、力ルバモイル基 (例えば、ァミノカルボ-ル基、メチルァミノカルボ -ル基、ジメチルァミノカルボ-ル基、プロピルアミノカルボ-ル基、ペンチルァミノ力 ルポ-ル基、シクロへキシルァミノカルボ-ル基、ォクチルァミノカルボ-ル基、 2—ェ チルへキシルァミノカルボ-ル基、ドデシルァミノカルボ-ル基、フエ-ルァミノカルボ -ル基、ナフチルァミノカルボ-ル基、 2—ピリジルァミノカルボニル基等)、ウレイド基 (例えば、メチルウレイド基、ェチルウレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロへキシルゥ レイド基、ォクチルゥレイド基、ドデシルウレイド基、フエニルウレイド基、ナフチルウレ イド基、 2—ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィエル基 (例えば、メチルスルフィエル 基、ェチルスルフィ-ル基、ブチルスルフィ-ル基、シクロへキシルスルフィ-ル基、 2 —ェチルへキシルスルフィ-ル基、ドデシルスルフィ-ル基、フエ-ルスルフィ -ル基 、ナフチルスルフィエル基、 2—ピリジルスルフィエル基等)、アルキルスルホ -ル基( 例えば、メチルスルホ -ル基、ェチルスルホ -ル基、ブチルスルホ -ル基、シクロへ キシルスルホ -ル基、 2—ェチルへキシルスルホ -ル基、ドデシルスルホ -ル基等)、 ァリールスルホ -ル基(例えば、フエ-ルスルホ-ル基、ナフチルスルホ-ル基、 2— ピリジルスルホ -ル基等)、アミノ基 (例えば、アミノ基、ェチルァミノ基、ジメチルァミノ 基、ブチルァミノ基、シクロペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシル アミノ基、ァ-リノ基、ナフチルァミノ基、 2—ピリジルァミノ基等)、ハロゲン原子 (例え ば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基 (例えば、フルォロメチ ル基、トリフルォロメチル基、ペンタフルォロェチル基、ペンタフルォロフエ-ル基等) 、シァノ基、シリル基 (例えば、トリメチルシリル基、トリェチルシリル基、トリイソプロピル シリル基、トリフエ-ルシリル基、フエ-ルジェチルシリル基等)等が挙げられる。 Group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group) Group), alkenyl group (eg beryl group, aryl group, etc.), alkynyl group (eg ethynyl group, triethylsilylethynyl group, triisopropylpropylethylinyl group, propargyl group, etc.), aryl Group (e.g., phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulyl group, acenaphthyl group, fluoro group, phenanthryl group, indenyl group) Group, pyrenyl group, biphenyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, chael group, pyridyl group, pyridazyl group, Midyl group, birazyl group, triazyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, benzoimidazolyl group, benzoxazolyl group, quinazolyl group, phthalazyl group, etc.), heterocyclic group (for example, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group) Aryl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxyl group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxyl group (for example, cyclopentyloxy group, Cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.) ) A cycloalkylthio group (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), an arylthio group (for example, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), an alkoxycarbo group (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl) Group, butyloxycarbonyl group, oxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxy group (for example, phenyl group, naphthyloxy group, etc.) ), Sulfamoyl groups (for example, aminosulfol groups, methylaminosulfol groups, dimethylaminosulfol groups, butylaminosulfol groups, hexylaminosulfol groups, cyclohexylaminosulfol groups) , Octylaminosulfol group, dodecylaminosulfol group, phenolaminosulfol group, naphthyl Ruaminosuruho - group, 2-pyridyl aminosulfonyl - Le group), Ashiru group (e.g., Asechiru group, Echirukarubo - group, propyl carbo - Le Group, pentyl carbo yl group, cyclohexyl carbo yl group, oct yl carbo ol group, 2-ethyl hexyl carbo yl group, dodecyl carbo yl group, phen carbonyl group, naphthyl carbonyl group, pyridyl carbonyl group, etc. ), An acyl group (for example, an acetyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, a butylcarbonyloxy group, an octylcarboxoxy group, a dodecylcarboxoxy group, a phenylcarboxyl group, etc.), an amide group (for example, Methyl carbolumino group, ethyl carbolumino group, dimethyl carbolumino group, propyl carbolumino group, pentyl carbolumino group, cyclohexyl carbolumino group, 2-ethyl hexylcarbo-lamino group, octylcarbo-lumino group, Dodecyl polyamino group, phenyl polyamino group, Tilcarbonylyl group, etc.), strong rubamoyl group (eg, aminoamino group, methylaminocarbol group, dimethylaminocarbol group, propylaminocarbol group, pentylamino force group, cyclohexyl) Aminocarbol, octylaminocarbol, 2-ethylhexylaminocarbol, dodecylaminocarbol, phenolaminocarbol, naphthylaminocarbole Group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2 —Pyridylaminoureido group, etc.), sulfier group (eg methylsulfier group, ethylsulfi- Group, butylsulfyl group, cyclohexylsulfyl group, 2 —ethylhexylsulfyl group, dodecylsulfuryl group, phenylsulfuryl group, naphthylsulfuryl group, 2-pyridylsulfyl group, etc.) Alkylsulfol groups (eg, methylsulfol group, ethylsulfol group, butylsulfol group, cyclohexylsulfol group, 2-ethylhexylsulfol group, dodecylsulfol group, etc.), arylsulfol- Group (for example, phenylsulfol group, naphthylsulfol group, 2-pyridylsulfol group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, amino-group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen Atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group) etc) , A cyan group, a silyl group (for example, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, a phenyljetylsilyl group, etc.).
[0047] これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていても、複数が互いに結 合して環を形成して 、てもよ 、。  [0047] These substituents may be further substituted with the above substituents, or a plurality thereof may be bonded to each other to form a ring.
[0048] 中でも好ましい置換基は、アルキル基であり、さらに好ましくは、炭素原子数が 2〜2[0048] Among them, a preferable substituent is an alkyl group, more preferably 2 to 2 carbon atoms.
0のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数 6〜 12のアルキル基である。 0 is an alkyl group, particularly preferably an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms.
[0049] Z、 Zで表される置換または無置換の芳香族炭化水素環としては、例えば、フエ二 [0049] Examples of the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring represented by Z and Z include phenyl
1 2  1 2
ル基、 p—クロロフヱ-ル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリ ル基、ァズレ-ル基、ァセナフテュル基、フルォレ -ル基、フエナントリル基、インデニ ル基、ピレニル基、ビフヱ-リル基等が挙げられる。  Group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulyl group, acenaphthyl group, fluorol group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenyl group -Lyl group etc. are mentioned.
[0050] Z、 Zで表される置換または無置換の芳香族複素環としては、例えば、フリル基、 [0050] Examples of the substituted or unsubstituted aromatic heterocycle represented by Z and Z include a furyl group,
1 2  1 2
チェニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ビラジル基、トリアジル基、イミ ダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾォキサゾリル基 、キナゾリル基、フタラジル基等が挙げられる。  Examples include a chenyl group, a pyridyl group, a pyridazyl group, a pyrimidyl group, a birazyl group, a triazyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a thiazolyl group, a benzoimidazolyl group, a benzoxazolyl group, a quinazolyl group, and a phthalazyl group.
[0051] また、有機半導体材料としては、前記一般式 (2)で表される化合物が好ましい。 [0051] The organic semiconductor material is preferably a compound represented by the general formula (2).
