WO2013054729A1 - ジオキサアンタントレン系化合物、積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents

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絵里 五十嵐
真央 勝原
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Definitions

  • the present disclosure relates to a dioxaanthanthrene compound and an electronic device including a semiconductor layer including the dioxaanthanthrene compound.
  • the present disclosure relates to a laminated structure and a method for forming the same, and an electronic device and a method for manufacturing the same.
  • FETs Field effect transistors
  • TFTs thin film transistors
  • a base material such as a silicon semiconductor substrate or a silicon semiconductor material layer
  • It comprises a source / drain electrode, a gate insulating layer made of SiO 2 formed on the surface of the base material, and a gate electrode provided facing the channel formation region via the gate insulating layer.
  • the FET having such a configuration is referred to as a top gate type FET.
  • the FET having such a configuration is referred to as a bottom gate type FET.
  • very expensive semiconductor manufacturing apparatuses are used, and there is a strong demand for reduction in manufacturing costs.
  • organic electronic devices such as organic transistors, organic light-emitting elements, and organic solar cells (hereinafter simply referred to as “electronic devices”) It may be abbreviated as an organic device).
  • organic electronic devices such as organic transistors, organic light-emitting elements, and organic solar cells (hereinafter simply referred to as “electronic devices”) It may be abbreviated as an organic device).
  • organic semiconductor materials (1) A large-area organic device can be manufactured at low cost by a simple process at a low temperature. (2) It is possible to manufacture an organic device having flexibility. (3) By modifying the molecules constituting the organic semiconductor material into a desired form, the performance and physical properties of the organic device can be controlled. Have various advantages.
  • An active layer made of an organic semiconductor material is often formed on an insulating material layer.
  • an insulating material layer is first formed, and then an active layer is formed by applying and drying an organic semiconductor material solution on the insulating material layer.
  • a spin coating method is often used to apply the organic semiconductor material solution.
  • organic semiconductor materials constituting the semiconductor layer for example, polyacene compounds such as anthracene, naphthacene, and pentacene having the following structural formula have been widely studied. Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-006794, the present applicant has proposed various dioxaanthanthrene compounds and semiconductor devices using such dioxaanthanthrene compounds.
  • acene compounds have high crystallinity because the cohesive force due to the intermolecular interaction utilizing the “CH ... ⁇ ” interaction is strong between adjacent molecules.
  • the “C—H... ⁇ ” interaction is one of the interactions that act between adjacent molecules, and the C—H groups (edges) around the molecule protrude above and below the molecular plane. This refers to a state that is weakly drawn in the ⁇ orbit (face) direction, and is generally arranged in an edge-to-face manner. And in the solid, in this way, the packing is a herringbone structure in which the molecules are in contact with each other at the face and the side. And this structure has been reported to exhibit high carrier mobility and excellent semiconductor device characteristics (Wei-Qiao Deng and William A. Goddard III, J. Phys. Chem. B, 2004 American Chemical cie Society, Vol. 108, No. 25, 2004, p.8614-8621).
  • the polyacene compound it is expected that the ring length increases and the ⁇ system expands, and a larger orbital overlap is formed between adjacent molecules, thereby improving the carrier mobility.
  • the polyacene compound having the maximum ring length that can exist stably is pentacene, and polyacene compounds having a longer ring than pentacene (for example, hexacene) have poor stability in the atmosphere and should be isolated. Is difficult. This is presumably because the polyacene compound has a reactive site in the molecule and easily undergoes a decomposition reaction due to oxygen, light, water, high temperature, or the like.
  • TFT thin film transistor
  • a thin film made of a dioxaanthanthrene compound having the following structural formula is used for improving solubility and molecular orientation. Due to the straight-chain alkyl group, the liquid crystallinity is exhibited under a high temperature atmosphere, and the molecular arrangement may change. That is, a mesophase (liquid crystal transition) may occur. Such a change in molecular arrangement affects the characteristics of an electronic device, for example, a semiconductor device, causing a decrease in mobility, a decrease in on-current, and the like. In addition, there is a strong demand for organic semiconductor materials having a sufficiently high melting point so as not to be affected by high-temperature processes in the manufacturing process of electronic devices, use environments, use conditions, and the like of electronic devices.
  • Insulating material layers may be contaminated.
  • the material constituting the insulating material layer and the organic semiconductor material are simultaneously dissolved in a solvent, and such a solution is applied to cause spontaneous phase separation during drying to form a two-layer structure of the insulating material layer and the active layer.
  • a first object of the present disclosure is to provide an organic semiconductor material (specifically, a dioxaanthanthrene-based compound) having high stability and high adaptability to a process, and a semiconductor including the organic semiconductor material
  • the object is to provide an electronic device comprising a layer.
  • a second object of the present disclosure is to provide an organic semiconductor material (specifically, a dioxaanthanthrene-based compound) whose characteristics hardly change even under a high-temperature atmosphere, and a semiconductor including the organic semiconductor material
  • the object is to provide an electronic device comprising a layer.
  • a third object of the present disclosure is to have a laminated structure of a first organic material layer (first layer) and a second organic material layer (second layer), and the first organic material layer (first layer). And the second organic material layer (second layer) have high smoothness, and these layers have high film thickness accuracy and are in a phase-separated state and electrons. It is in providing a device and these manufacturing methods.
  • the dioxaanthanthrene-based compound according to the first aspect of the present disclosure for achieving the first object is any one selected from the group consisting of the following structural formulas (1) to (9) It is represented by one structural formula.
  • X is one kind of atom selected from the group consisting of oxygen, sulfur, selenium and tellurium
  • Y is one kind of atom selected from the group consisting of oxygen, sulfur, selenium and tellurium
  • R, A 1 and A 2 are each a hydrogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an aromatic heterocyclic ring, a heterocyclic group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group.
  • aryloxy group alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group,
  • substituent selected from the group consisting of an arylsulfonyl group, an amino group, a halogen atom, a fluorinated hydrocarbon group, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, and a silyl group.
  • R, A 1 and A 2 are each a hydrogen atom, or an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an aromatic It is preferably one kind of substituent selected from the group consisting of a group heterocycle and a halogen atom.
  • X is preferably oxygen, and furthermore, various preferable forms described above are included.
  • Y is preferably sulfur, and further, the first aspect of the present disclosure including the various preferred embodiments described above.
  • a 1 and A 2 are preferably hydrogen atoms.
  • the electronic device for achieving the first object is as follows.
  • the organic semiconductor material is composed of the dioxaanthanthrene compound according to the first aspect of the present disclosure including the various preferred forms described above.
  • the dioxaanthanthrene-based compound according to the second aspect of the present disclosure for achieving the second object is represented by the following structural formula (11).
  • R is an alkyl group having a branch having 4 or more carbon atoms.
  • An electronic device for achieving the second object is as follows.
  • the dioxaanthanthrene compound according to the third aspect of the present disclosure for achieving the second object described above is represented by the following structural formula (21-1), structural formula (21-2), or It is represented by the structural formula (21-3).
  • the substituent A is represented by the following structural formula (22-1) or structural formula (22-2), X 1 , X 2 , X 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group.
  • the dioxaanthanthrene compound according to the fourth aspect of the present disclosure for achieving the second object described above has the following structural formula (23-1) or structural formula (23-2): It is represented by
  • An electronic device for achieving the second object described above, A first electrode, A second electrode spaced apart from the first electrode, and An active layer of organic semiconductor material provided from the first electrode to the second electrode; At least, The organic semiconductor material includes the dioxaanthanthrene compound according to the third aspect or the fourth aspect of the present disclosure.
  • the method for forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure for achieving the third object described above Forming a first layer of a first organic material on a support; A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material.
  • Each process consists of When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
  • the method for forming a laminated structure according to the second aspect of the present disclosure for achieving the third object described above On the support, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. Then, by drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, a laminated structure of the first layer made of the first organic material and the second layer made of the second organic material is formed.
  • a method for forming a laminated structure comprising: When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed on the support, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are Mixed, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
  • a method for manufacturing an electronic device according to the first aspect of the present disclosure for achieving the third object is as follows. (A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate, (B) forming a first layer of a first organic material on the first insulating layer; (C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • a second insulating layer is constituted by the first layer;
  • the second layer constitutes the active layer,
  • the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer,
  • the first organic material and the second organic material are mixed at the interface of When the second organic material solution layer is dried, the first layer and the second layer are separated.
  • the method for manufacturing an electronic device for achieving the third object described above, (A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate, (B) forming a first layer of a first organic material on the substrate and the control electrode; (C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • An insulating layer is constituted by the first layer
  • the second layer constitutes the active layer
  • a method for manufacturing an electronic device according to the third aspect of the present disclosure for achieving the third object is as follows. (A) After forming the control electrode and the first insulating layer covering the control electrode on the substrate, (B) On the first insulating layer, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • a second insulating layer is constituted by the first layer;
  • the second layer constitutes the active layer, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated.
  • a method for manufacturing an electronic device for achieving the third object described above, (A) After forming the control electrode in the groove formed in the substrate, (B) On the substrate and the control electrode, a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent. A first layer made of the first organic material and a second layer made of the second organic material are formed by forming the organic material solution layer and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • An insulating layer is constituted by the first layer
  • the second layer constitutes the active layer
  • a method for manufacturing an electronic device for achieving the third object described above, (A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate, (B) forming a first layer made of a first organic material on the substrate and the first and second electrodes; Then (C) A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material.
  • the first organic material is made of an organic semiconductor material
  • the second organic material is made of an insulating material
  • the first layer constitutes an active layer
  • An insulating layer is constituted by the second layer
  • the method for manufacturing an electronic device for achieving the third object described above, (A) After forming the first electrode and the second electrode in the groove formed in the substrate, (B) A first organic material solution layer in which a first organic material is dissolved in a first solvent on the substrate and the first electrode and the second electrode, and a second organic material different from the first organic material is a second solvent. Forming a second organic material solution layer dissolved in the first organic material solution layer, and then drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, so that the first organic material solution layer and the second organic material solution are dried.
  • a second layer laminated structure comprising: An electronic device manufacturing method comprising at least each step,
  • the first organic material is made of an organic semiconductor material
  • the second organic material is made of an insulating material
  • the first layer constitutes an active layer
  • An insulating layer is constituted by the second layer
  • a laminated structure of the present disclosure includes a first layer made of a first organic material and a second layer made of a second organic material different from the first organic material.
  • a laminated structure comprising: The combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. It is composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of the organic material is positive.
  • the first organic material is made of an insulating material or an organic semiconductor material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material or an insulating material.
  • the second layer is formed on the first layer, or alternatively, the first layer is formed on the second layer.
  • An electronic device for achieving the third object is an electronic device including an electrode structure, an insulating layer, and an active layer,
  • the insulating layer is made of a first organic material composed of an insulating material
  • the active layer is composed of a second organic material composed of an organic semiconductor material
  • the combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material. It is composed of a combination of materials in which the value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy of the organic material is positive.
  • an active layer is formed on the insulating layer, or an insulating layer is formed on the active layer.
  • the dioxaanthanthrene compound according to the first aspect of the present disclosure (6,12-dioxaanthanthrene compound, so-called perixanthenoxanthene compound, 6,12-dioxaanthanthrene compound, “PXX compound Or an electronic device using this PXX compound in the channel formation region by condensing a heterocyclic ring to a PXX skeleton that has a proven record of stability and high mobility.
  • the ⁇ -conjugated system can be widened. That is, a wider (large) ⁇ orbital overlap is formed between adjacent PXX-based compound molecules, and a large intermolecular interaction can be obtained. As a result, the carrier mobility can be further improved.
  • a ring containing a “Y” atom for example, a sulfur atom
  • a portion having a high electron density of the PXX skeleton specifically, the 2nd and 3rd positions and the 8th and 9th positions
  • a heterocyclic group for example, thiophene
  • R has a carbon number. Since it is an alkyl group having 4 or more branches, it does not exhibit liquid crystallinity even in a high temperature atmosphere, that is, the molecular arrangement does not change, and an electronic device can be used even in a high temperature atmosphere. It is difficult for changes to occur in the characteristics. In addition, it has a sufficiently high melting point so as not to be affected by high-temperature processes in the manufacturing process of the electronic device, use environment of the electronic device, use conditions, and the like.
  • the dioxaanthanthrene compound according to the third aspect or the fourth aspect of the present disclosure, or the dioxaanthanthrene compound (PXX compound) used in the electronic device according to the third aspect of the present disclosure is used in the electronic device according to the third aspect of the present disclosure.
  • the 3rd and 9th positions, the 2nd and 8th positions, or the 1st and 7th positions are phenyl groups.
  • a cyclic alkyl group (cycloalkane) is introduced into the phenyl group.
  • liquid crystallinity is not exhibited even in a high temperature atmosphere, that is, the molecular arrangement does not change, and the characteristics of the electronic device hardly change even in a high temperature atmosphere.
  • it has a sufficiently high melting point so as not to be affected by high-temperature processes in the manufacturing process of the electronic device, use environment of the electronic device, use conditions, and the like.
  • the first layer is formed on the first layer.
  • the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, whereby the first organic material solution layer has a first surface at the interface between the first layer and the second organic material solution layer.
  • the organic material and the second organic material are mixed, and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface, and when the second organic material solution layer is dried, The first layer and the second layer are separated.
  • the method for manufacturing an electronic device the first organic
  • the first organic material and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed and separated from the interface at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer.
  • the first organic material and the second organic material are not mixed, and when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer and the second layer are separated. To do.