[0052] 一般式(2)にお 、て、 R、 Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換または [0052] In the general formula (2), R and R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z are substituted or
7 8 1 2  7 8 1 2
無置換の芳香族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、 n 1、 n2は 0〜3の整数を表す。  An unsubstituted aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring is represented, and n 1 and n2 represent an integer of 0 to 3.
[0053] R、 Rで表される置換基としては、前記一般式(1)の R〜Rで表される置換基と同 [0053] The substituents represented by R and R are the same as the substituents represented by R to R in the general formula (1).
7 8 1 6  7 8 1 6
義である。  It is righteousness.
[0054] Z、 Zで表される置換または無置換の芳香族炭化水素環としては、前記一般式(1  [0054] Examples of the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring represented by Z and Z include the general formula (1
1 2  1 2
)の z、 zで表される置換または無置換の芳香族炭化水素環と同義である。  ) Of z) and z is the same as the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring represented by z.
1 2  1 2
[0055] Z、 Zで表される置換または無置換の芳香族複素環としては、前記一般式(1)の Z  [0055] The substituted or unsubstituted aromatic heterocycle represented by Z and Z includes Z in the general formula (1).
1 2 1 1 2 1
、 zで表される置換または無置換の芳香族複素環と同義である。 , Z is synonymous with a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring.
2  2
[0056] また、前記一般式(2)における置換基 R、 Rが前記一般式(3)で表されることが好  [0056] The substituents R and R in the general formula (2) are preferably represented by the general formula (3).
7 8  7 8
ましい。  Good.
[0057] 一般式(3)にお!/、て、 R〜R は置換基を表し、 Xは Si、 Geまたは Snを表す。  In the general formula (3), R / R represents a substituent, and X represents Si, Ge, or Sn.
9 11  9 11
[0058] R〜R で表される置換基としては、前記一般式(1)の R〜Rで表される置換基と 同義である。 Xは Sほたは Geであることが好まし 、。 [0058] Examples of the substituent represented by R to R include the substituent represented by R to R in the general formula (1). It is synonymous. X is preferably S and Ge is Ge.
[0059] これらの例としては下記の化合物が挙げられる力 本発明はこれらに限定されるも のではない。 Examples of these are the following compounds: The present invention is not limited to these.
[0060] [化 4] [0060] [Chemical 4]
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
[0061] [化 5] [9 >] [2900] [0061] [Chemical 5] [9>] [2900]
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
[0063] 本発明において、有機半導体層を形成する方法としては、真空蒸着により形成する 蒸着プロセス、あるいは、キャストコート、ディップコート、スピンコート等の塗布法ゃィ ンクジェット印刷、スクリーン印刷等の印刷法等に代表される溶液プロセス等が挙げら れるが、本発明では、溶液プロセスにより基板上に有機半導体膜を形成することが好 ましい。 [0063] In the present invention, the organic semiconductor layer may be formed by a vacuum deposition process or a coating method such as cast coating, dip coating, spin coating, ink jet printing, screen printing, or the like. In the present invention, it is preferable to form an organic semiconductor film on a substrate by a solution process.
[0064] また、本発明に係る有機半導体層中に含有する有機溶媒は、有機半導体膜を形 成後、溶媒蒸気中に封入する等して含有させてもよいが、本発明の有機溶媒を、有 機半導体材料溶液あるいは分散液を調製する際に用いて、前記溶液プロセスに適 用することが好ましい。  [0064] Further, the organic solvent contained in the organic semiconductor layer according to the present invention may be contained by forming the organic semiconductor film and then encapsulating it in a solvent vapor. It is preferably used when preparing an organic semiconductor material solution or dispersion and applying it to the solution process.
[0065] また、沸点が比較的低 、有機溶媒を用いる場合は、基板温度は室温付近でも好ま しい有機半導体膜を得ることができるが、より高沸点の有機溶媒を用いる場合は、基 板を加熱する等して、有機溶媒含有量を適切な量に調整することが好ましい。この場 合、有機半導体ウエット膜を形成した後に基板を加熱あるいは真空下におく等して、 有機溶媒含有量を調整してもよ!ヽが、加熱した基板上に有機半導体溶液を塗布する 方法が、有機溶媒含有量の調整及び有機半導体の配向性向上ある 、は結晶性膜 成長を促進する上でより好まし ヽ。  [0065] Further, when an organic solvent having a relatively low boiling point is used, a preferable organic semiconductor film can be obtained even when the substrate temperature is near room temperature. However, when an organic solvent having a higher boiling point is used, a substrate is used. It is preferable to adjust the organic solvent content to an appropriate amount by heating or the like. In this case, after forming the organic semiconductor wet film, the organic solvent content may be adjusted by, for example, heating or placing the substrate in a vacuum. A method of applying the organic semiconductor solution onto the heated substrate However, adjusting the organic solvent content and improving the orientation of the organic semiconductor is more preferable for promoting the growth of the crystalline film.
[0066] また、本発明をより効果的なものとするため、有機半導体層上あるいは必要な構成 要素により構成された有機薄膜トランジスタ自体に、公知の無機材料あるいは有機ポ リマー材料等を用いて、有機半導体膜を保護する保護膜 (封止膜)を形成することが 好ましい。保護膜を形成する方法としては、特表 2003— 525521号、同 2004— 50 6985号、特開 2002— 314093号、同 2003— 258164号等【こ記載されて!ヽるような 公知の技術を適用することができる。また、後述するゲート絶縁層として用いる絶縁 膜を保護膜として適用することもできるし、後述する支持体を支持体上に作製した有 機薄膜トランジスタ上にさらに貼り付けたり、ポリマーシートによってラミネートしたりす ることで、保護膜を形成してもよい。 [0066] Further, in order to make the present invention more effective, a known inorganic material or organic polymer is added to the organic thin film transistor itself formed on the organic semiconductor layer or by necessary constituent elements. It is preferable to form a protective film (sealing film) for protecting the organic semiconductor film using a remer material or the like. As a method for forming the protective film, there are known techniques such as JP-T-2003-525521, JP-A-2004-506985, JP-A-2002-314093, JP-A-2003-258164, etc. Can be applied. In addition, an insulating film used as a gate insulating layer, which will be described later, can also be applied as a protective film, and a support described later is further attached to an organic thin film transistor manufactured on the support, or laminated with a polymer sheet. Thus, a protective film may be formed.
[0067] 本発明で用いられる基板は、予め表面処理を施しておいてもよい。表面処理として は、シランカップリング剤による処理のように、基板上に自己配列型の薄膜を形成す るようなものがより好ましい。前記シランカップリング剤としては、ォクタデシルトリクロ口 シラン、ノニルトリクロロシラン、ォクチルトリクロロシラン、ォクチルトリメトキシシラン、ォ クチルトリエトキシシラン、 n ブチルトリクロロシラン、 i ブチルトリクロロシラン、ェチ ルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルクロロシラン、へキサメチルジシラ ザン、 4—フエニルブチルトリクロロシラン、 3—フエノキシプロピルトリクロロシラン、フエ ニルトリクロロシラン、シクロへキシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロー 1, 1, 2,[0067] The substrate used in the present invention may be subjected to surface treatment in advance. As the surface treatment, it is more preferable to form a self-aligned thin film on the substrate, such as a treatment with a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include octadecyl trichlorosilane, nonyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, n-butyltrichlorosilane, i-butyltrichlorosilane, and ethyltrichlorosilane. , Methyltrichlorosilane, trimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, 4-phenylbutyltrichlorosilane, 3-phenoxypropyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, cyclohexyltrichlorosilane, heptadecafluoro-1, 1, 2,
2—テトラヒドロデシルトリクロロシラン等の公知の材料が好ましい例として挙げられる 1S 本発明はこれらに限らない。また、シランカップリング剤を用いた表面処理方法に ついては、特開 2004— 327857号、同 2005— 32774号、同 2005— 158765号等 に開示されているような、公知の方法を適用することができる。例えば、 CVD法等の 気相法、スピンコート法やディップコート法等の液相法、さらにスクリーン印刷法、マイ クロモールド法、マイクロコンタクト法、インクジェット法等の印刷法等を適用することが できる。 Known materials such as 2-tetrahydrodecyltrichlorosilane are preferred examples. 1S The present invention is not limited to these. As for the surface treatment method using a silane coupling agent, a known method such as disclosed in JP-A-2004-327857, JP-A-2005-32774, JP-A-2005-158765, etc. can be applied. it can. For example, a vapor phase method such as a CVD method, a liquid phase method such as a spin coating method or a dip coating method, a screen printing method, a micromold method, a micro contact method, a printing method such as an inkjet method, or the like can be applied. .
[0068] また、シランカップリング剤による処理を行う前に、基板 (例えば、シリコン基板上に 形成された熱酸化膜等の絶縁膜)表面に対して酸素プラズマ処理、 UVオゾン処理 等の親水化処理 (表面に水酸基 OHを形成する処理)を行うことが、緻密で強固な 自己組織ィ匕単分子膜を形成する上で好ましいことが一般的に知られており、前述し た特許文献等にも記載されている。さらに、一般的によく知られたラビング等の配向 処理を施してもカゝまわない。 [0069] 本発明において形成される有機半導体層の膜厚としては、特に制限はないが、得 られた有機薄膜トランジスタ (TFT)の特性は、半導体層の膜厚に大きく左右される場 合が多ぐその膜厚は、半導体材料により異なるが、一般に: L m以下、特に 10〜3 OOnmが好ましい。 [0068] Further, before the treatment with the silane coupling agent, the surface of the substrate (for example, an insulating film such as a thermal oxide film formed on the silicon substrate) is hydrophilized such as oxygen plasma treatment or UV ozone treatment. It is generally known that the treatment (treatment for forming hydroxyl OH on the surface) is preferable for forming a dense and strong self-assembled monomolecular film. Is also described. Furthermore, even if a generally well-known orientation treatment such as rubbing is performed, there is no problem. [0069] The thickness of the organic semiconductor layer formed in the present invention is not particularly limited, but the characteristics of the obtained organic thin film transistor (TFT) are often greatly influenced by the thickness of the semiconductor layer. The film thickness varies depending on the semiconductor material, but in general: Lm or less, particularly 10 to 3 OOnm is preferred.
[0070] また、有機半導体層には、例えば、アクリル酸、ァセトアミド、ジメチルァミノ基、シァ ノ基、カルボキシル基、ニトロ基等の官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テ トラシァノエチレン及びテトラシァノキノジメタンやそれらの誘導体等のように電子を受 容するァクセプターとなる材料や、例えば、アミノ基、トリフエニル基、アルキル基、水 酸基、アルコキシ基、フエニル基等の官能基を有する材料、フエ-レンジァミン等の 置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換べンゾアントラセン類、ピレン、 置換ピレン、力ルバゾール及びその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体等の ように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、 、わゆるドーピング処 理を施してもよい。  [0070] The organic semiconductor layer includes, for example, a material having a functional group such as acrylic acid, acetamide, a dimethylamino group, a cyan group, a carboxyl group, a nitro group, a benzoquinone derivative, tetracyanethylene, and tetracyan Materials that serve as acceptors, such as noquinodimethane and derivatives thereof, and materials having functional groups such as amino groups, triphenyl groups, alkyl groups, hydroxyl groups, alkoxy groups, and phenyl groups, Substituted amines such as phenylenediamine, anthracene, benzoanthracene, substituted benzoanthracenes, pyrene, substituted pyrene, force rubazole and its derivatives, tetrathiafulvalene and its derivatives, etc. Such a material may be contained and so-called doping treatment may be performed.
[0071] 前記ドーピングとは電子授与性分子 (ァクセプター)または電子供与性分子 (ドナー )をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って、ドーピングが施された 薄膜は、本発明に用いられる有機半導体材料とドーパントを含有する薄膜である。本 発明に用いるドーパントとしてァクセプター、ドナーのいずれも使用可能であり、ァク セプター、ドナーとしては公知の材料を用い、その導入には公知のプロセスを用いる ことができる。  [0071] The doping means introducing an electron-donating molecule (acceptor) or an electron-donating molecule (donor) into the thin film as a dopant. Therefore, the doped thin film is a thin film containing the organic semiconductor material and dopant used in the present invention. Any of an acceptor and a donor can be used as the dopant used in the present invention, and a known material can be used as the acceptor and donor, and a known process can be used for the introduction thereof.
[0072] 本発明の好ま 、態様の一つである前記ボトムゲート型の有機薄膜トランジスタを 例にとれば、有機薄膜トランジスタは、支持体上にゲート電極、ゲート絶縁膜、活性 層、ソース電極、ドレイン電極がそれぞれ最適に配置されることで構成されるものであ る。  [0072] Taking the bottom gate type organic thin film transistor which is one of the preferred embodiments of the present invention as an example, the organic thin film transistor includes a gate electrode, a gate insulating film, an active layer, a source electrode and a drain electrode on a support. Are configured by being optimally arranged.
[0073] 従って、例えば、支持体上に、ゲート電極を形成した後、ゲート絶縁膜を形成し、ゲ ート絶縁膜上に前記の方法にて、活性層 (有機半導体層 (薄膜) )を形成した後、そ れぞれ、ソース、ドレイン電極を形成することにより本発明の有機薄膜トランジスタは 形成され  Therefore, for example, after forming a gate electrode on a support, a gate insulating film is formed, and an active layer (organic semiconductor layer (thin film)) is formed on the gate insulating film by the above-described method. After the formation, the organic thin film transistor of the present invention is formed by forming the source and drain electrodes, respectively.
る。 [0074] また、例えば、ゲート絶縁膜形成後、ゲート絶縁膜上にソース、ドレイン電極パター ンを形成し、該ソース、ドレイン電極間に、有機半導体チャネルを、パターユングによ り形成してちょい。 The [0074] Further, for example, after forming the gate insulating film, a source and drain electrode pattern is formed on the gate insulating film, and an organic semiconductor channel is formed by patterning between the source and drain electrodes. .
[0075] このように支持体上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層(有機半導体層)、ソース 電極、ドレイン電極をそれぞれ必要な場合には適宜パターユングし、最適に配置す ることで、本発明の有機薄膜トランジスタは得られる。  [0075] As described above, the gate electrode, the gate insulating film, the active layer (organic semiconductor layer), the source electrode, and the drain electrode are appropriately patterned and arranged optimally on the support, if necessary. The organic thin film transistor of the present invention can be obtained.
[0076] 以下、本発明の製造方法及び該製造方法により得られる有機薄膜トランジスタの活 性層 (有機半導体層 (薄膜) )以外の、有機薄膜トランジスタを構成するその他の構成 要素について説明する。  In the following, other components constituting the organic thin film transistor other than the organic thin film transistor active layer (organic semiconductor layer (thin film)) obtained by the production method of the present invention will be described.