  • the interface between the first organic material layer (first layer) and the second organic material layer (second layer) has high smoothness, and these layers have high film thickness accuracy, and The phase is surely phase-separated, and the first organic material layer (first layer) is not contaminated before the second organic material layer (second layer) is formed. Therefore, it is possible to manufacture an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics.
  • the value of the cast free energy of the mixed system of the first organic material and the second organic material, the cast free energy of the first organic material And the value of the value of the cast free energy of the second organic material are defined, so that when these layers are formed, a state of spontaneous phase separation can be obtained reliably and spontaneously.
  • a phenomenon is based on the Flory-Huggins theory.
  • Flory-Huggins theory for example, J.JL. Barrat and J. P. Hansen, "Basic Concept for Simple and Complex Liquids", Cambridge University Press, Cambridge UK, 2003, Chakin, Rubensky See “Condensed physics (above)” Yoshioka Shoten (2000).
  • the interface between these layers has high smoothness, and a state in which these layers have high film thickness accuracy can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing a synthesis route of the dioxaanthanthrene compound of Example 1.
  • FIG. 2A and 2B are schematic partial end views of a substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the electronic device of Example 4.
  • FIG. 3A and 3B are schematic partial end views of a substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the electronic device of Example 5.
  • FIG. 4A and 4B are schematic partial end views of a substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the electronic device of Example 6.
  • FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C are typical partial end views of a substrate and the like for explaining the outline of the manufacturing method of the electronic device of Example 7.
  • FIG. 6A and 6B are schematic partial cross-sectional views of the electronic device of Example 8.
  • FIG. 7A, FIG. 7B, FIG. 7C, FIG. 7D, and FIG. 7E show the laminated structure, the three-terminal electronic device, the method of forming the laminated structure, and the method of manufacturing the electronic device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to the first embodiment.
  • 8A, FIG. 8B, FIG. 8C, FIG. 8D, and FIG. 8E show the laminated structure of Example 10, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (first of the present disclosure).
  • FIG. 8A, FIG. 8B, FIG. 8C, FIG. 8D, and FIG. 8E show the laminated structure of Example 10, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (first of the present disclosure).
  • FIG. 7 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to a second embodiment.
  • 9A, 9B, 9C, and 9D illustrate the laminated structure of Example 11, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (third aspect of the present disclosure).
  • FIG. 2 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, and FIG. 10D show the laminated structure of Example 12, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (fourth aspect of the present disclosure)
  • FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, and 10D show the laminated structure of Example 12 a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (fourth aspect of the present disclosure)
  • FIG. 2 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 11C, FIG. 11D, and FIG. 11E show the laminated structure of Example 13, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (first of the present disclosure).
  • FIG. 6 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to a fifth embodiment. 12A, 12B, 12C, and 12D illustrate the laminated structure of Example 14, a three-terminal electronic device, a method of forming the laminated structure, and a method of manufacturing the electronic device (sixth aspect of the present disclosure).
  • FIG. 2 is a schematic partial end view of a base body and the like for explaining an electronic device manufacturing method according to FIG. 13A and 13B are schematic partial end views of the two-terminal electronic device of Example 15.
  • FIG. 13A and 13B are schematic partial end
  • a dioxaanthanthrene compound according to the first to fourth aspects of the present disclosure a laminated structure and a method of forming the same according to the present disclosure, an electronic device according to the first to fourth aspects of the present disclosure, and 1.
  • General description of manufacturing method of electronic device according to first to sixth aspects of present disclosure Example 1 (Dioxaanthanthrene compound according to the first aspect of the present disclosure) 3.
  • Example 2 (Dioxaanthanthrene compound according to the second aspect of the present disclosure) 4).
  • Example 3 (dioxaanthanthrene compound according to the third or fourth aspect of the present disclosure) 5.
  • Example 4 electronic device according to first to third aspects of the present disclosure, three-terminal electronic device) 6).
  • Example 5 (Modification of Example 4) 7).
  • Example 6 (another modification of Example 4) 8).
  • Example 7 (another modification of Example 4) 9.
  • Example 8 (another modification of Example 4 and a two-terminal electronic device) 10.
  • Example 9 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, method for forming the laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, and the first aspect of the present disclosure) Electronic device manufacturing method) 11.
  • Example 10 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, method for forming a laminated structure according to the second aspect of the present disclosure, and the second aspect of the present disclosure) Electronic device manufacturing method) 12
  • Example 11 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, method for forming the laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, and the third aspect of the present disclosure) Electronic device manufacturing method) 13.
  • Example 12 (Laminated Structure of Present Disclosure, Electronic Device According to Fourth Aspect of Present Disclosure, Method for Forming Laminated Structure According to Second Aspect of Present Disclosure, and Fourth Aspect of Present Disclosure) Electronic device manufacturing method) 14
  • Example 13 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, method for forming the laminated structure according to the first aspect of the present disclosure, and the fifth aspect of the present disclosure) Electronic device manufacturing method) 15.
  • Example 14 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, method for forming the laminated structure according to the second aspect of the present disclosure, and the sixth aspect of the present disclosure) Electronic device manufacturing method) 16.
  • Example 15 (laminated structure of the present disclosure, electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure), others
  • cycloalkyl group examples include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; examples of the alkenyl group include a vinyl group; examples of the alkynyl group include an ethynyl group; and an aryl group.
  • the arylalkyl group examples include a methylaryl group, an ethylaryl group, an isopropylaryl group, a normalbutylaryl group, a p-tolyl group, and a p-ethylphenyl group.
  • acyl groups such as acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octyl A carbonyl group, a 2-ethylhexylcarbonyl group, a dodecylcarbonyl group, a phenylcarbonyl group, a naphthylcarbonyl group, a pyridylcarbonyl group and the like; and as an acyloxy group, an acetyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group, A phenylcarbonyloxy group and the like; as an amide group, a methylcarbonyl
  • alkylsulfonyl group include methyl sulfonyl, methyl sulfinyl, ethyl sulfinyl, butyl sulfinyl, cyclohexyl sulfinyl, 2-ethylhexyl sulfinyl, phenyl sulfinyl, naphthyl sulfinyl, 2-pyridyl sulfinyl, and the like.
  • halogen atom can include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom; and a fluorinated hydrocarbon group can include a fluoromethyl group and a trifluoro group.
  • a methyl group, a pentafluoroethyl group, a pentafluorophenyl group, etc. can be mentioned. Furthermore, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, and a mercapto group can be exemplified, and examples of the silyl group include a trimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, and a phenyldiethylsilyl group.
  • the substituents exemplified above may be further substituted with the above substituents. Moreover, these substituents may be bonded together to form a ring.
  • the active layer is preferably formed by applying a dioxaanthanthrene-based compound on a substrate and drying it.
  • an organic solvent specifically Specifically, a layer containing a dioxaanthanthrene-based compound based on a wet method such as a coating method, a printing method, or a coating method, having a solubility in toluene
  • a layer containing a dioxaanthanthrene-based compound based on a wet method such as a coating method, a printing method, or a coating method, having a solubility in toluene
  • X 1 , X 2 , X 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 are Each is preferably a hydrogen atom or one type of substituent selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an aromatic heterocyclic ring, and a halogen atom.
  • a straight chain and a branch are not ask
  • Examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; examples of the alkenyl group include a vinyl group; examples of the alkynyl group include an ethynyl group; and an aryl group.
  • Examples of the arylalkyl group include a methylaryl group, an ethylaryl group, an isopropylaryl group, a normalbutylaryl group, a p-tolyl group, and a p-ethylphenyl group.
  • An alkoxy group can include a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, and the like; and a cycloalkoxy group can include a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, and the like;
  • Examples of the aryloxy group include a phenoxy group and a naphthyloxy group;
  • examples of the alkylthio group include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a pentylthio group, and a hexylthio group; Examples thereof include a cyclopentylthio group and a cyclohexylthio group;
  • examples of the arylthio group include a phenylthio group and a naphthylthio group;
  • examples of the alkoxycarbonyl group include
  • acyl groups include acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group and the like.
  • acyloxy group include acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, and phenylcarbonyloxy group.
  • Examples of the amide group include methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, and dimethyl group.
  • carbamoyl group includes aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylamino
  • Examples of the ureido group include a methylureido group, an ethylureido group, a cyclohexylureido group, a dodec
  • a sulfinyl group such as a methylsulfinyl group, an ethylsulfinyl group, a butylsulfinyl group, a cyclohexylsulfinyl group, a 2-ethylhexylsulfinyl group, a phenylsulfuric group; Nyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group and the like; and as alkylsulfonyl group, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group
  • the arylsulfonyl group includes a phenylsulfonyl group, a nap
  • An amino group, a 2-ethylhexylamino group, an anilino group, a naphthylamino group, a 2-pyridylamino group, and the like; and a halogen atom can include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom;
  • Examples of the fluorinated hydrocarbon group include a fluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and a pentafluorophenyl group.
  • a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, and a mercapto group can be exemplified, and examples of the silyl group include a trimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, and a phenyldiethylsilyl group.
  • the substituents exemplified above may be further substituted with the above substituents. Moreover, these substituents may be bonded together to form a ring.
  • a step of forming the first electrode and the second electrode on the second layer is further performed. It can be set as the form provided.
  • the electronic device manufacturing method according to the fifth to sixth aspects of the present disclosure further includes a step of forming a control electrode on the second layer after forming the second layer. It can be in the form.
  • a method for forming a laminated structure according to the first aspect of the present disclosure a method for manufacturing an electronic device according to the first aspect, the second aspect, or the fifth aspect of the present disclosure, including the above-mentioned preferred embodiments, or In a preferred embodiment of the laminated structure of the present disclosure to be described later and the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, the rate at which the first layer dissolves in the solvent when the second organic material solution layer is formed on the first layer Is preferably greater than 0 nm / min and not greater than 50 nm / min.
  • the combination of the first organic material and the second organic material is composed of a combination of materials in which the change in cast free energy before and after the mixing of the first organic material and the second organic material is positive. It is preferable that That is, from the cast free energy value G 0 of the mixed system of the first organic material and the second organic material, the cast free energy value G 1 of the first organic material and the cast free energy value G 2 of the second organic material are calculated. It is preferable to adopt a form constituted by a combination of materials having a positive value obtained by subtraction.
  • the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the first layer and the second layer, and the first layer and the second layer are separated from each other.
  • a second organic material solution layer in which the second organic material is dissolved in a solvent on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer,
  • the first layer and the second layer are preferably separated from each other, or in this case, Forming a first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent;
  • the first organic material and the second organic material are not mixed at the interface between the insulating layer and the active layer, and the insulating layer and the active layer are separated from each other.
  • a second organic material solution layer in which a second organic material (a material constituting the active layer or the insulating layer) is dissolved in a solvent on the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer)
  • the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer
  • the second organic material solution layer is dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) are preferably separated from each other.
  • first organic material solution layer in which the first organic material is dissolved in the first solvent, and a second organic material solution layer in which the second organic material different from the first organic material is dissolved in the second solvent;
  • first organic material solution layer and the second organic material solution layer By drying the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried, the first layer (the layer constituting the insulating layer or the active layer) and the second layer (the layer constituting the active layer or the insulating layer) are separated. It is preferable to adopt a form.
  • the laminated structure of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above
  • the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above
  • the above description The method of forming a laminated structure according to the first to second aspects of the present disclosure including various preferable forms and configurations, and the first to second aspects of the present disclosure including the various preferable forms and configurations described above.
  • the first organic material and the second organic material are preferably made of a non-curable material.
  • the non-curable material refers to a material that does not undergo a crosslinking reaction by heat or ultraviolet light, and examples thereof include amorphous polymer materials such as poly- ⁇ -methylstyrene and cycloolefin copolymers.
  • the laminated structure of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above, and the various preferable modes described above.
  • Forming method of laminated structure according to first to second aspects of present disclosure including form and configuration, first to sixth aspects of present disclosure including various preferred forms and configurations described above In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as “laminated structure etc. of the present disclosure”), the first layer of the first layer is formed by the solvent contained in the second organic material solution layer.
  • the depth at which the first layer is dissolved is not limited, but is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 9 m to 1 ⁇ 10 ⁇ 8 m from the surface of the first layer.
  • the first organic material solution layer and the second organic material solution layer may be formed at the same time, The formation of the two organic material solution layers may be performed continuously, that is, the film formation may be performed simultaneously in a state where the first organic material solution and the second organic material solution are not mixed using a laminar flow or the like.
  • the organic semiconductor material made of a non-curable material and constituting the first layer or the second layer includes, for example, polypyrrole and derivatives thereof; polythiophene and derivatives thereof; and isotopes such as polyisothianaphthene.
  • Thianaphthenes Chenylene vinylenes such as polychenylene vinylene; Poly (p-phenylene vinylenes) such as poly (p-phenylene vinylene); Polyaniline and derivatives thereof; Polyacetylenes; Polydiacetylenes; Polyazulenes; Polypyrenes Polycarbazoles; polyselenophenes; polyfurans; poly (p-phenylene) s; polyindoles; polypyridazines; polymers such as polyvinylcarbazole, polyphenylene sulfide, polyvinylene sulfide, and polycyclic condensates Can do.
  • oligomers having the same repeating unit as these polymers can also be mentioned.
  • metal phthalocyanines represented by copper phthalocyanine; tetrathiafulvalene and tetrathiafulvalene derivatives; tetrathiapentalene and derivatives thereof; naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic diimide, N, N′-bis (4-Trifluoromethylbenzyl) naphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide, N, N′-bis (1H, 1H-perfluorooctyl), N, N′-bis (1H, 1H-perfluorobutyl ) And N, N′-dioctylnaphthalene 1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide and the like; naphthalene 2,3,6,7 tetracarboxylic acid diimide and the like naphthalene tetracarboxylic acid diimides; Anthracene such as anthracen
  • a compound selected from the group consisting of a condensed polycyclic aromatic compound, a porphyrin derivative, a phenylvinylidene conjugated oligomer, and a thiophene conjugated oligomer can be used.