[0077] 本発明にお 、て、前記ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は 導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、スズ 、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アル ミニゥム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ、アンチモン 、酸化インジウム '錫 (ITO)、フッ素ドープ酸ィ匕亜鉛、亜鉛、炭素、グラフアイト、グラッ シーカーボン、銀ペースト、及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マ グネシゥム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリ ゥム、ニオブ、ナトリウム—カリウム合金、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀 混合物、マグネシウム /アルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アル ミニゥム Z酸ィ匕アルミニウム混合物、リチウム Zアルミニウム混合物が用いられるが、 特に白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、 ιτο及び炭素が好ましい。或いはド 一ビング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリア-リン 、導電性ポリピロール、導電性ポリチォフェン、ポリエチレンジォキシチォフェンとポリ スチレンスルホン酸の錯体等も好適に用いられる。中でも半導体層との接触面にお 、て電気抵抗が少な 、ものが好まし 、。  In the present invention, the material for forming the source electrode, the drain electrode and the gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material, and is platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin. , Antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide, antimony, indium oxide 'tin (ITO), fluorine-doped acid zinc, zinc, carbon , Graphite, glassy carbon, silver paste, and carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium-potassium alloy, magnesium Z copper Mixture, Magnesium Z Silver Mixture, Ma Gnesium / aluminum mixtures, magnesium Z indium mixtures, aluminum Z acid / aluminum mixtures, lithium Z aluminum mixtures are used, with platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, iota and carbon being particularly preferred. Alternatively, a known conductive polymer whose conductivity has been improved by driving or the like, for example, conductive polyarrin, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid, etc. is also suitable. Used. Of these, a material having a low electrical resistance is preferred on the contact surface with the semiconductor layer.
[0078] 電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用い て形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成 する方法、アルミニウムや銅等の金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジスト を用いて電極形成する方法がある。また導電性ポリマーの溶液或いは分散液、導電 性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターユングしてもよいし、塗工膜からリソ グラフやレーザーアブレーシヨン等により形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導 電性微粒子を含むインク、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等 の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。 [0078] As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method from a conductive thin film formed using a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, aluminum, copper or the like. There is a method of forming an electrode on a metal foil using a resist by thermal transfer, ink jet or the like. Conductive polymer solutions or dispersions, conductive The fine particle dispersion may be directly patterned by inkjet, or may be formed from the coated film by lithography, laser abrasion, or the like. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as relief printing, intaglio printing, lithographic printing, or screen printing can also be used.
[0079] 本発明にお 、ては、前記ソース、ドレイン電極は、前記導電性ポリマーの溶液ある いは分散液、導電性微粒子分散液等の流動性電極材料から形成されることが好まし ぐ例えば金属等カゝらなる導電性微粒子を、好ましくは有機材料カゝらなる分散安定剤 を用いて、水や有機溶剤またはその混合物である分散媒中に分散させ、ペースト或 いはインク等の導電性微粒子分散液とし、これを塗設、パターユングすることで、電極 を形成することが好ましい。  [0079] In the present invention, the source and drain electrodes are preferably formed from a fluid electrode material such as a solution, dispersion or conductive fine particle dispersion of the conductive polymer. For example, conductive fine particles such as metal are dispersed in a dispersion medium such as water, an organic solvent or a mixture thereof, preferably using a dispersion stabilizer such as an organic material, and a paste or ink is used. It is preferable to form an electrode by preparing a conductive fine particle dispersion and coating and patterning it.
[0080] 導電性微粒子の金属材料 (金属微粒子)としては、白金、金、銀、コバルト、 -ッケ ル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン、鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レ ユウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン 、亜鉛等を用いることができる力 特に仕事関数が 4. 5eV以上の白金、金、銀 、銅、コノ ルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステンが 好ましい。  [0080] Metal materials of conductive fine particles (metal fine particles) include platinum, gold, silver, cobalt, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony, lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, Forces that can use yuum, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, zinc, etc.Platinum, gold, silver, copper, conol, chromium, iridium, nickel, palladium, especially with a work function of 4.5 eV or more Molybdenum and tungsten are preferred.
[0081] このような金属微粒子分散物の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、 金属蒸気合成法等の物理的生成法や、コロイド法、共沈法等の、液相で金属イオン を還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開 平 11— 76800号、同 11— 80647号、同 11— 319538号、特開 2000— 239853号 等に示されたコロイド法、特開 2001— 254185号、同 2001— 53028号、同 2001— 35255号、同 2000— 124157号、同 2000— 123634号等に記載されたガス中蒸 発法により製造された金属微粒子分散物である。  [0081] As a method for producing such a metal fine particle dispersion, metal ions in a liquid phase, such as a physical generation method such as a gas evaporation method, a sputtering method, a metal vapor synthesis method, a colloid method, or a coprecipitation method are used. Examples of the chemical production method include reduction to produce fine metal particles, preferably disclosed in JP-A-11-76800, JP-A-11-80647, JP-A-11-319538, JP-A-2000-239853, and the like. Metal fine particles produced by the gas evaporation method described in JP-A-2001-254185, 2001-53028, 2001-35255, 2000-124157, 2000-123634, etc. It is a dispersion.
[0082] 分散される金属微粒子の平均粒径としては、 20nm以下であることが本発明の効果 の点で好ましい。  [0082] The average particle diameter of the dispersed metal fine particles is preferably 20 nm or less from the viewpoint of the effect of the present invention.
[0083] また、金属微粒子分散物に導電性ポリマーを含有させることが好ましぐこれをバタ 一ユングして押圧、加熱等によりソース電極、ドレイン電極を形成すれば、導電性ポリ マーにより有機半導体層とのォーミック接触を可能とできる。即ち金属微粒子の表面 に、導電性ポリマーを介在させて、半導体への接触抵抗を低減させ、かつ、金属微 粒子を加熱融着させることで、さらに本発明の効果を高めることができる。 [0083] In addition, it is preferable to add a conductive polymer to the metal fine particle dispersion, and if the source electrode and the drain electrode are formed by pressing, heating, etc., the organic semiconductor is formed by the conductive polymer. Can make ohmic contact with the layer. That is, the surface of the metal fine particles Further, the effect of the present invention can be further enhanced by interposing a conductive polymer to reduce the contact resistance to the semiconductor and heat-fusing the metal fine particles.
[0084] 導電性ポリマーとしては、ドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマ 一を用いることが好ましぐ例えば導電性ポリア-リン、導電性ポリピロール、導電性 ポリチォフェン、ポリエチレンジォキシチォフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等が 好適に用いられる。  As the conductive polymer, it is preferable to use a known conductive polymer whose conductivity has been improved by doping or the like. For example, conductive polyarine, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, polyethylenedioxy A complex of thiophene and polystyrene sulfonic acid is preferably used.
[0085] 金属微粒子の含有量は導電性ポリマーに対する質量比で 0. 00001-0. 1が好ま LV、。この量を超えると金属微粒子の融着が阻害されることがある。  [0085] The content of the metal fine particles is preferably LV, preferably 0.00001-0. If this amount is exceeded, fusion of the metal fine particles may be inhibited.
[0086] これらの金属微粒子分散物で、電極を形成した後、加熱により前記の金属微粒子 を熱融着させてソース電極、ドレイン電極を形成する。また電極形成時に、概ね、 1〜 50000Pa、さらに 1000〜10000Pa程度の押圧を力け、融着を促進することも好ま しい。  [0086] After forming electrodes with these metal fine particle dispersions, the metal fine particles are thermally fused to form source and drain electrodes. It is also preferable to promote fusion by applying a pressure of about 1 to 50000 Pa, more preferably about 1000 to 10,000 Pa at the time of electrode formation.
[0087] 上記金属微粒子分散物を用いて電極様にパターニングする方法としては、例えば 、金属微粒子分散物をインクとして用いて印刷法によりパターユング方法がある。また 、インクジェット法によりパターユングする方法があり、これは金属微粒子分散物をィ ンクジェットヘッドより吐出し、金属微粒子の分散物をパターユングする方法であり、ィ ンクジェットヘッド力 の吐出方式としては、ピエゾ方式、バブルジェット(登録商標) 方式等のオンデマンド型ゃ静電吸引方式等の連続噴射型のインクジェット法等公知 の方法によりパターユングすることができる。  [0087] As a method of patterning like an electrode using the metal fine particle dispersion, for example, there is a patterning method by a printing method using the metal fine particle dispersion as an ink. In addition, there is a method of patterning by an ink jet method, which is a method of discharging a dispersion of metal fine particles from an ink jet head and patterning the dispersion of metal fine particles. As a discharge method of the ink jet head force, On-demand type such as piezo method and bubble jet (registered trademark) method can be patterned by a known method such as continuous jet type ink jet method such as electrostatic suction method.
[0088] 加熱また加圧する方法としては、加熱ラミネータ等に用いられる方法をはじめ、公知 の方法を用いることができる。  [0088] As a method of heating or pressurizing, known methods such as a method used for a heating laminator and the like can be used.
[0089] ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができる力 特に、比誘電率の高 Vヽ無機酸ィ匕物皮膜が好ま 、。  [0089] The ability to use various insulating films as the gate insulating layer. Particularly preferred is a high dielectric constant oxide film having a high relative dielectric constant.
[0090] 無機酸化物としては酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化 錫、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウ ム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン 酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビ スマス、タンタノレ酸ストロンチウムビスマス、タンタノレ酸ニ才ブ酸ビスマス、トリ才キサイ ドイツトリウム等が挙げられる。これらの内好ましいのは、酸化珪素、酸ィ匕アルミニウム 、酸ィ匕タンタル、酸ィ匕チタンである。窒化珪素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も 好適に用いることができる。 [0090] Examples of the inorganic oxide include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, titanium Strontium acid, barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantanolate, bismuth tantalate, bismuth tritium German thorium and the like. Of these, silicon oxide, acid aluminum, acid tantalum and acid titanium are preferred. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.
[0091] 上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線ェピタキシャル成長法、イオン クラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、 CVD法 、スパッタリング法、大気圧プラズマ法 (大気圧プラズマ CVD法)、ディップコート法、 キャスト法、リールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法、印刷や インクジェット等のパター-ングによる方法等のウエットプロセスが挙げられ、材料に 応じて使用できる。  [0091] The film can be formed by vacuum deposition, molecular beam epitaxy, ion cluster beam method, low energy ion beam method, ion plating method, CVD method, sputtering method, atmospheric pressure plasma method (large Wet processes such as atmospheric pressure plasma CVD method), dip coating method, casting method, reel coating method, bar coating method, die coating method, and other wet processes such as printing and ink jet patterning methods. Can be used.
[0092] ウエットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤或いは水に必要に 応じて界面活性剤等の分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、 酸ィ匕物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布乾燥する所謂ゾルゲル法が用 いられる。  [0092] The wet process includes a method of applying and drying a liquid in which inorganic oxide fine particles are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as necessary. A so-called sol-gel method is used in which a solution of a precursor of the product, for example, an alkoxide is applied and dried.
[0093] これらのうち好まし!/、のは大気圧プラズマ法である。  [0093] Of these, the preferred! / Is the atmospheric pressure plasma method.
[0094] 大気圧プラズマ法による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下 で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方 法【こつ ヽて ίま特開平 11— 61406号、同 11— 133205号、特開 2000— 121804号 、同 2000— 147209号、同 2000— 185362号等【こ記載されて!ヽる。これ【こよって 高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。  [0094] The method of forming an insulating film by the atmospheric pressure plasma method is a process in which a thin film is formed on a substrate by discharging at atmospheric pressure or near atmospheric pressure to excite reactive gas to form a thin film on a substrate. [Kyotsu Hiramatsu, JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, JP-A-2000-185362, etc. Thus, a highly functional thin film can be formed with high productivity.
[0095] また、有機化合物皮膜の形成法としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ アタリレート、光ラジカル重合系、光力チオン重合系の光硬化性榭脂、或いはアタリ口 二トリル成分を含有する共重合体、ポリビュルフエノール、ポリビュルアルコール、ノボ ラック榭脂、及びシァノエチルプルラン等を用いることもできる。  [0095] Further, as a method for forming the organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, poly acrylate, photo radical polymerization type, photo-power thione polymerization type photocurable resin, or attalyl nitrile component is contained. Copolymers, polybuluphenol, polybulualcohol, novolac resin, cyanoethyl pullulan, and the like can also be used.
[0096] 有機化合物皮膜の形成法としては前記ウエットプロセスが好ま 、。  [0096] The wet process is preferred as a method of forming the organic compound film.
[0097] 無機酸ィ匕物皮膜と有機酸ィ匕物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶 縁膜の膜厚としては、一般に 50nm〜3 μ m、好ましくは、 100nm〜l μ mである。  [0097] The inorganic oxide film and the organic oxide film can be laminated and used in combination. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.
[0098] また支持体はガラスやフレキシブルな榭脂製シートで構成され、例えばプラスチック フィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテノレス ルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフエ-レンスル フイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(T AC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等力もなるフィルム等が挙げられ る。この様に、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて 軽量ィ匕を図ることができ、可搬性を高めることができると共に、衝撃に対する耐性を向 上できる。 [0098] The support is made of glass or a flexible resin sheet. For example, a plastic film can be used as the sheet. Examples of the plastic film include Polyethylene terephthalate (PET), Polyethylene naphthalate (PEN), Polyetherol sulfone (PES), Polyetherimide, Polyetheretherketone, Polyphenylene sulfide, Polyarylate, Polyimide, Polycarbonate (PC), Cellulose triacetate (TAC), Examples thereof include a film having cellulose acetate propionate (CAP) and the like. In this way, by using a plastic film, it is possible to reduce the weight as compared with the case of using a glass substrate, to improve portability, and to improve resistance to impact.
[0099] 図 1に本発明の有機薄膜トランジスタ (TFT)の構成例を示す。  FIG. 1 shows a configuration example of the organic thin film transistor (TFT) of the present invention.
[0100] 図 1 (a)は、支持体 6上に、マスクを用いて金等を蒸着によりパターン形成することに より、あるいは、金属微粒子を含む層のパターンを形成した後、金属微粒子を含む層 を加熱加圧して融着させる等して、ソース電極 2、ドレイン電極 3を形成し、ソース、ド レイン電極間に有機半導体材料層 1を形成し、その上にゲート絶縁層 5を形成し、さ らにその上にゲート電極 4を形成して有機 TFTを形成したものである。 [0100] FIG. 1 (a) shows a case in which metal fine particles are contained on the support 6 by patterning gold or the like by vapor deposition using a mask, or after forming a pattern of a layer containing metal fine particles. The source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed by heating and pressurizing the layers, and the organic semiconductor material layer 1 is formed between the source and drain electrodes, and the gate insulating layer 5 is formed thereon. Further, an organic TFT is formed by forming a gate electrode 4 thereon.