  • condensed polycyclic aromatic compounds such as acene-based molecules (pentacene, tetracene, etc.), porphyrin-based molecules, and conjugated oligomers (phenylvinylidene-based and thiophene-based).
  • porphyrin 4,4′-biphenyldithiol (BPDT), 4,4′-diisocyanobiphenyl, 4,4′-diisocyano-p-terphenyl, 2,5-bis (5′-thioacetyl) -2'-thiophenyl) thiophene, 2,5-bis (5'-thioacetoxyl-2'-thiophenyl) thiophene, 4,4'-diisocyanophenyl, benzidine (biphenyl-4,4'-diamine), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), tetrathiafulvalene (TTF) and its derivatives, tetrathiafulvalene (TTF) -TCNQ complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchlorate complex, BEDTTTTF-iodine complex, TCNQ- Charge transfer complex represented by iod
  • the insulating material made of a non-curable material and constituting the first layer or the second layer is, for example, a styrene resin, an olefin resin, a fluorene resin, a phenol resin, a novolac resin, or the like.
  • a polymeric material can be used.
  • the first solvent that dissolves the first organic material, the solvent that dissolves the second organic material, or the second solvent is appropriately selected from a solvent that can appropriately dissolve the first organic material or the second organic material at a desired concentration. , Choose.
  • a perixanthenoxanthene compound PXX compound
  • a pentacene derivative TIPS-pentacene, etc.
  • an Examples thereof include tradithiophene derivatives (TES-ADT, etc.), oligothiophene derivatives
  • more preferable insulating materials constituting the first layer or the second layer include polyethylene, polypropylene, polyisoprene, polybutylene, polystyrene, polyxylene, Mention may be made of cycloolefin polymers, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyvinyl cinnamate and fibroin.
  • More preferable solutions include aromatic solvents such as o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, chlorobenzene, chloronaphthalene, and solvesso, ketone solvents such as acetone and MEK, and aliphatic solvents such as hexane.
  • aromatic solvents such as o-xylene, m-xylene, p-xylene, toluene, chlorobenzene, chloronaphthalene, and solvesso, ketone solvents such as acetone and MEK, and aliphatic solvents such as hexane.
  • ether solvents such as PGMEA and PGME, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, acetate solvents such as cellosolve acetate, and chloroform.
  • the first insulating layer in the laminated structure or the like of the present disclosure may be a single layer or a multilayer.
  • the material constituting the first insulating layer include silicon oxide materials, silicon nitride (SiN Y ), metal oxide high dielectric insulating films such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide, and HfO 2.
  • thermosetting resins such as phenol resins, polyimide resins, novolac resins, cinnamate resins, acrylic resins, epoxy resins, polyparaxylylene resins, and combinations thereof can be used. You can also.
  • silicon oxide-based material silicon oxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant SiO 2 -based material (for example, poly Aryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG).
  • SiO 2 -based material for example, poly Aryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG).
  • the first insulating layer is formed by a lift-off method, A combination of any one of a sol-gel method, an electrodeposition method, and a shadow mask method and a patterning technique can be given as necessary.
  • the first insulating layer is formed from a material in which the surface of the first insulating layer is not dissolved. It is preferable to configure.
  • the formation method of the 2nd organic material layer in the formation method of the lamination structure concerning the 1st mode of this indication, the 1st organic material solution layer and the 2nd in the formation method of the lamination structure concerning the 2nd mode of this indication Method for forming organic material solution layer, method for forming second organic material solution layer in method for manufacturing electronic device according to first or second aspect of present disclosure, third aspect or fourth aspect of present disclosure
  • a method for forming a second organic material solution layer in a method for manufacturing an electronic device according to the fifth aspect of the present disclosure Alternatively, as a method for forming the first organic material solution layer and the second organic material solution layer in the electronic device manufacturing method according to the sixth aspect, a coating method can be mentioned.
  • various printing methods such as screen printing method, ink jet printing method, offset printing method, reverse offset printing method, gravure printing method, gravure offset printing method, letterpress printing, flexographic printing, microcontact method, etc. as spin coating method ;
  • the first layer and the second layer may be patterned based on a known method such as a wet etching method, a dry etching method, or a laser ablation method.
  • the patterned first layer and second layer are preferably covered with a passivation film.
  • the method for manufacturing an electronic device according to the first aspect, the second aspect, and the fifth aspect of the present disclosure in addition to the coating method described above, various PVD methods and various CVD methods described later including a resistance heating vapor deposition method, a sputtering method, and a vacuum vapor deposition method may be used.
  • various PVD methods and various CVD methods described later including a resistance heating vapor deposition method, a sputtering method, and a vacuum vapor deposition method may be used.
  • a spin coat method or a spray method is adopted as a method for forming the second organic material solution layer, there is a possibility that in-plane distribution may occur in the layer thickness of the second organic material solution layer. Need to pay enough attention.
  • the electronic device may have a so-called three-terminal structure or a two-terminal structure.
  • the electronic device includes an insulating layer and a control electrode provided to face a portion of the active layer located between the first electrode and the second electrode via the insulating layer.
  • the electronic device having such a three-terminal structure constitutes, for example, a field effect transistor, more specifically, a thin film transistor (TFT) or a light emitting element. That is, a light emitting element (an organic light emitting element or an organic light emitting transistor) in which the active layer emits light by applying a voltage to the control electrode, the first electrode, and the second electrode can be configured.
  • TFT thin film transistor
  • the current flowing from the first electrode to the second electrode in the active layer is controlled by the voltage applied to the control electrode.
  • the organic semiconductor material constituting the active layer is light emission based on charge accumulation by modulation based on voltage applied to the control electrode or recombination of injected electrons and holes.
  • the emission intensity is proportional to the absolute value of the current flowing from the first electrode to the second electrode, and is modulated by the voltage applied to the control electrode and the voltage applied between the first electrode and the second electrode. can do.
  • the electronic device functions as a field effect transistor or a light emitting element depends on the voltage application state (bias) to the first electrode and the second electrode.
  • a current flows from the first electrode to the second electrode by modulating the control electrode after applying a bias within a range in which electron injection from the second electrode does not occur.
  • This is transistor operation.
  • holes are sufficiently accumulated and the bias to the first electrode and the second electrode is increased, electron injection starts and light emission occurs due to recombination with the holes.
  • a photoelectric conversion element in which a current flows between the first electrode and the second electrode by irradiating light to the active layer can be given.
  • various sensors such as a solar cell, an image sensor, and an optical sensor can be configured by the photoelectric conversion element.
  • an organic electroluminescence element (organic EL element) or an organic EL display device can be configured, or can function as a chemical substance sensor. That is, the electronic device can be a display element, a display device, a solar cell, or a sensor.
  • a photoelectric conversion element can also be configured from an electronic device having a three-terminal structure. In this case, voltage application to the control electrode may or may not be performed. In the latter case, to the control electrode. By applying this voltage, it is possible to modulate the flowing current.
  • the light-emitting portion of the organic EL element can also be configured from the dioxaanthanthrene-based compound according to the first to third aspects of the present disclosure.
  • the first electrode, the second electrode, and the active layer are formed on the base or formed above the base.
  • the semiconductor device specifically includes a bottom gate / bottom contact field effect transistor (FET), a bottom gate / A top contact type FET, a top gate / bottom contact type FET, and a top gate / top contact type FET can be exemplified.
  • FET bottom gate / bottom contact field effect transistor
  • the bottom gate / bottom contact type FET is: (A) a gate electrode (control electrode) formed on the substrate, (B) a gate insulating layer (insulating layer) formed on the gate electrode and the substrate; (C) source / drain electrodes (first electrode and second electrode) formed on the gate insulating layer, and (D) a channel forming region formed between the source / drain electrodes and on the gate insulating layer and configured by the active layer; It has.
  • the bottom gate / top contact type FET is: (A) a gate electrode (control electrode) formed on the substrate, (B) a gate insulating layer (insulating layer) formed on the gate electrode and the substrate; (C) a channel formation region formed on the gate insulating layer and configured by an active layer, a channel formation region extension, and (D) Source / drain electrodes (first electrode and second electrode) formed on the channel forming region extension part, It has.
  • the top gate / bottom contact type FET is: (A) Source / drain electrodes (first electrode and second electrode) formed on the substrate, (B) a channel forming region formed on the substrate between the source / drain electrodes and constituted by an active layer; (C) a gate insulating layer (insulating layer) formed on the source / drain electrodes and the channel formation region, and (D) a gate electrode (control electrode) formed on the gate insulating layer; It has.
  • the top gate / top contact type FET is: (A) a channel formation region formed on the substrate and configured by an active layer and a channel formation region extension part; (B) Source / drain electrodes (first electrode and second electrode) formed on the channel forming region extension part, (C) a gate insulating layer (insulating layer) formed on the source / drain electrodes and the channel formation region, and (D) a gate electrode (control electrode) formed on the gate insulating layer; It has.
  • a bottom gate / top contact type electronic device having a three-terminal structure is provided.
  • a semiconductor device specifically, a TFT
  • a top gate / bottom contact type semiconductor device which is an electronic device having a three-terminal structure can be manufactured.
  • a bottom gate / top contact type semiconductor device (specifically, a TFT), a top gate / bottom contact type A semiconductor device (specifically, a TFT) can be given.
  • a gate electrode formed on or on the substrate is constituted by the control electrode
  • the insulating layer constitutes a gate insulating layer formed on the gate electrode and the substrate
  • a channel formation region and a channel formation region extension formed on the gate insulating layer are configured by the active layer
  • the first electrode and the second electrode constitute a pair of source / drain electrodes formed on the channel forming region extension.
  • the electrode structure includes a control electrode (gate electrode), and a first electrode and a second electrode (a pair of source / drain electrodes).
  • the first electrode and the second electrode constitute a pair of source / drain electrodes formed on the substrate
  • the active layer constitutes a channel formation region formed on the substrate between the pair of source / drain electrodes, and a channel formation region extension formed on the source / drain electrodes
  • the insulating layer constitutes the channel forming region and the gate insulating layer formed on the channel forming region extension part
  • the control electrode constitutes a gate electrode formed on the gate insulating layer so as to face the channel formation region.
  • the electrode structure includes a control electrode (gate electrode), and a first electrode and a second electrode (a pair of source / drain electrodes).
  • the base is a silicon oxide-based material (for example, SiO x , spin-on glass (SOG) or silicon oxynitride (SiON)); silicon nitride (SiN Y ); aluminum oxide (Al 2 O 3 ), HfO 2 or the like. It can be composed of a metal oxide high dielectric insulating film; a metal oxide; a metal salt. When the base is composed of these materials, the base may be formed on a support appropriately selected from the following materials (or above the support).
  • polymethyl methacrylate polymethyl methacrylate
  • PMMA polyvinyl alcohol
  • PVP polyvinylphenol
  • PES polyethersulfone
  • Polyamide Polyamide
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • organic polymers exemplified by polyolefins flexible plastic films composed of polymer materials, A polymer material such as a plastic sheet or a plastic substrate), or a natural mineral insulating material such as mica, a metallic semiconductor material, or a molecular semiconductor material. It can be.
  • an electronic device can be incorporated or integrated into an image display device (display device) having a curved shape or an electronic device.
  • the substrate various glass substrates, various glass substrates having an insulating film formed on the surface, quartz substrates, quartz substrates having an insulating film formed on the surface, silicon substrates having an insulating film formed on the surface, and sapphire substrates
  • conductive substrates substrates made of various metals and alloys such as gold, aluminum, stainless steel, nickel, and foils, substrates made of highly oriented graphite
  • paper having an insulating film formed on the surface.
  • an appropriate material may be selected from the materials described above.
  • Other examples of the support include a conductive substrate (a substrate made of a metal such as gold or aluminum, a substrate made of highly oriented graphite, a stainless steel substrate, etc.).
  • the electronic device is provided on the support member depending on the configuration and structure of the electronic device, this support member can also be configured from the above-described materials.
  • a functional film such as a buffer layer for improving adhesion and flatness and a barrier film for improving gas barrier properties may be formed.
  • control electrode As a material constituting the control electrode, the first electrode, the second electrode, the gate electrode, the source / drain electrode, and the wiring (hereinafter collectively referred to as “control electrode etc.”), platinum (Pt), gold ( Au), palladium (Pd), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), silver (Ag), tantalum (Ta), tungsten (W), copper (Cu), titanium (Ti), indium ( In, metals such as tin (Sn), iron (Fe), cobalt (Co), zinc (Zn), magnesium (Mg), manganese (Mn), ruthenium (Rh), rubidium (Rb), molybdenum (Mo) Or, an alloy containing these metal elements, conductive particles made of these metals, conductive particles of alloys containing these metals, conductive substances such as polysilicon containing impurities, carbon-based materials, etc.
  • You can gel may be a stacked structure of layers containing these elements.
  • organic materials such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid [PEDOT / PSS], TTF-TCNQ, and polyaniline are listed as materials constituting the control electrode and the like. You can also.