[0101] 図 1 (b)、 (c)に、トップゲート型の有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す。 [0101] FIGS. 1 (b) and 1 (c) show other configuration examples of the top gate type organic thin film transistor.
[0102] また、図 1 (c!)〜 (f)はボトムゲート型の有機 TFTの構成例を示す。図 1 (d)は支持 体 6上にゲート電極 4を形成した後、ゲート絶縁層 5を形成し、その上にソース電極 2 、ドレイン電極 3を形成して、該ソース、ドレイン電極間のゲート絶縁層上に有機半導 体材料層 1を形成してボトムゲート型の有機 TFTを形成したものである。同様に他の 構成例を (e)、 (f)に示す。なかでも同図 (f)は支持体 6上にゲート電極 4を形成した 後、ゲート絶縁層 5を形成し、その上に有機半導体材料層 1を形成した後、さらにソ ース電極 2、ドレイン電極 3を形成して有機 TFTを形成したものである。 9は基板であ る。 [0102] Figures 1 (c!) To (f) show configuration examples of bottom-gate organic TFTs. In FIG. 1 (d), after the gate electrode 4 is formed on the support 6, the gate insulating layer 5 is formed, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed thereon, and the gate between the source and drain electrodes is formed. A bottom gate type organic TFT is formed by forming an organic semiconductor material layer 1 on an insulating layer. Similarly, other configuration examples are shown in (e) and (f). In particular, in FIG. 5 (f), the gate electrode 4 is formed on the support 6, the gate insulating layer 5 is formed, the organic semiconductor material layer 1 is formed thereon, and then the source electrode 2 and the drain are further formed. An electrode 3 is formed to form an organic TFT. 9 is a substrate.
[0103] 図 2は、前記有機薄膜トランジスタを用いて、液晶、電気泳動素子等の出力素子様 に構成された TFTシートの概略等価回路図の 1例である。  FIG. 2 is an example of a schematic equivalent circuit diagram of a TFT sheet that is configured like an output element such as a liquid crystal or an electrophoretic element using the organic thin film transistor.
[0104] TFTシート 10はマトリクス配置された多数の有機 TFT11を有する。 7は各有機 TF T11のゲートバスラインであり、 8は各有機 TFT11のソースバスラインである。各有機 TFT11のソース電極には、例えば液晶、電気泳動素子等の出力素子 12が接続され 、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いて もよい。図示の例では、出力素子として液晶が、抵抗とコンデンサ力もなる等価回路 で示されている。 13は蓄積コンデンサ、 14は垂直駆動回路、 15は水平駆動回路で ある。 [0104] The TFT sheet 10 has a large number of organic TFTs 11 arranged in a matrix. 7 is a gate bus line of each organic TF T11, and 8 is a source bus line of each organic TFT11. An output element 12 such as a liquid crystal or an electrophoretic element is connected to the source electrode of each organic TFT 11 to constitute a pixel in the display device. The pixel electrode is used as the input electrode of the photosensor Also good. In the example shown in the figure, the liquid crystal is shown as an output element in an equivalent circuit having resistance and capacitor power. 13 is a storage capacitor, 14 is a vertical drive circuit, and 15 is a horizontal drive circuit.
実施例  Example
[0105] 以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されな い。なお、特に断りない限り、実施例中の「%」は「質量%」を表す。  [0105] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “%” in the examples represents “mass%”.
[0106] 実施例 [0106] Examples
〈く TFT素子 1〜3の作製》  <Production of TFT elements 1-3>
図 1 (f)に記載の層構成を有する有機薄膜トランジスタ素子 (以下、 TFT素子と呼ぶ ) 1を作製した。  An organic thin film transistor element (hereinafter referred to as TFT element) 1 having the layer configuration shown in FIG. 1 (f) was produced.
[0107] まず、ゲート電極 4としての比抵抗 0. 02 Ω 'cmの Siウェハーに厚さ 2000Aの熱酸 化膜を形成してゲート絶縁層 5とした。以下、これを基板 1と呼ぶ。  First, a 2000 A thick thermal oxide film was formed on a Si wafer having a specific resistance of 0.02 Ω′cm as the gate electrode 4 to form the gate insulating layer 5. Hereinafter, this is referred to as a substrate 1.
[0108] 基板 1上に真空蒸着機を用いて化合物 1の蒸着膜 (厚さ 25nm)を形成した。さらに 、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極 2及びドレイン電極 3を形成 した。ソース電極 2及びドレイン電極 3は、各々幅 100 μ m、厚さ 200nmで、チャネル 幅 W= 5mm、チャネル長 L = 50 mである。最終的に、前述した化合物 1の蒸着膜 (有機半導体層)が外部環境に曝されないように、ポリイミド薄膜で封止することで TF T素子 1を作製した。  A deposited film (thickness 25 nm) of Compound 1 was formed on the substrate 1 using a vacuum deposition machine. Further, gold was deposited on the surface of the film using a mask to form the source electrode 2 and the drain electrode 3. The source electrode 2 and the drain electrode 3 each have a width of 100 μm, a thickness of 200 nm, a channel width W = 5 mm, and a channel length L = 50 m. Finally, the TFT film 1 was fabricated by sealing with a polyimide thin film so that the above-described deposited film (organic semiconductor layer) of Compound 1 was not exposed to the external environment.
[0109] また、前述した化合物 1の蒸着膜上にソース電極 2及びドレイン電極 3を形成した基 板を窒素雰囲気下でトルエンの蒸気を含有する容器中に封入し、表 1のように溶媒 含有量を調整した後、ポリイミド薄膜で封止することで、 TFT素子 2及び TFT素子 3 を作製した。  [0109] Further, the substrate in which the source electrode 2 and the drain electrode 3 were formed on the above-described vapor-deposited film of the compound 1 was sealed in a container containing toluene vapor in a nitrogen atmosphere, and the solvent contained as shown in Table 1. After adjusting the amount, the TFT element 2 and the TFT element 3 were produced by sealing with a polyimide thin film.
[0110] TFT素子 1〜3において、有機半導体層中の有機溶媒含有量は、 PT-GC/MS 測定により求めた。  [0110] In TFT elements 1 to 3, the organic solvent content in the organic semiconductor layer was determined by PT-GC / MS measurement.
[0111] 〈く TFT素子 4〜14の作製》 <0111> <Production of TFT elements 4-14>
上記作製した基板 1を用いて、へキサメチルジシラザンによる表面処理 (60°Cにカロ 熱したへキサメチルジシラザンの 1%トルエン溶液中に基板を 10分間浸漬後、トルェ ンで洗浄し、乾燥)を行い、これを基板 2とした。 [0112] 基板 2上に化合物 4 (ポリ(3—へキシルチオフェン)、 regioregular、アルドリッチ社 製、 PHT、平均分子量 89000)の 0. 5%クロ口ホルム溶液をスピンコート(lOOOrpm 、 30秒)し、塗布膜 (厚さ 25nm)を形成した。さらに、 TFT素子 2及び 3と同様にソー ス電極 2及びドレイン電極 3を形成後、封止膜を貼り付けることで TFT素子 4を作製し た。 Using the substrate 1 prepared above, surface treatment with hexamethyldisilazane (immerse the substrate in 1% toluene solution of hexamethyldisilazane heated to 60 ° C for 10 minutes, then wash with toluene, This was used as substrate 2. [0112] A 0.5% black mouth form solution of compound 4 (poly (3-hexylthiophene), regioregular, Aldrich, PHT, average molecular weight 89000) was spin-coated (lOOOOrpm, 30 seconds) on substrate 2. A coating film (thickness 25 nm) was formed. Further, after forming the source electrode 2 and the drain electrode 3 in the same manner as the TFT elements 2 and 3, the TFT element 4 was fabricated by pasting a sealing film.