  • the materials constituting the control electrode and the like may be the same material or different materials.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • PLD pulsed laser deposition method
  • CVD method Phase growth method
  • spin coating method various printing methods such as screen printing method, ink jet printing method, offset printing method, reverse offset printing method, gravure printing method, gravure offset printing method, letterpress printing, flexographic printing, micro contact method
  • Air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, knife coater method, squeeze coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, gravure coater method, kiss coater method, cast coater method, spray coater method, slit coater method Method, slit orifice coating -Coating method such as calender coater method, casting method, capillary coater method, bar coater method, dipping method; stamp method; cast method; method using dispenser; spray method; lift-off method; shadow mask method; Any of plating methods such as an electrolytic plating method, an electroless plating method, or a combination thereof, and a
  • PVD methods various vacuum deposition methods such as electron beam heating method, resistance heating method, flash vapor deposition, and crucible heating method, (b) plasma vapor deposition method, (c) bipolar sputtering method, DC sputtering Various sputtering methods such as DC method, DC magnetron sputtering method, high frequency sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam sputtering method, bias sputtering method, (d) DC (direct current) method, RF method, multi-cathode method, activation reaction method And various ion plating methods such as an electric field evaporation method, a high-frequency ion plating method, and a reactive ion plating method.
  • control electrode or the like When the control electrode or the like is formed based on an etching method, a dry etching method or a wet etching method may be employed. Examples of the dry etching method include ion milling and reactive ion etching (RIE). Further, the control electrode or the like can be formed based on a laser ablation method, a mask vapor deposition method, a laser transfer method, or the like.
  • RIE reactive ion etching
  • Examples of the material constituting the insulating layer include silicon oxide materials; silicon nitride (SiN Y ); metal oxide high dielectric insulating films such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and HfO 2.
  • silicon oxide materials silicon oxide materials
  • metal oxide high dielectric insulating films such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and HfO 2.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVP polyvinylphenol
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PET polyethylene terephthalate
  • polystyrene N-2 (aminoethyl) 3 -Silanol derivatives (silane coupling agents) such as aminopropyltrimethoxysilane (AEAPTMS), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), octadecyltrichlorosilane (OTS); control electrode at one end of octadecane
  • organic insulating material capable of binding a functional group (organic polymers) may also be used a combination thereof.
  • silicon oxide-based material silicon oxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant material [for example, polyaryl ether, And cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, amorphous fluororesin (for example, CYTOP manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG] Can do.
  • the insulating layer is formed by the various PVD methods described above; various CVD methods; spin coating methods; the various printing methods described above; the various coating methods described above; the dipping method; the casting method; the sol-gel method; It can be formed by any one of a shadow mask method and a spray method. Alternatively, it can be formed by oxidizing or nitriding the surface of the control electrode (gate electrode), or by forming an oxide film or nitride film on the surface of the control electrode. As a method for oxidizing the surface of the control electrode, although depending on the material constituting the control electrode, an oxidation method using O 2 plasma and an anodic oxidation method can be exemplified.
  • a nitriding method using N 2 plasma can be exemplified.
  • an insulating molecule having a functional group that can form a chemical bond with the control electrode such as a linear hydrocarbon modified at one end with a mercapto group.
  • An insulating layer can be formed on the surface of the control electrode (gate electrode) by coating the surface of the control electrode in a self-organizing manner by a method such as the method.
  • the insulating layer (gate insulating layer) can be formed by modifying the surface of the control electrode (gate electrode) with a silanol derivative (silane coupling agent).
  • the above-described various printing methods As a method for forming the active layer, or the channel formation region and the channel formation region extension, the above-described various printing methods; various coating methods; a method using a dispenser; a spin coating method; Although not limited to this, depending on the case, various PVD methods described above; CVD method; lift-off method; shadow mask method may be employed.
  • Additives for example, so-called doping materials such as n-type impurities and p-type impurities
  • an image display apparatus can be exemplified.
  • an image display device a so-called desktop personal computer, notebook personal computer, mobile personal computer, PDA (Personal Digital Assist), mobile phone, game machine, electronic book, electronic newspaper, etc.
  • an organic electroluminescence display device for example, an organic electroluminescence display device, a liquid crystal display device, a plasma display device, an electrophoretic display device, a cold cathode field emission display device, and the like can be given.
  • various illuminating devices can also be mentioned.
  • an electronic device When an electronic device is applied to and used in various image display apparatuses and various electronic devices, it may be a monolithic integrated circuit in which a large number of electronic devices are integrated on a support member, or each electronic device is cut and individualized as a discrete component. May be used. Moreover, you may seal an electronic device with resin.
  • Example 1 relates to a dioxaanthanthrene compound (hereinafter abbreviated as “PXX compound”) according to the first aspect of the present disclosure.
  • the PXX compound of Example 1 is represented by the following structural formula (1), more specifically, by the following structural formula (1A). That is, in the PXX compound of Example 1, “X” is oxygen (O), “Y” is sulfur (S), and “A 1 ” and “A 2 ” are hydrogen (H) atoms. . “R” is a para-isobutylphenyl group.
  • Such a PXX compound of Example 1 can be synthesized through the synthesis route shown in FIG. That is, first, after obtaining Compound 2 based on the document “Journal of Organic Chemistry” 2010, 75, 8241-8251, Compound 3 obtained by reacting Compound 2 with NBS or bromine and para-isobutylphenylboronic acid Can be cross-coupled in the presence of a palladium catalyst to give compound 4. Furthermore, compound 6 can be obtained by cross-coupling compound 5 demethylated by reacting compound 4 with boron tribromide in the presence of iron (III) chloride. Subsequently, the PXX compound of Example 1 as the target product could be obtained by a cyclization reaction in which compound 6 was reacted with copper acetate under basic conditions.
  • the PXX compound of Example 1 is stable in the atmosphere and can be easily isolated.
  • Example 2 relates to a dioxaanthanthrene compound (hereinafter abbreviated as “PXX compound”) according to the second aspect of the present disclosure.
  • the PXX compound of Example 2 is represented by the following structural formula (11), more specifically, by the following structural formula (11A).
  • the PXX compound having such a structural formula is referred to as “i-C 4 Ph-PXX” in Example 2A for convenience.
  • Such a PXX compound of Example 2 (iC 4 Ph-PXX) was obtained by reacting perixanthenoxanthene and bromine to obtain 3,9-dibromoperixanthenoxanthene, and then the presence of a palladium catalyst. Then, it could be obtained by cross-coupling reaction with 3.5 equivalents of para-isobutylphenylboronic acid.
  • the PXX compound of Example 2 is represented by the following structural formula (11B).
  • the PXX compound having such a structural formula is referred to as “i-C 5 Ph-PXX” in Example 2B for convenience.
  • i-C 5 Ph-PXX of Example 2B the 3- and 9-positions of 6,12-dioxaanthanthrene are substituted with phenyl groups, and the 4-position (para) of each phenyl group is an isopentyl group. Is replaced with.
  • Such a PXX compound of Example 2 was obtained by reacting perixanthenoxanthene and bromine to obtain 3,9-dibromoperixanthenoxanthene, and then the presence of a palladium catalyst. Then, it could be obtained by a cross-coupling reaction with 3.5 equivalents of 1-pinacolboryl-4-isopentylbenzene.
  • 1-pinacolboryl-4-isopentylbenzene is obtained from 1-bromo-4 obtained from bromobenzene through a Friedel-Crafts acylation reaction and a Wolff-Kishner reduction reaction. It can be obtained by boronic esterification reaction of isopentylbenzene.
  • the melting point and mesophase transition temperature of the PXX compound can be determined based on TG-DTA (differential calorimetric-thermogravimetric measurement) and DSC (differential scanning calorimetry). Moreover, the solubility with respect to the organic solvent was measured. Specifically, it was measured how many grams of PXX compound were dissolved in 100 grams of toluene. The measurement results are shown in Table 1. In Table 1, the mesophase transition temperature is expressed as “transition temperature”. The result of how many grams of PXX compound dissolves in 100 grams of toluene is expressed as “solubility” (unit: grams).
  • the PXX compounds of Example 2 (i-C 4 Ph-PXX, i-C 5 Ph-PXX) showed higher melting points than the compounds of Comparative Example 2A, Comparative Example 2B, and Comparative Example 2C. Moreover, in the PXX compound of Example 2, the mesophase transition temperature could not be measured. That is, no mesophase transition occurred. On the other hand, Comparative Example 2D showed a high melting point and did not cause a mesophase transition, but only 0.37 grams dissolved with respect to 100 grams of toluene. Solubility was poor. In other words, the PXX compound of Example 2 has high solubility.
  • R is an alkyl group having a branch having 4 or more carbon atoms
  • liquid crystallinity is exhibited even in a high temperature atmosphere. That is, there is no change in the molecular arrangement. It also has a high melting point.
  • Example 3 relates to a dioxaanthanthrene compound (PXX compound) according to the third and fourth aspects of the present disclosure.
  • the PXX compound of Example 3 is represented by the following structural formula (21-1) or, alternatively, the following structural formula (23-1). Such a PXX compound is referred to as the PXX compound of Example 3A.
  • the substituent A is represented by the structural formula (22-1) described above, and further, X 1 , X 2 , X 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 and Y 8 are each a hydrogen atom (H), and the 3rd and 9th positions of 6,12-dioxaanthanthrene are It is substituted with a phenyl group, and a cyclic alkyl group (cycloalkane) is further introduced into the 3-position and 4-position of the phenyl group.
  • Such a PXX compound of Example 3A was prepared by reacting perixanthenoxanthene and bromine to obtain 3,9-dibromoperixanthenoxanthene, and then in the presence of a palladium catalyst, 3.5 equivalents of 5, It could be obtained by cross-coupling reaction with 6,7,8-tetrahydro-2-naphthalenylboronic acid.
  • the PXX compound of Example 3 is represented by the above structural formula (21-1) or alternatively, the following structural formula (23-2). Such a PXX compound is referred to as the PXX compound of Example 3B.
  • the substituent A is represented by the structural formula (22-2) described above, and further, X 1 , X 2 , X 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 and Y 8 are each a hydrogen atom (H), and the 3rd and 9th positions of 6,12-dioxaanthanthrene are A phenyl group is substituted, and a cyclic alkyl group (cycloalkane) is further introduced into the 2-position and 3-position of the phenyl group.
  • Such a PXX compound of Example 3B was obtained by reacting perixanthenoxanthene and bromine to obtain 3,9-dibromoperixanthenoxanthene, and then in the presence of a palladium catalyst, 3.5 equivalents of 5, It could be obtained by a cross-coupling reaction with 6,7,8-tetrahydro-1-naphthalenylboronic acid.
  • the melting point and mesophase transition temperature of the PXX compound can be determined based on TG-DTA (differential calorimetric-thermogravimetric measurement) and DSC (differential scanning calorimetry).
  • the PXX compound of Example 3A showed a higher melting point than the compound of Comparative Example 3A. Moreover, in the PXX compounds of Example 3A and Example 3B, the mesophase transition temperature could not be measured. That is, no mesophase transition occurred.
  • the 3-position and 9-position of 6,12-dioxaanthanthrene are substituted with phenyl groups, and the phenyl group is further substituted with a cyclic alkyl group ( Since cycloalkane) is introduced, liquid crystallinity is not exhibited even in a high temperature atmosphere. That is, no change occurs in the molecular arrangement. It also has a high melting point.
  • Example 4 relates to the electronic device according to the first to third aspects of the present disclosure including the semiconductor layer containing the dioxaanthanthrene-based compound according to the first aspect to Example 3 of the present disclosure.
  • the electronic devices of Example 4 or Examples 5 to 8 described later are: A first electrode, A second electrode spaced apart from the first electrode, and An active layer of organic semiconductor material provided from the first electrode to the second electrode; At least, The organic semiconductor material contains the dioxaanthanthrene-based compound according to the first to third aspects of the present disclosure including the various preferred forms described above.
  • the electronic devices of Example 4 or Examples 5 to 7 described later are: (A) control electrode, (B) a first electrode and a second electrode, and (C) an active layer formed between a first electrode and a second electrode, facing the control electrode with an insulating layer interposed therebetween, and made of a metal oxide semiconductor; Is a three-terminal electronic device.
  • the three-terminal electronic device of Example 4 or Examples 5 to 7 described later flows from the first electrode to the second electrode in the active layer by the voltage applied to the control electrode.
  • a field effect transistor (FET) in which current is controlled the control electrode corresponds to the gate electrode, the first electrode and the second electrode correspond to the source / drain electrodes, the insulating layer corresponds to the gate insulating film, and active The layer corresponds to a channel formation region.
  • FET field effect transistor
  • the electronic device of Example 4 is a semiconductor device, specifically, a bottom gate / bottom contact field effect transistor [more specifically, Thin film transistor (TFT)], (A) a gate electrode 14 (corresponding to a control electrode) formed on the substrate 10; (B) a gate insulating layer 15 (corresponding to an insulating layer) formed on the gate electrode 14 and the substrate 10; (C) a source / drain electrode 16 (corresponding to a first electrode and a second electrode) formed on the gate insulating layer 15, and (D) a channel forming region 17 formed between the source / drain electrodes 16 and on the gate insulating layer 15 and constituted by the active layer 20; It has.
  • TFT Thin film transistor
  • FIGS. 2A and 2B are schematic partial end views of the substrate and the like.
  • the gate electrode 14 is formed on the substrate 10. Specifically, a resist layer (not shown) from which a portion where the gate electrode 14 is to be formed is formed on the insulating film 12 made of SiO 2 formed on the surface of the glass substrate 11 based on the lithography technique. To do. Thereafter, a titanium (Ti) layer (not shown) as an adhesion layer and a gold (Au) layer as a gate electrode 14 are sequentially formed on the entire surface by vacuum deposition, and then the resist layer is removed. To do. Thus, the gate electrode 14 can be obtained based on the so-called lift-off method. Note that the gate electrode 14 can also be formed on the insulating film 12 made of SiO 2 formed on the surface of the glass substrate 11 based on a printing method.
  • a gate insulating layer 15 corresponding to an insulating layer is formed on the base 10 including the gate electrode 14 (more specifically, the insulating film 12 formed on the surface of the glass substrate 11).
  • the gate insulating layer 15 made of SiO 2 is formed on the gate electrode 14 and the insulating film 12 based on the sputtering method.
  • a source / drain electrode 16 composed of a chromium (Cr) layer (not shown) having a thickness of 1 nm as an adhesion layer and a gold (Au) layer having a thickness of 25 nm is sequentially formed on the gate insulating layer 15. And based on a vacuum deposition method (see FIG. 2A).
  • the source / drain electrode 16 can be formed without a photolithography process by covering a part of the gate insulating layer 15 with a hard mask. Note that the source / drain electrode 16 may be formed on the gate insulating layer 15 based on a printing method.
  • the gate insulating layer 15 and the source / drain electrodes are formed based on a wet method (coating method). 16 is formed. Specifically, a PXX compound solution obtained by dissolving the PXX compound obtained in Example 1 in a solvent such as an aromatic compound such as toluene or xylene, or a long-chain hydrocarbon alcohol such as octyl alcohol or nonyl alcohol is spinned.
  • the channel formation region 17 can be formed on the gate insulating layer 15 and the source / drain electrode 16 by applying and drying the entire surface by a coating method (see FIG. 2B).
  • a PXX compound solution obtained by dissolving the PXX compound of Example 2A in toluene is applied to the entire surface by spin coating and dried, whereby the channel formation region 17 is formed in the gate insulating layer 15 and the source / drain electrodes 16. Can be formed on top. Note that the channel formation region 17 may be patterned as desired.
  • the channel formation region 17 (active layer 20) is formed on the gate insulating layer 15 and the source / drain electrode 16 based on the PVD method.
  • the channel forming region 17 can be formed on the gate insulating layer 15 and the source / drain electrode 16 by depositing the PXX compound of Example 3A or Example 3B on the entire surface by vacuum deposition. it can.
  • an image display unit (specifically, for example, an organic electroluminescence element, an electrophoretic display element, a semiconductor, or the like is formed above or above the TFT thus obtained. What is necessary is just to form the image display part which consists of a light emitting element etc. based on a known method.
  • an image display unit can be obtained through a similar process after the manufacture of the electronic device (TFT) is completed.
  • a bottom gate / bottom contact type FET (specifically, a TFT) can be obtained by forming a passivation film (not shown) on the entire surface.
  • Example 4 the electronic device according to the first aspect of the present disclosure using the dioxaanthanthrene-based compound described in Example 1 as a channel formation region, the results regarding stability and high mobility are obtained.
  • the ⁇ -conjugated system can be widened by condensing the thiophene ring to a certain PXX skeleton. That is, a larger ⁇ orbital overlap is formed between adjacent PXX compound molecules, and a large intermolecular interaction can be obtained. As a result, the carrier mobility can be further improved.
  • the electronic device of Example 4 (electronic device according to the second aspect of the present disclosure) using the dioxaanthanthrene-based compound described in Example 2 as a channel formation region, the electronic device is in a high-temperature atmosphere.
  • the liquid crystallinity does not appear, that is, the molecular arrangement does not change, and the characteristics of the electronic device hardly change even in a high temperature atmosphere.
  • it has a sufficiently high melting point so as not to be affected by high-temperature processes in the manufacturing process of the electronic device, use environment of the electronic device, use conditions, and the like.
  • the temperature of the TFT may increase due to heat generated by a so-called backlight disposed on the back surface of the liquid crystal display device.
  • a TFT even if it is in a high temperature atmosphere, it is difficult for the characteristics of the TFT to change.
  • the electronic device of Example 4 (electronic device according to the third aspect of the present disclosure) using the dioxaanthanthrene-based compound described in Example 3 in the channel formation region, the electronic device is in a high-temperature atmosphere.
  • the liquid crystallinity is not exhibited, that is, the molecular arrangement does not change, and the characteristics of the electronic device hardly change even in a high temperature atmosphere.
  • it has a sufficiently high melting point so as not to be affected by high-temperature processes in the manufacturing process of the electronic device, use environment of the electronic device, use conditions, and the like.
  • the temperature of the TFT may increase due to heat generated by a so-called backlight disposed on the back surface of the liquid crystal display device.
  • a TFT even if it is in a high temperature atmosphere, it is difficult for the characteristics of the TFT to change.
  • the fifth embodiment is a modification of the fourth embodiment.
  • the three-terminal electronic device was a bottom gate / top contact type FET (specifically, a TFT).
  • a TFT top contact type FET
  • the field effect transistor of Example 5 as shown in a schematic partial cross-sectional view in FIG.
  • A a gate electrode 14 (corresponding to a control electrode) formed on the substrate 10;
  • B a gate insulating layer 15 (corresponding to an insulating layer) formed on the gate electrode 14 and the substrate 10;
  • C a channel forming region 17 and a channel forming region extending portion 18 formed on the gate insulating layer 15 and configured by the active layer 20, and
  • D a source / drain electrode 16 (corresponding to a first electrode and a second electrode) formed on the channel forming region extension 18; It has.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic partial end views of the substrate and the like.
  • Step-500 First, after forming the gate electrode 14 on the substrate 10 in the same manner as in [Step-400] in Example 4, the substrate including the gate electrode 14 (more than in [Step-410] in Example 4) Specifically, the gate insulating layer 15 is formed on the insulating film 12).
  • the active layer 20 is formed on the gate insulating layer 15 in the same manner as in [Step-430] in Example 4 (see FIG. 3A).
  • the channel formation region 17 and the channel formation region extension 18 can be obtained.
  • the insulator material constituting the gate insulating layer 15 and the active layer may be used.
  • the PXX compound obtained in Example 1 constituting 20 is dissolved in the above-described solvent, applied onto the substrate 10 and the gate electrode 14, and dried, thereby utilizing the phase separation phenomenon and the gate insulating layer. 15 and the active layer 20 can be separated to obtain a stacked structure of the gate insulating layer 15 and the active layer 20.
  • the source / drain electrodes 16 are formed on the channel forming region extension 18 so as to sandwich the channel forming region 17 (see FIG. 3B). Specifically, a gold (Au) layer as the source / drain electrode 16 is formed based on the vacuum deposition method in the same manner as in [Step-420] of the fourth embodiment.
  • the source / drain electrode 16 can be formed without a photolithography process by covering a part of the channel formation region extending portion 18 with a hard mask.
  • the source / drain electrode 16 can also be formed based on a printing method.
  • Step-530 Next, by forming a passivation film (not shown) on the entire surface, the electronic device of Example 5 can be completed.
  • the sixth embodiment is also a modification of the fourth embodiment.
  • the three-terminal electronic device was a top gate / bottom contact type FET (specifically, a TFT).
  • a TFT top gate / bottom contact type FET
  • Source / drain electrode 16 (corresponding to the first electrode and the second electrode) formed on the substrate 10
  • B a channel forming region 17 formed on the substrate 10 between the source / drain electrodes 16 and constituted by the active layer 20
  • a gate electrode 14 (corresponding to a control electrode) formed on the gate insulating layer 15; It has.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic partial end views of the substrate and the like.
  • Step-600 First, after forming the source / drain electrode 16 on the insulating film 12 corresponding to the substrate by the same method as [Step-420] of Example 4, the same as [Step-430] of Example 4 was performed. A channel formation region 17 (active layer 20) is formed on the insulating film 12 including the source / drain electrodes 16 (see FIG. 4A).
  • the gate insulating layer 15 is formed in the same manner as in [Step-410] in Example 4. Thereafter, the gate electrode 14 is formed on the portion of the gate insulating layer 15 above the channel formation region 17 by the same method as in [Step-400] of Example 4 (see FIG. 4B).
  • Step-620 Thereafter, a passivation film (not shown) is formed on the entire surface, whereby the electronic device of Example 6 can be completed.
  • the seventh embodiment is also a modification of the fourth embodiment.
  • the three-terminal electronic device was a top gate / top contact type FET (specifically, a TFT).
  • a TFT top gate / top contact type FET
  • the field effect transistor of Example 7 as shown in a schematic partial cross-sectional view in FIG.
  • A a channel forming region 17 and a channel forming region extending portion 18 formed on the substrate 10 and configured by the active layer 20;
  • B a source / drain electrode 16 (corresponding to a first electrode and a second electrode) formed on the channel forming region extension 18;
  • C a gate insulating layer 15 (corresponding to an insulating layer) formed on the source / drain electrode 16 and the channel formation region 17, and
  • D a gate electrode 14 (corresponding to a control electrode) formed on the gate insulating layer 15; It has.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C are schematic partial end views of the substrate and the like.
  • the active layer 20 is formed on the substrate 10 (more specifically, the insulating film 12), whereby the channel forming region 17 and the channel forming region extending portion are formed. 18 can be obtained (see FIG. 5A).
  • the source / drain electrode 16 is formed on the channel formation region extending portion 18 in the same manner as in [Step-420] in Example 4 (see FIG. 5B).
  • the gate insulating layer 15 is formed in the same manner as in [Step-410] of the fourth embodiment.
  • the gate electrode 14 is formed on the portion of the gate insulating layer 15 above the channel formation region 17 by the same method as in [Step-400] in Example 4 (see FIG. 5C).
  • Step-730 Next, by forming a passivation film (not shown) on the entire surface, the electronic device of Example 7 can be completed.
  • Example 8 is also a modification of Example 4.
  • the electronic device is specifically composed of a two-terminal electronic device, and more specifically, a schematic partial cross-sectional view is shown.
  • the active layer 33 includes the PXX compound described in the first to third embodiments. Then, electric power is generated by irradiating the active layer 33 with light. That is, the electronic device of Example 8 functions as a photoelectric conversion element or a solar cell.
  • the active layer 33 functions as a light emitting element that emits light when a voltage is applied to the first electrode 31 and the second electrode 32.
  • the electronic device of Example 8 can function as a chemical substance sensor composed of a two-terminal electronic device. Specifically, when the chemical substance to be detected is adsorbed on the active layer 33, the electrical resistance value between the first electrode 31 and the second electrode 32 changes. Therefore, a current is passed between the first electrode 31 and the second electrode 32, or an appropriate voltage is applied between the first electrode 31 and the second electrode 32, and the electric resistance value of the active layer 33 is reduced. By measuring, the amount (concentration) of the chemical substance adsorbed on the active layer 33 can be measured. Since the chemical substance is in an adsorption equilibrium state in the active layer 33, the equilibrium state changes as time passes and the amount (concentration) of the chemical substance in the atmosphere in which the active layer 33 is placed changes.
  • Example 8 Except for the above points, the configuration and structure of the electronic device of Example 8 are basically the same as those of Example 4 or Example 5 except that the control electrode and the insulating layer are not provided. The detailed description is omitted.
  • the electronic device of Example 8 performs the same steps as [Step-420] to [Step-430] of Example 4, or alternatively, [Step-510] to [Step-520] of Example 5. It can be obtained by executing a similar process.
  • the temperature of the active layer may increase due to sunlight collection.
  • the PXX-based compound of the present disclosure constituting the liquid crystal does not exhibit liquid crystallinity even under a high temperature atmosphere, that is, the molecular arrangement does not change, has a high melting point, and has a high temperature. Even under the atmosphere, the characteristics of the solar cell hardly change. Even when it functions as a chemical substance sensor, it is hardly affected by the temperature of the atmosphere.
  • Example 9 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the first aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the first aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 9 is shown in FIG. 7E.
  • the laminated structure of Example 9 or the laminated structures of Examples 10 to 14 to be described later are the first layers 101, 201, 301, 401, 501, 601 and the first layers made of the first organic material.
  • This is a laminated structure in which second layers 102, 202, 302, 402, 502, and 602 made of a second organic material different from the organic material are laminated.
  • the electronic device of Example 9 or the electronic devices of Examples 10 to 14 described later includes an electrode structure, an insulating layer 45, and an active layer 50.
  • the electrode structure includes the control electrode 44, and It consists of a first electrode and a second electrode 46.
  • the electronic devices of Examples 9 to 12 are specifically bottom gate / top contact type TFTs, and the electronic devices of Examples 13 to 14 are top gate / bottom contact type TFTs. It is.
  • the insulating layer 45 is composed of the first insulating layer 45A and the second insulating layer 45B from the control electrode side, and the second insulating layer 45B is made of the first organic material.
  • the active layer 50 is made of a second organic material composed of an organic semiconductor material. The combination of the first organic material and second organic material from the value G 0 of the Gibbs free energy of mixing system of the first organic material and second organic material, cast free energy values G 1 and the first organic material
  • the second organic material is composed of a combination of materials having a positive value obtained by subtracting the value G 2 of the cast free energy. That is, G 0 > G 1 + G 2 Satisfied.
  • the mixed system of the first organic material and the second organic material is more stable in terms of energy than the state in which the first layer and the second layer are separated, and the first layer and the second layer Cannot be separated.
  • the first organic material is made of an insulating material of a non-curable material (non-crosslinked polymer), specifically, a polyolefin resin, more specifically, TOPAS (registered trademark).
  • the second organic material is a non-curable material (non-crosslinked polymer) organic semiconductor material, specifically a derivative of 6,12-dioxaanthanthrene, more specifically ethylphenyl-PXX. Consists of.
  • xylene is used as a solvent (first solvent) for dissolving the first organic material
  • toluene is used as a solvent (second solvent) for dissolving the second organic material.