[0113] TFT素子 4の作製において、有機半導体材料をィ匕合物 4から化合物 5に変更し、 有機溶媒をクロ口ホルムから 1 , 2—ジクロロベンゼンに変更した以外は TFT素子 4と 同様にして、 TFT素子 5を作製した。化合物 5は、米国特許出願公開第 2003— 164 495号明細書に記載の例示化合物(3)を用いた。  [0113] In the fabrication of TFT element 4, the same operation as TFT element 4 was performed except that the organic semiconductor material was changed from compound 4 to compound 5 and the organic solvent was changed from 1,2 to dichlorobenzene. Thus, a TFT element 5 was produced. As Compound 5, Exemplified Compound (3) described in US Patent Application Publication No. 2003-164 495 was used.
[0114] さらに、 TFT素子 4の作製において、有機半導体材料、有機溶媒を表 1に示すよう に変更し、また塗布膜の乾燥状態を制御することで溶媒含有量を表 1のように調整し た以外は同様にして、 TFT素子 6〜14を作製した。  [0114] Furthermore, in the fabrication of TFT element 4, the organic semiconductor material and the organic solvent were changed as shown in Table 1, and the solvent content was adjusted as shown in Table 1 by controlling the dry state of the coating film. TFT elements 6 to 14 were produced in the same manner except for the above.
[0115] TFT素子 4〜14において、有機半導体層中の有機溶媒含有量は、 PT-GC/M S測定により求めた。  [0115] In TFT elements 4 to 14, the organic solvent content in the organic semiconductor layer was determined by PT-GC / MS measurement.
[0116] 〈く TFT素子 15〜22の作製》  <0116> <Production of TFT elements 15-22>
上記作製した基板 1を窒素雰囲気下ホットプレート上で加熱しながら、基板上に化 合物 1の 1, 2—ジクロロベンゼン溶液 (0. 1%)を展開し、基板全面に塗布膜 (厚さ 2 5nm)を形成した。さらに、 TFT素子 2及び 3と同様にソース電極 2及びドレイン電極 3 を形成後、封止膜を貼り付けることで、 TFT素子 15を作製した。  While the substrate 1 produced above was heated on a hot plate in a nitrogen atmosphere, a 1,2-dichlorobenzene solution of compound 1 (0.1%) was developed on the substrate, and a coating film (thickness) 2 5 nm). Further, after forming the source electrode 2 and the drain electrode 3 in the same manner as the TFT elements 2 and 3, the TFT element 15 was fabricated by attaching a sealing film.
[0117] さらに、 TFT素子 15の作製において、有機半導体材料、有機溶媒を表 1に示すよ うに変更し、また塗布膜の乾燥状態を制御することで溶媒含有量を表 1のように調整 した以外は同様にして、 TFT素子 16〜22を作製した。  [0117] Furthermore, in the production of TFT element 15, the organic semiconductor material and the organic solvent were changed as shown in Table 1, and the solvent content was adjusted as shown in Table 1 by controlling the dry state of the coating film. Other than the above, TFT elements 16 to 22 were produced in the same manner.
[0118] TFT素子 15〜22において、有機半導体層中の有機溶媒含有量は、 PT-GC/ MS測定により求めた。  [0118] In the TFT elements 15 to 22, the content of the organic solvent in the organic semiconductor layer was determined by PT-GC / MS measurement.
[0119] [化 7] [0119] [Chemical 7]
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001
化合物 4 化合物 5
Figure imgf000026_0002
Compound 4 Compound 5
Figure imgf000026_0002
1] 1]
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001
〈く TFT素子の評価》 <Evaluation of TFT elements>
(トランジスタ特性)  (Transistor characteristics)
以上のように作製した TFT素子 1 22は、 pチャンネルのェンノヽンスメント型 FET の動作特性を示した。それぞれの TFT素子について、 I—V特性の飽和領域力ゝらキ ャリア移動度を求め、さらに ON/OFF比(ドレインバイアス一 40Vとし、ゲートバイァ ス 50V及び OVにしたときのドレイン電流値の比率)を求め、結果を表 2に示した。 また、 25°C、湿度 45%の条件下で 1ヶ月放置したとき、及び 50°C、湿度 60%の条件 下で 1ヶ月放置したとき、それぞれのキャリア移動度及び ONZOFF比についても評 価し、表 2に示した。 The TFT element 122 fabricated as described above showed the operating characteristics of a p-channel enhancement type FET. For each TFT element, the carrier mobility is calculated from the saturation region force of the I–V characteristics, and the ON / OFF ratio (with a drain bias of 40 V is assumed. The ratio of drain current values at 50 V and OV) was determined, and the results are shown in Table 2. The carrier mobility and ONZOFF ratio were also evaluated when left for 1 month at 25 ° C and 45% humidity, and when left for 1 month at 50 ° C and 60% humidity. The results are shown in Table 2.
[表 2]  [Table 2]
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
[0123] 表 2より、有機半導体層の膜密度が 1. 33gZcm3より大きい TFT素子 1では、移動 度に関しては高温、高湿度下においても 1桁低下する程度の劣化であるが、 OFF電 流増加による ON/OFF比の低下がかなり目立つことが分かった。 [0123] From Table 2, the film density 1. 33gZcm 3 larger TFT element 1 of the organic semiconductor layer, with respect to mobility hot, but also the degree of deterioration decreases one digit in a high humidity, OFF current It was found that the decrease in the ON / OFF ratio due to the increase was quite noticeable.
[0124] また、有機半導体層の膜密度が 1. 15gZcm3に満たない TFT素子 4及び 5では、 本発明の TFT素子に比べてトランジスタ特性がはるかに劣ることが分かった。 [0124] Further, it was found that the transistor characteristics of the TFT elements 4 and 5 in which the film density of the organic semiconductor layer was less than 1.15 gZcm 3 were much inferior to those of the TFT element of the present invention.
[0125] 以上の結果より、有機半導体層の膜密度が 1. 15〜; L. 33gZcm3である本発明の 有機薄膜トランジスタは、比較に比べて、トランジスタ特性 (キャリア移動度、 ONZO FF比)に優れ、大気中あるいは高温、高湿度下においても経時安定性に優れた有 機薄膜トランジスタであることが分力つた。 [0125] From the above results, the organic thin film transistor of the present invention having an organic semiconductor layer density of 1.15-; L. 33 gZcm 3 has transistor characteristics (carrier mobility, ONZO FF ratio) compared to the comparison. Excellent, stable over time even in the air or at high temperatures and high humidity As a result, it became a thin film transistor.