  • the electronic devices of Examples 9 to 12 are specifically bottom gate / top contact type semiconductor devices having a three-terminal structure
  • the control electrode 44 constitutes a gate electrode formed on the substrate 10
  • the insulating layer 45 constitutes a gate insulating layer formed on the gate electrode and the substrate 10 (the second gate insulating layer in Examples 9 and 11 and the gate insulating layer in Examples 10 and 12).
  • the active layer 50 constitutes a channel formation region 47 and a channel formation region extension 48 formed on the gate insulating layer
  • the first electrode and the second electrode 46 constitute a pair of source / drain electrodes formed on the channel forming region extension 48.
  • gate electrode 44 will be used instead of “control electrode 44”, and “channel forming region 47 and / or channel forming region extending portion” will be used instead of “active layer 50”.
  • 48 the term“ source / drain electrode 46 ”is used instead of the“ first electrode and the second electrode 46 ”, and the“ first layer ”is used instead of the“ insulating layer 45 ”.
  • the description is made using the term “two-gate insulating layer 45B” or “gate insulating layer 45”, and the term “first gate insulating layer 45A” is used instead of “first insulating layer 45A”. is there.
  • FIGS. 7A, 7B, 7C, 7D, and 7E are schematic partial end views of the substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device of Example 9 will be described. explain.
  • the gate electrode 44 and the first gate insulating layer 45A that covers the gate electrode 44 are formed on the base 10 made of the glass substrate 11 on which the insulating film 12 made of SiO 2 is formed.
  • a resist layer (not shown) from which a portion for forming the gate electrode 44 is removed is formed on the insulating film 12 made of SiO 2 formed on the surface of the glass substrate 11 based on the lithography technique. To do. Thereafter, a titanium (Ti) layer (not shown) as an adhesion layer and a gold (Au) layer as a gate electrode 44 are sequentially formed on the entire surface by vacuum deposition, and then the resist layer is removed. To do. Thus, the gate electrode 44 can be obtained based on the so-called lift-off method. The gate electrode 44 can be formed on the insulating film 12 made of SiO 2 formed on the surface of the glass substrate 11 based on a printing method.
  • Step-910 Next, a polyvinylphenol (PVP) solution containing a cross-linking agent is applied on the substrate 10 and the gate electrode 44 based on the slit coater method, and then heated to 150 ° C., whereby the first gate insulating layer made of polyvinylphenol. 45A is obtained. In this way, the structure shown in FIG. 7A can be obtained.
  • PVP polyvinylphenol
  • the first layer 101 (second gate insulating layer 45B) made of the first organic material is formed on the support (specifically, the first gate insulating layer 45A).
  • a xylene solution of a polyolefin resin is formed on the first gate insulating layer 45 based on a slit coater method, and dried at 140 ° C. to thereby form a first layer made of a polyolefin resin having a thickness of 20 nm.
  • 101 (second gate insulating layer 45B) can be formed. In this way, the structure shown in FIG. 7B can be obtained.
  • a second organic material solution layer 102 ′ in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer 101 (second gate insulating layer 45B), and then dried. Then, the second layer 102 (the channel forming region 47 and the channel forming region extending portion 48) made of the second organic material is formed. Specifically, a second organic material solution layer 102 ′ made of a toluene solution of a perixanthenoxanthene derivative is formed on the first layer 101 (second gate insulating layer 45B) by a slit coater method, and then 150 °. Dry at C.
  • the first layer 101 (the second layer) is formed by a solvent (specifically, toluene) contained in the second organic material solution layer 102 ′.
  • a solvent specifically, toluene
  • the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer 101 and the second organic material solution layer 102 ′ (see FIG. 7C). In the region away from the interface, the first organic material and the second organic material do not mix, and when the second organic material solution layer 102 ′ is dried, the first layer 101 (second gate insulating layer 45B) is dried.
  • the second layer 102 (the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48) are separated (see FIG. 7D). That is, when the second organic material solution layer 102 ′ is dried, the first layer 101 (second gate insulating layer 45 B) and the second layer 102 (channel formation region 47 and channel formation region extension 48) are spontaneous. Spontaneously phase separate. As a result, at the interface between the first layer 101 and the second layer 102, the first organic material and the second organic material are not mixed, and the first layer 101 and the second layer 102 are separated. A region where the first organic material and the second organic material are mixed is indicated by reference numeral 103. When the second organic material solution layer 102 ′ is formed on the first layer 101, the rate at which the first layer 101 is dissolved in the solvent is specifically about 10 nm / min.
  • the source / drain electrode 46 is formed on the second layer 102 (specifically, on the channel formation region extension 48). Specifically, a source / drain electrode 46 made of a gold (Au) layer having a thickness of 25 nm is formed based on a vacuum deposition method (see FIG. 7E). When forming these layers, the source / drain electrode 46 can be formed without a photolithography process by covering a part of the second layer 102 with a hard mask. The source / drain electrode 46 can also be formed based on a printing method.
  • an image display unit (specifically, for example, an organic electroluminescence element, an electrophoretic display element, a semiconductor, or the like is formed above or above the TFT thus obtained. What is necessary is just to form the image display part which consists of a light emitting element etc. based on a known method.
  • the image display unit can be obtained by performing the same process after the manufacture of the electronic device is completed.
  • a passivation film (not shown) is formed on the entire surface. In this way, a bottom gate / top contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) can be obtained.
  • FET top gate / top contact type semiconductor device
  • a passivation film (not shown) may be formed on the entire surface, whereby the active layer 50 and the second gate insulating layer are formed. 45B adhesion can be improved.
  • Example 9 when the second organic material solution layer 102 ′ is formed on the first layer 101, the surface of the first layer 101 is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer 102 ′. As a result, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer 101 and the second organic material solution layer 102 ′, and the first organic material and the second organic material are in a region away from the interface. The organic material does not mix with each other, and when the second organic material solution layer 102 ′ is dried, the first layer 101 and the second layer 102 are separated. As a result, high smoothness could be obtained at the interface between the first organic material layer (first layer 101) and the second organic material layer (second layer 102). Film thickness accuracy and reliable phase separation could be obtained.
  • the first organic material layer (first layer 101) was not contaminated before the second organic material layer (second layer 102) was formed.
  • second layer 102 the second organic material layer
  • an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • Example 10 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the first aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the second aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the multilayer structure and the electronic device of Example 10 is shown in FIG. 8E.
  • the gate insulating layer has a single layer configuration.
  • the gate electrode is formed in a groove provided in the substrate. Except for these points, the configuration and structure of the electronic device of Example 10 are the same as the configuration and structure of the electronic device of Example 9, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first organic material and the second organic material in Example 10 are the same as those in Example 9.
  • FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, and 8E are schematic partial end views of a substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device of Example 10 will be described. explain.
  • the gate electrode 44 is formed in the groove 43 formed in the base 10. Specifically, a groove 43 is formed in a region where a gate electrode of a base 10 made of a glass substrate 11 on which an insulating film 12 made of SiO 2 is formed is to be formed based on a well-known photolithography technique and etching technique. To do. Next, a resist layer (not shown) from which a portion where the gate electrode 44 is to be formed is removed is formed based on a lithography technique. Thereafter, a titanium (Ti) layer (not shown) as an adhesion layer and a gold (Au) layer as a gate electrode 44 are sequentially formed on the entire surface by vacuum deposition, and then the resist layer is removed. To do. Thus, the gate electrode 44 can be obtained based on the so-called lift-off method (see FIG. 8A). Note that the gate electrode 44 can also be formed in the groove 43 based on a printing method.
  • the solvent specifically, toluene contained in the second organic material solution layer 202 ′ was used.
  • the surface of the first layer 201 (gate insulating layer 45) is dissolved, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer 201 and the second organic material solution layer 202 ′ ( In the region away from the interface, the first organic material and the second organic material do not mix, and when the second organic material solution layer 202 ′ is dried, the first layer 201 (gate The insulating layer 45) and the second layer 202 (the channel formation region 47 and the channel formation region extension portion 48) are separated (see FIG. 8D).
  • the first layer 201 (the gate insulating layer 45) and the second layer 202 (the channel forming region 47 and the channel forming region extending portion 48) spontaneously , Phase separation naturally.
  • a region where the first organic material and the second organic material are mixed is indicated by reference numeral 203.
  • Example 9 Thereafter, the same process as [Step-940] in Example 9 is performed to obtain a bottom gate / top contact type semiconductor device (FET, specifically TFT) (see FIG. 8E). .
  • FET bottom gate / top contact type semiconductor device
  • Example 10 when the second organic material solution layer 202 ′ is formed on the first layer 201, the surface of the first layer 201 is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer 202 ′. As a result, the first organic material and the second organic material are mixed in the interface between the first layer 201 and the second organic material solution layer 202 ′, and the first organic material and the second organic material are mixed in the region away from the interface. There is no mixing with the organic material, and the first layer 201 and the second layer 202 are separated when the second organic material solution layer 202 ′ is dried. As a result, high smoothness could be obtained at the interface between the first organic material layer (first layer 201) and the second organic material layer (second layer 202). Film thickness accuracy and reliable phase separation could be obtained.
  • the first organic material layer (first layer 201) was not contaminated before the second organic material layer (second layer 202) was formed.
  • an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • Example 11 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the second aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the third aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the multilayer structure and the electronic device of Example 11 is shown in FIG. 9D.
  • the gate insulating layer has a single layer configuration. Except for this point, the structure of the electronic device of Example 11 is the same as the structure of the electronic device of Example 9, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first organic material is made of an insulating material, specifically, poly- ⁇ -methylstyrene, which is a non-curable material (non-crosslinked polymer), and the second organic material is , An organic semiconductor material of a non-curable material (non-crosslinked polymer), specifically, TIPS-pentacene.
  • Xylene is used as the first solvent for dissolving the first organic material
  • toluene is used as the second solvent for dissolving the second organic material.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, and 9D are schematic partial end views of the substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device according to Example 11 will be described.
  • a first organic material solution in which a first organic material made of an insulating material is dissolved in a first solvent on a support (specifically, the first gate insulating layer 45A) using a slit coater of a double nozzle.
  • Forming a layer 301 ′ and a second organic material solution layer 302 ′ obtained by dissolving a second organic material made of an organic semiconductor material, which is different from the first organic material, in a second solvent, and then forming a first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′ are dried to obtain a stacked structure of the first layer 301 made of the first organic material and the second layer 302 made of the second organic material.
  • the first layer 301 constitutes the second gate insulating layer 45B
  • the second layer 302 constitutes the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48.
  • Example 11 when the first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed (see FIG. 9B), and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface.
  • the solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′ are dried, the first layer 301 (second gate insulating layer 45B) and the second layer 302 (channel formation region 47 and channel formation region extension 48) Are separated (see FIG. 9C).
  • first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′ are dried, the first layer 301 (second gate insulating layer 45B) and the second layer 302 (channel formation region 47 and channel formation region).
  • the extension 48) spontaneously and spontaneously phase-separates.
  • a region where the first organic material and the second organic material are mixed is indicated by reference numeral 303.
  • Example 9 Thereafter, the same process as [Step-940] in Example 9 is performed to obtain a bottom gate / top contact type semiconductor device (FET, specifically TFT) (see FIG. 9D). .
  • FET bottom gate / top contact type semiconductor device
  • Example 11 when the first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 301 ′ and the second organic material solution layer 302 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed together, and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface, and the first organic material solution layer 301 ′ and
  • the second organic material solution layer 302 ′ is dried, the first layer 301 and the second layer 302 are separated.
  • high smoothness could be obtained at the interface between the first organic material layer (first layer 301) and the second organic material layer (second layer 302). Film thickness accuracy and reliable phase separation could be obtained.
  • first organic material layer (first layer 301) was not contaminated before the second organic material layer (second layer 302) was formed.
  • second layer 302 an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • Example 12 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the second aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the fourth aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 12 is shown in FIG. 10D.
  • the gate insulating layer has a single layer configuration.
  • the gate electrode is formed in a groove provided in the substrate. Except for these points, the configuration and structure of the electronic device of Example 12 are the same as the configuration and structure of the electronic device of Example 11, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first organic material and the second organic material in Example 12 are the same as those in Example 11.
  • FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, and FIG. 10D which are typical partial end views of the substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device of Example 12 will be described.
  • a gate electrode 44 is formed in the groove 43 formed in the substrate 10 (see FIG. 10A).
  • a first organic layer made of an insulating material is used on a support (specifically, the base 10 and the gate electrode 44) using a slit coater with a double nozzle.
  • drying the first organic material solution layer 401 'and the second organic material solution layer 402' so that the first layer 401 made of the first organic material and the second organic material solution layer 402 'are dried.
  • a laminated structure of two layers 402 is obtained.
  • the first layer 401 forms the gate insulating layer 45
  • the second layer 402 forms the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48.
  • Example 12 when the first organic material solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed (see FIG. 10B), and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface.
  • the solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′ are dried, the first layer 401 (gate insulating layer 45) and the second layer 402 (channel formation region 47 and channel formation region extension 48) are separated. (See FIG. 10C).
  • the first organic material solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′ are dried, the first layer 401 (the gate insulating layer 45) and the second layer 402 (the channel formation region 47 and the channel formation region extend).
  • the part 48) spontaneously and spontaneously phase-separates.
  • a region where the first organic material and the second organic material are mixed is indicated by reference numeral 403.
  • Example 12 when the first organic material solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 401 ′ and the second organic material solution layer 402 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed together, and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface, and the first organic material solution layer 401 ′ and
  • the second organic material solution layer 402 ′ is dried, the first layer 401 and the second layer 402 are separated.
  • high smoothness could be obtained at the interface between the first organic material layer (first layer 401) and the second organic material layer (second layer 402). Film thickness accuracy and reliable phase separation could be obtained.
  • the first organic material layer (first layer 401) was not contaminated before the second organic material layer (second layer 402) was formed.
  • an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • Example 13 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the first aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the fifth aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the laminated structure and the electronic device of Example 13 is shown in FIG. 11E.
  • the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48 are configured by the first layer 501, and the first organic material configured by the organic semiconductor material is used. Made of material.
  • the gate insulating layer 45 is composed of a second layer 502 and is made of a second organic material made of an insulating material.
  • Example 13 the same organic semiconductor material, insulating material and solvent as described in Example 9 were used as the organic semiconductor material, insulating material and solvent.
  • the electronic device of Example 13 or Example 14 to be described later is specifically a top gate / bottom contact type semiconductor device having a three-terminal structure.
  • the first electrode and the second electrode 46 constitute a pair of source / drain electrodes formed on the substrate 10.
  • the active layer 50 constitutes a channel formation region 47 formed on the substrate 10 between the pair of source / drain electrodes, and a channel formation region extension 48 formed on the source / drain electrodes,
  • the insulating layer 45 constitutes a gate insulating layer formed on the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48
  • the control electrode 44 constitutes a gate electrode formed on the gate insulating layer 45 so as to face the channel formation region 47.
  • FIGS. 11A, 11B, 11C, 11D, and 11E are schematic partial end views of a substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device of Example 13 will be described. explain.
  • a source / drain electrode 46 is formed in the groove 43 formed in the substrate 10 in substantially the same manner as [Step-1000] in Example 10 (see FIG. 11A).
  • the first layer 501 (the channel formation region 47 and the channel formation region extension made of the first organic material made of the organic semiconductor material) is formed.
  • Part 48 a first organic material solution layer made of a toluene solution of a perixanthenoxanthene derivative is formed on the substrate 10 and the source / drain electrode 46 by a slit coater method, and then dried at 150 ° C.
  • the first layer 501 (the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48) can be obtained (see FIG. 11B).
  • a second organic material solution layer obtained by dissolving a second organic material made of an insulating material different from the first organic material in a solvent on the first layer 501 (the channel forming region 47 and the channel forming region extending portion 48).
  • the second layer 502 (gate insulating layer 45) made of the second organic material is formed by drying.
  • a polyolefin resin having a thickness of 20 nm is formed on the first layer 501 by forming a xylene solution of a polyolefin resin based on a slit coater method in the same manner as in [Step-920] of Example 9, and then drying.
  • a second layer 502 (gate insulating layer 45) made of resin can be formed. In this way, the structure shown in FIG. 11D can be obtained. Specifically, when the second organic material solution layer 502 ′ is formed on the first layer 501, the speed at which the first layer 501 dissolves in the solvent is about 10 nm / min.
  • the first layer 501 (channel formation) is formed by a solvent (specifically, xylene) contained in the second organic material solution layer 502 ′.
  • a solvent specifically, xylene
  • Step-1330 Thereafter, a step similar to [Step-940] in Example 9 is performed to obtain a top gate / bottom contact type semiconductor device (FET, specifically TFT) (see FIG. 11E). .
  • FET top gate / bottom contact type semiconductor device
  • Example 13 when the second organic material solution layer 502 ′ is formed on the first layer 501, the surface of the first layer 501 is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer 502 ′. As a result, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first layer and the second organic material solution layer 502 ′, and the first organic material and the second organic material are in a region away from the interface. The first layer 501 and the second layer 502 are separated when the second organic material solution layer 502 ′ is dried without being mixed with the material. As a result, high smoothness could be obtained at the interface between the first layer 501 and the second organic material layer (second layer 502), and in these layers, high film thickness accuracy and reliable phase could be obtained.
  • the first layer 501 was not contaminated before the second organic material layer (second layer 502) was formed.
  • second layer 502 an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • Example 14 relates to the multilayer structure of the present disclosure, the method for forming the multilayer structure according to the second aspect of the present disclosure, the electronic device according to the fourth aspect of the present disclosure, and the sixth aspect of the present disclosure.
  • the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic device.
  • a schematic partial end view of the multilayer structure and the electronic device of Example 14 is shown in FIG. 12D. Since the configuration and structure of the electronic device of Example 14 are the same as the configuration and structure of the electronic device of Example 13, detailed description thereof is omitted.
  • the first organic material, the second organic material, the first solvent, and the second solvent in Example 14 are the same as the first organic material, the second organic material, the first solvent, and the second solvent in Example 11. .
  • FIGS. 12A, 12B, 12C, and 12D are schematic partial end views of a substrate and the like, a method for forming a laminated structure and a method for manufacturing an electronic device of Example 14 will be described.
  • Step-1400 First, in the same manner as in [Step-1300] of Example 13, the source / drain electrode 46 is formed in the groove 43 formed in the substrate 10 (see FIG. 12A).
  • a first organic material made of an organic semiconductor material is dissolved in a first solvent on a support (specifically, the base 10 and the source / drain electrodes 46) using a slit coater of a double nozzle.
  • An organic material solution layer 601 ′ and a second organic material solution layer 602 ′ in which a second organic material made of an insulating material different from the first organic material is dissolved in a second solvent are formed, and then the first organic material
  • a stacked structure of the first layer 601 made of the first organic material and the second layer 602 made of the second organic material is obtained.
  • the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48 are configured by the first layer 601, and the gate insulating layer 45 is configured by the second layer 602.
  • Example 14 when the first organic material solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed (see FIG. 12B), and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface.
  • the solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′ are dried, the first layer 601 (the channel formation region 47 and the channel formation region extending portion 48) and the second layer 602 (the gate insulating layer 45) are separated. (See FIG. 12C).
  • the first organic material solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′ are dried, the first layer 601 (the channel formation region 47 and the channel formation region extension 48) and the second layer 602 (the gate insulation).
  • the layer 45 spontaneously phase-separates spontaneously.
  • a region where the first organic material and the second organic material are mixed is indicated by reference numeral 603.
  • Step-1420 Thereafter, a step similar to [Step-940] in Example 9 is performed to obtain a top gate / bottom contact type semiconductor device (FET, specifically, TFT) (see FIG. 12D). .
  • FET top gate / bottom contact type semiconductor device
  • Example 14 when the first organic material solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′ are formed, the interface between the first organic material solution layer 601 ′ and the second organic material solution layer 602 ′.
  • the first organic material and the second organic material are mixed, and the first organic material and the second organic material are not mixed in a region away from the interface, and the first organic material solution layer 601 ′ and
  • the second organic material solution layer 602 ′ is dried, the first layer 601 and the second layer 602 are separated.
  • the first organic material layer (first layer 601) was not contaminated before the second organic material layer (second layer 602) was formed.
  • an electronic device having excellent performance with little variation in characteristics could be manufactured.
  • the electronic device was a three-terminal electronic device.
  • the electronic device is a two-terminal electronic device.
  • a photoelectric conversion element in which a current flows between a first electrode and a second electrode by irradiating light to an active layer can be given.
  • a photoelectric conversion element is configured from an electronic device, specifically, a solar cell or an image sensor can be configured by the photoelectric conversion element.
  • a photoelectric conversion element can also be configured from an electronic device having a three-terminal structure. In this case, voltage application to the control electrode may or may not be performed. In the latter case, to the control electrode. By applying this voltage, it is possible to modulate the flowing current.
  • FIGS. 13A and 13B schematic partial cross-sectional views are shown.
  • the active layer 60 is made of a second organic material made of an organic semiconductor material
  • the charge injection layer 63 is made of a first organic material made of an insulating material
  • the charge injection layer 63 is active with the base 10. It is formed between the layers 60 (see FIG. 13A).
  • the active layer 60 is made of a first organic material made of an organic semiconductor material
  • the charge injection layer 63 is made of a second organic material made of an insulating material
  • the charge injection layer 63 is made of the active layer 60. It is formed on the top (see FIG. 13B). Then, power is generated by irradiating the active layer 60 with light. That is, the electronic device of Example 15 functions as a photoelectric conversion element or a solar cell.
  • the active layer 60 functions as a light emitting element that emits light by applying a voltage to the first electrode 61 and the second electrode 62.
  • P3HT can be used as the active layer 60
  • PEDOT / PSS can be used as the charge injection layer 63.
  • the configuration and structure of the electronic device of Example 15 is basically the same as that of Example 15 except that the control electrode is not provided and the electrode structure is composed of the first electrode and the second electrode. Since the configuration and structure of the electronic device described in the ninth to fourteenth embodiments can be substantially the same, detailed description thereof is omitted.
  • the electronic device of Example 15 performs the same steps as [Step-920] to [Step-940] of Example 9, or alternatively, [Step-1010] to [Step-1010] of [Example 10]. Steps similar to [Step-1030] are executed, or steps similar to [Step-1110] to [Step-1120] of Example 11 are executed, or [Step-1210] of Example 12 is performed.
  • Steps similar to [Step-1220] are executed, or steps similar to [Step-1300] to [Step-1320] of Example 13 are executed, or alternatively, [Step- 1400] to [Step-1410] can be obtained by executing the same steps.
  • the present disclosure has been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the specific structure of the dioxaanthanthrene-based compound is not limited to the examples.
  • the structure of the electronic device and the laminated structure, the method of forming the laminated structure, the structure of the manufacturing method of the electronic device, the structure, and the formation conditions are examples and can be changed as appropriate.
  • the electronic device according to the first to fourth aspects of the present disclosure is applied to, for example, various image display apparatuses and various electronic apparatuses, a large number of electronic devices are integrated on a base body, a support body, and a support member.
  • a monolithic integrated circuit may be used, or each electronic device may be cut and individualized and used as a discrete component.
  • dioxaanthanthrene compounds represented by the structural formulas (2) to (9) for example, “X” is oxygen (O), “Y” is sulfur (S), “A 1 ” and “A 2 ”. "Is a hydrogen (H) atom and” R "is a para-isobutylphenyl group, the dioxaanthanthrene compound in the same manner as in Example 1 is stable in the atmosphere. And can be easily isolated.
  • electronic devices similar to those in Examples 4 to 8 can be manufactured by manufacturing electronic devices from these dioxaanthanthrene compounds.
  • X is one kind of atom selected from the group consisting of oxygen, sulfur, selenium and tellurium
  • Y is one kind of atom selected from the group consisting of oxygen, sulfur, selenium and tellurium
  • R, A 1 and A 2 are each a hydrogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an aromatic heterocyclic ring, a heterocyclic group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group.
  • aryloxy group alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group,
  • substituent selected from the group consisting of an arylsulfonyl group, an amino group, a halogen atom, a fluorinated hydrocarbon group, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, and a silyl group.
  • R, A 1 and A 2 are each one selected from the group consisting of a hydrogen atom or an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an aromatic heterocycle, and a halogen atom.
  • the dioxaanthanthrene compound according to [1], which is a substituent of [3] The dioxaanthanthrene compound according to [1] or [2], wherein X is oxygen.
  • Y is sulfur.
  • the organic semiconductor material is an electronic device including a dioxaanthanthrene compound represented by the following structural formula (B1).
  • R is an alkyl group having a branch having 4 or more carbon atoms.
  • the electronic device according to [8] wherein the active layer is formed by applying a dioxaanthanthrene-based compound on a substrate and drying.
  • the electronic device according to [8] or [9] which is a display element, a display device, a solar cell, or a sensor.
  • Dioxaanthanthrene compound represented by the following structural formula (21-1), structural formula (21-2), or structural formula (21-3).
  • the substituent A is represented by the following structural formula (22-1) or structural formula (22-2), X 1 , X 2 , X 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 7 , Y 8 are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group.
  • Dioxaanthanthrene compound Fourth aspect >> A dioxaanthanthrene compound represented by the following structural formula (23-1) or structural formula (23-2).
  • ⁇ Electronic Device Third Aspect >> A first electrode, A second electrode spaced apart from the first electrode, and An active layer of organic semiconductor material provided from the first electrode to the second electrode; At least, The organic semiconductor material is an electronic device containing the dioxaanthanthrene-based compound according to [11] or [12].
  • the electronic device according to [13] which is a display element, a display device, a solar cell, or a sensor.
  • First Aspect Forming a first layer of a first organic material on a support; A second organic material solution layer in which a second organic material different from the first organic material is dissolved in a solvent is formed on the first layer, and then dried to form a second layer made of the second organic material.
  • Each process consists of When the second organic material solution layer is formed on the first layer, the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer, The first organic material and the second organic material are mixed at the interface of A method for forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
  • a method for forming a laminated structure comprising: When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed on the support, the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are Mixed, A method of forming a laminated structure in which the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried. [18] The combination of the first organic material and the second organic material is composed of a combination of materials having a positive change in cast free energy before and after mixing the first organic material and the second organic material. [17] The method for forming a laminated structure according to any one of [17].