Claims

請求の範囲 [1] 基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース電極及びドレイン電極を 有する有機薄膜トランジスタにおいて、前記有機半導体層の膜密度が 1. 15〜: L 33 g/cm3であることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 [2] 前記有機半導体層が有機溶媒を 1 X 10— 2〜1 X 103ppm含有することを特徴とする 請求の範囲第 1項に記載の有機薄膜トランジスタ。 [3] 前記有機半導体層を構成する少なくとも一つの有機半導体材料が下記一般式 (1) で表される化合物であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の有 機薄膜トランジスタ。 Claims [1] In an organic thin film transistor having a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode on a substrate, the organic semiconductor layer has a film density of 1.15 to: L 33 g / cm 3 An organic thin film transistor characterized in that: [2] The organic thin film transistor according to [1], wherein the organic semiconductor layer contains 1 X 10-2 to 1 X 103 ppm of an organic solvent. [3] The organic material according to claim 1 or 2, wherein at least one organic semiconductor material constituting the organic semiconductor layer is a compound represented by the following general formula (1): Thin film transistor.
[化 1] 一般式 (1)
Figure imgf000030_0001
[Chemical formula 1] General formula (1)
Figure imgf000030_0001
(式中、 R〜Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換または無置換の芳香 (In the formula, R to R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z are substituted or unsubstituted aromatic.
1 6 1 2  1 6 1 2
族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、 nl、 n2は 0〜3 の整数を表す。 )  Represents an aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and nl and n2 each represents an integer of 0 to 3. )
前記一般式(1)で表される化合物が下記一般式 (2)で表される化合物であることを 特徴とする請求の範囲第 3項に記載の有機薄膜トランジスタ。  4. The organic thin film transistor according to claim 3, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).
[化 2]  [Chemical 2]
—般式 {2)
Figure imgf000030_0002
(式中、 R、 Rは水素原子または置換基を表し、 Z、 Zは置換または無置換の芳香
—General formula (2)
Figure imgf000030_0002
(In the formula, R and R represent a hydrogen atom or a substituent, and Z and Z are substituted or unsubstituted aromatics.
7 8 1 2 7 8 1 2
族炭化水素環、あるいは置換または無置換の芳香族複素環を表し、 nl、 n2は 0〜3 の整数を表す。 )  Represents an aromatic hydrocarbon ring or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic ring, and nl and n2 each represents an integer of 0 to 3. )
前記一般式 (2)における置換基 R、 Rが下記一般式 (3)で表されることを特徴とする  The substituents R and R in the general formula (2) are represented by the following general formula (3)
7 8  7 8
請求の範囲第 4項に記載の有機薄膜トランジスタ。  5. The organic thin film transistor according to claim 4.
[化 3] 一般式
Figure imgf000031_0001
[Chemical formula 3] General formula
Figure imgf000031_0001
(式中、 R〜R は置換基を表し、 Xは Si、 Geまたは Snを表す。) (Wherein R to R represent a substituent, and X represents Si, Ge or Sn.)
9 11  9 11
[6] 前記有機半導体層が有機溶媒を用いた塗布法により形成された層であることを特徴 とする請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれか 1項に記載の有機薄膜トランジスタ。  [6] The organic thin film transistor according to any one of [1] to [5], wherein the organic semiconductor layer is a layer formed by a coating method using an organic solvent.
PCT/JP2007/058813 2006-04-26 2007-04-24 Organic thin-film transistor WO2007125899A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006121788A JP2007294719A (en) 2006-04-26 2006-04-26 Organic thin-film transistor
JP2006-121788 2006-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007125899A1 true WO2007125899A1 (en) 2007-11-08

Family

ID=38655425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/058813 WO2007125899A1 (en) 2006-04-26 2007-04-24 Organic thin-film transistor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007294719A (en)
WO (1) WO2007125899A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008120839A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Gyeongsang National University Industrial And Academic Collaboration Foundation Novel organic semiconductor compound, and organic thin film transistor using the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054686A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-26 Konica Minolta Holdings, Inc. Method for manufacturing organic thin-film transistor and organic thin-film transistor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5869234A (en) * 1981-10-21 1983-04-25 Kanebo Ltd Organic semiconductor and its production
WO2003016599A1 (en) * 2001-08-09 2003-02-27 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Organic semiconductor element
JP2004063977A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Mitsubishi Chemicals Corp Field effect transistor
GB2416428A (en) * 2004-07-19 2006-01-25 Seiko Epson Corp Method for fabricating a semiconductor element from a dispersion of semiconductor particles
US7842758B2 (en) * 2006-01-10 2010-11-30 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Conjugated materials featuring proquinoidal units

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054686A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-26 Konica Minolta Holdings, Inc. Method for manufacturing organic thin-film transistor and organic thin-film transistor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YOSHIDA Y. ET AL.: "X-sen Kyomen Hansharitsuho ni yoru Usumaku Kozo Hyoka", KYOTO UNIVERSITY HEISEI 15 NENDO NANOTECH SHIEN JIGYO SEIKA HOKOKUSHO, KADAI BANGO KYODO KENKYU M KYODAI H15-006, Retrieved from the Internet <URL:http://www.eels.kuicr.kyoto-u.ac.jp/nano/h15/H15-006.pdf> *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008120839A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-09 Gyeongsang National University Industrial And Academic Collaboration Foundation Novel organic semiconductor compound, and organic thin film transistor using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007294719A (en) 2007-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007119703A1 (en) Method for producing crystalline organic semiconductor thin film, organic semiconductor thin film, electronic device, and thin film transistor
WO2006059486A1 (en) Organic thin-film transistor material, organic thin-film transistor, field effect transistor, switching device, organic semiconductor material, and organic semiconductor film
JP2008010541A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic thin film transistor and manufacturing method thereof
WO2005122278A1 (en) Organic semiconductor thin film, organic semiconductor device, organic thin film transistor, and organic electro-luminescence element
JP2006190757A (en) Process for forming organic semiconductor layer and process for fabricating organic thin film transistor
JP5245116B2 (en) Method for forming organic semiconductor film and method for producing organic thin film transistor
US20090111210A1 (en) Method for Organic Semiconductor Material Thin-Film Formation and Process for Producing Organic Thin Film Transistor
WO2005122277A1 (en) Organic thin film transistor
WO2007125950A1 (en) Organic semiconductor thin film and organic semiconductor device
EP2117059B1 (en) Organic Thin Film Transistors
JP2009194208A (en) Thin-film transistor and its manufacturing method
WO2006054686A1 (en) Method for manufacturing organic thin-film transistor and organic thin-film transistor
JP5916976B2 (en) Method for forming organic thin film transistor and organic thin film transistor
JP2008159971A (en) Method of forming conductive pattern, method of manufacturing organic thin-film transistor, and organic thin-film transistor manufactured by the same
JP2007335840A (en) Method for forming organic thin film transistor and organic thin film transistor
JP2008192724A (en) Organic thin-film transistor and method for manufacturing the same transistor
WO2007105473A1 (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor
JP2008147346A (en) Method of manufacturing organic thin-film transistor, and organic thin-film transistor manufactured by the method
JP2007287961A (en) Organic thin film transistor, and its method for manufacturing
US8106387B2 (en) Organic thin film transistors
WO2007125899A1 (en) Organic thin-film transistor
WO2006038459A1 (en) Organic thin-film transistor material, organic thin-film transistor, field effect transistor and switching device
JP2007250715A (en) Process for fabricating semiconductor device
WO2007125811A1 (en) Organic semiconductor film and organic thin film transistor
US9123899B2 (en) Semiconductor compound

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07742248

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07742248

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1