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • a second insulating layer is constituted by the first layer
  • the second layer constitutes the active layer
  • the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer,
  • the first organic material and the second organic material are mixed at the interface of A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • An insulating layer is constituted by the first layer
  • the second layer constitutes the active layer
  • the surface of the first layer is dissolved by the solvent contained in the second organic material solution layer, so that the first layer, the second organic material solution layer,
  • the first organic material and the second organic material are mixed at the interface of A method of manufacturing an electronic device in which the first layer and the second layer are separated when the second organic material solution layer is dried.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • a second insulating layer is constituted by the first layer;
  • the second layer constitutes the active layer,
  • the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer,
  • a method for manufacturing an electronic device wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
  • the first organic material is made of an insulating material
  • the second organic material is made of an organic semiconductor material
  • An insulating layer is constituted by the first layer
  • the second layer constitutes the active layer
  • the first organic material is made of an organic semiconductor material
  • the second organic material is made of an insulating material
  • the first layer constitutes an active layer
  • An insulating layer is constituted by the second layer
  • a second layer laminated structure comprising: An electronic device manufacturing method comprising at least each step, The first organic material is made of an organic semiconductor material, the second organic material is made of an insulating material, The first layer constitutes an active layer, An insulating layer is constituted by the second layer, When the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are formed, the first organic material and the second organic material are mixed at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer, A method for manufacturing an electronic device, wherein the first layer and the second layer are separated when the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
  • the first organic material and the second organic material at the interface between the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are The laminated structure according to [32], wherein the first layer and the second layer are separated when they are mixed and the first organic material solution layer and the second organic material solution layer are dried.
  • An electronic device comprising an electrode structure, an insulating layer and an active layer,
  • the insulating layer is made of a first organic material composed of an insulating material
  • the active layer is composed of a second organic material composed of an organic semiconductor material
  • the combination of the first organic material and the second organic material is based on the value G 0 of the cast free energy of the first organic material and the value G 1 of the cast free energy of the first organic material.
  • channel formation region 50 ... active layer, 60 ... active layer, 61 ... 1st electrode, 62 ... second electrode 63 ... charge injection layer, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701 ... first layer, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702 ... the second layer, 301 ', 401', 601 '... 1st organic material solution layer, 102 ′, 202 ′, 302 ′, 402 ′, 502 ′, 602 ′... Second organic material solution layer, 103, 203, 303, 403, 503, 603... Region in which the first organic material and the second organic material are mixed

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Abstract

ジオキサアンタントレン系化合物は、例えば、以下の構造式(1)で表される。

Description

ジオキサアンタントレン系化合物、積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法
 本開示は、ジオキサアンタントレン系化合物、及び、係るジオキサアンタントレン系化合物を含む半導体層を備えた電子デバイスに関する。あるいは又、本開示は、積層構造体及びその形成方法、並びに、電子デバイス及びその製造方法に関する。
 現在、多くの電子機器に用いられている薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor,TFT)を含む電界効果トランジスタ(FET)は、例えば、シリコン半導体基板あるいはシリコン半導体材料層といった基材に形成されたチャネル形成領域及びソース/ドレイン電極、基材の表面に形成されたSiO2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域に対向して設けられたゲート電極から構成されている。尚、このような構成のFETを、便宜上、トップゲート型FETと呼ぶ。あるいは又、基体上に形成されたゲート電極、ゲート電極上を含む基体上に形成されたSiO2から成るゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びソース/ドレイン電極から構成されている。尚、このような構成のFETを、便宜上、ボトムゲート型FETと呼ぶ。そして、これらの構造を有する電界効果トランジスタの作製には、非常に高価な半導体製造装置が使用されており、製造コストの低減が強く要望されている。
 そうした中、最近、有機半導体材料から成る能動層を備えた電子デバイスの開発が精力的に行われており、その中でも、有機トランジスタ、有機発光素子、有機太陽電池といった有機エレクトロニクスデバイス(以下、単に、有機デバイスと略称する場合がある)が注目を浴びている。これらの有機デバイスの最終的な目標として、低コスト、軽量、可撓性、高性能を挙げることができる。有機半導体材料は、シリコンを中心とする無機材料と比較して、
(1)低温で、簡易なプロセスにて、大面積の有機デバイスを低コストで製造することができる。
(2)可撓性を有する有機デバイスを製造することが可能である。
(3)有機半導体材料を構成する分子を所望の形態に修飾することで、有機デバイスの性能や物性を制御することができる。
といった種々の利点を有している。
 有機半導体材料から成る能動層は、屡々、絶縁材料層上に形成される。そして、この場合、通常、先ず、絶縁材料層を形成し、その後、絶縁材料層上に有機半導体材料溶液を塗布、乾燥することで能動層を形成する。有機半導体材料溶液の塗布には、屡々、スピンコーティング法が用いられている。
 半導体層を構成する有機半導体材料として、例えば、下記の構造式を有するアントラセン、ナフタセン、ペンタセン等のポリアセン化合物が広く研究されている。また、本出願人は、例えば、特開2010-006794において、各種のジオキサアンタントレン系化合物、及び、係るジオキサアンタントレン系化合物を用いた半導体装置を提案している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 これらのアセン化合物は、隣り合う分子間で「C-H・・・π」相互作用を利用した分子間相互作用による凝集力が強いため、高い結晶性を有している。ここで、「C-H・・・π」相互作用とは、隣り合う分子の間で働く相互作用の1つであり、分子周辺のC-H基(エッジ)が、分子平面上下に張り出したπ軌道(フェイス)方向に弱く引き寄せられる状態のことを指し、一般的に、エッジ・トゥー・フェイスで配列する。そして、固体中においては、このように、分子同士が面と辺で接するヘリングボーン構造のパッキングとなっている。そして、このような構造によって、高いキャリア移動度と、優れた半導体デバイス特性とを発現することが報告されている(Wei-Qiao Deng and William A. Goddard III, J. Phys. Chem. B, 2004 American Chemical Society, Vol. 108, No. 25, 2004, p.8614-8621 参照)。
特開2010-006794 特開2009-177136
Wei-Qiao Deng and William A. Goddard III, J. Phys. Chem. B, 2004 American Chemical Society, Vol. 108, No. 25, 2004, p.8614-8621 T. Ohe et.al., App. Phys. Lett. 93, 053303, 2008 ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,2010,75,8241-8251
 このように、ポリアセン化合物は、環の長さが伸びていくと共にπ系が広がり、隣り合う分子間でより大きな軌道の重なりを形成し、キャリア移動度が向上することが期待されている。しかしながら、安定に存在できる最大の環の長さを有するポリアセン化合物はペンタセンであり、ペンタセンよりも環の長いポリアセン化合物(例えば、ヘキサセン等)は、大気中での安定性に乏しく、単離することが困難である。これは、ポリアセン化合物は、分子内に反応活性部位を有し、酸素、光、水、高温等によって容易に分解反応が生じるためであると考えられる。このように、ポリアセン骨格のみを有する限り分子の安定性を確立することは困難である。従って、複雑な集積化プロセスを経て製造される、例えば、有機ELディスプレイを駆動するための薄膜トランジスタ(TFT)におけるチャネル形成領域を、このようなポリアセン化合物で作製することは困難である。
 また、特開2010-006794に開示された各種のジオキサアンタントレン系化合物において、下記の構造式を有するジオキサアンタントレン系化合物から成る薄膜は、溶解性、分子配向性を向上させるために用いている直鎖アルキル基に起因して、高温雰囲気下にあっては、液晶性を発現し、分子配列に変化が生じる場合がある。即ち、メソフェイズ(液晶転移)が生じる場合がある。そして、このような分子配列の変化は、電子デバイス、例えば、半導体装置の特性に影響を及ぼし、移動度の低下やオン電流の低下等を引き起こす。また、電子デバイスの製造工程における高温のプロセスや電子デバイスの使用環境、使用条件等によっても影響を受けない程度に十分に高い融点を有する有機半導体材料が強く要望されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
 絶縁材料層を形成し、その後、絶縁材料層上に有機半導体材料溶液をスピンコーティング法に基づき塗布し、乾燥することで能動層を形成する上述した方法にあっては、能動層を形成する前に絶縁材料層が汚染される虞がある。絶縁材料層を構成する材料と有機半導体材料を同時に溶剤中に溶解し、係る溶液を塗布し、乾燥中に自発的な相分離を発現させ、絶縁材料層と能動層の2層構造を形成する技術が、例えば、特開2009-177136や T. Ohe et. al., App. Phys. Lett. 93, 053303, 2008 から周知である。しかしながら、このような自発的な、自然な相分離を大面積で均一にコントロールすることは難しく、能動層に厚さバラツキが生じ易く、また、絶縁材料層と能動層との界面が平坦で、しかも、絶縁材料層と能動層とが確実に相分離された状態を得ることは極めて困難である。それ故、電子デバイスの特性バラツキの発生を抑制することが困難である。
 従って、本開示の第1の目的は、高い安定性を有し、プロセスに対する適応性が高い有機半導体材料(具体的には、ジオキサアンタントレン系化合物)、及び、係る有機半導体材料から成る半導体層を備えた電子デバイスを提供することにある。
 また、本開示の第2の目的は、高温雰囲気下にあっても特性に変化が生じ難い有機半導体材料(具体的には、ジオキサアンタントレン系化合物)、及び、係る有機半導体材料から成る半導体層を備えた電子デバイスを提供することにある。
 更には、本開示の第3の目的は、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)の積層構造を有し、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)との界面が高い平滑性を有し、これらの層が、高い膜厚精度を有し、しかも、確実に相分離した状態にある積層構造体及び電子デバイス、並びに、これらの製造方法を提供することにある。
 上記の第1の目的を達成するための本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物は、以下の構造式(1)乃至構造式(9)から成る群から選択されたいずれか1つの構造式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
 ここで、
 Xは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
 Yは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
 R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。
 本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物にあっては、R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、及び、ハロゲン原子から成る群から選択された1種類の置換基であることが好ましい。
 また、このような好ましい形態を含む本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物にあっては、Xは酸素であることが好ましく、更には、以上に説明した好ましい各種の形態を含む本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物にあっては、Yは硫黄であることが好ましく、更には、以上に説明した好ましい各種の形態を含む本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物にあっては、A1及びA2は水素原子であることが好ましい。
 あるいは又、上記の第1の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る電子デバイスは、
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、以上に説明した好ましい各種の形態を含む本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物から成る。
 上記の第2の目的を達成するための本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物は、以下の構造式(11)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
ここで、Rは、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基である。
 また、上記の第2の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る電子デバイスは、
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、上記の本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物を含む。
 上記の第2の目的を達成するための本開示の第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物は、以下の構造式(21-1)、又は、構造式(21-2)、又は、構造式(21-3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
 ここで、
 置換基Aは、以下の構造式(22-1)、又は、構造式(22-2)で表され、
 X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
 あるいは又、上記の第2の目的を達成するための本開示の第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物は、以下の構造式(23-1)、又は、構造式(23-2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
 上記の第2の目的を達成するための本開示の第3の態様に係る電子デバイスは、
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、上記の本開示の第3の態様あるいは第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物を含む。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法は、
 支持体上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程から成り、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法は、
 支持体上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、積層構造体の形成方法であって、
 支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
 (B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって第2絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
 (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
 (B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって第2絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
 (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
 (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、
次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
 第1層によって能動層が構成され、
 第2層によって絶縁層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法は、
 (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
 (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
 第1層によって能動層が構成され、
 第2層によって絶縁層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の積層構造体は、第1有機材料から成る第1層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層が積層された積層構造体であって、
 第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。ここで、第1有機材料は、絶縁材料又は有機半導体材料から成り、第2有機材料は、有機半導体材料又は絶縁材料から成る。また、第1層の上に第2層が形成されており、あるいは又、第2層の上に第1層が形成されている。
 上記の第3の目的を達成するための本開示の第4の態様に係る電子デバイスは、電極構造、絶縁層及び能動層を備えた電子デバイスであって、
 絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
 能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
 第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。ここで、絶縁層の上に能動層が形成されており、あるいは又、能動層の上に絶縁層が形成されている。
 本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物(6,12-ジオキサアンタントレン系化合物、所謂、ペリキサンテノキサンテン系化合物,6,12-dioxaanthanthrene 系化合物であり、『PXX系化合物』と略称する場合がある)、あるいは、このPXX系化合物をチャネル形成領域に用いた電子デバイスにあっては、安定性、高移動度に関して実績のあるPXX骨格へ複素環を縮環させることにより、π共役系を広くすることができる。即ち、隣り合うPXX系化合物分子間でより一層広い(大きな)π軌道の重なりが形成され、大きな分子間相互作用を得ることができる。その結果、キャリア移動度の一層の向上を図ることができる。しかも、PXX系化合物分子の周囲に張り出した「Y」原子(例えば、硫黄原子)に基づく大きな分子間接触が期待できるため、PXX系化合物分子間の軌道の重なりが更に一層大きくなり、一層高い伝導性を発現させ得る。更には、R、A1、A2といった置換基をPXX系化合物分子の規定の位置に導入することで、溶解性、分子配列等の制御を行うことができ、塗布・印刷が可能な高移動度有機半導体材料を容易に得ることが可能である。また、PXX骨格の電子密度が高い部位(具体的には、2位及び3位並びに8位及び9位)へ「Y」原子(例えば、硫黄原子)を含む環(例えば、チオフェンといった複素環式化合物)を縮環させることにより、大気中での酸素との反応性を抑制することが可能となるし、分子のHOMOレベルを深くすることができるため、大気中で安定な有機半導体材料を提供することができる。
 本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、あるいは又、本開示の第2の態様に係る電子デバイスにおいて用いられるジオキサアンタントレン系化合物にあっては、Rが、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基であるが故に、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがなく、高温雰囲気下にあっても電子デバイスの特性に変化が生じ難い。また、電子デバイスの製造工程における高温のプロセスや電子デバイスの使用環境、使用条件等によっても影響を受けない程度に十分に高い融点を有している。
 本開示の第3の態様あるいは第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、あるいは又、本開示の第3の態様に係る電子デバイスにおいて用いられるジオキサアンタントレン系化合物(PXX系化合物)にあっては、6,12-ジオキサアンタントレン(ペリキサンテノキサンテン,6,12-dioxaanthanthrene)の3位及び9位、あるいは、2位及び8位、あるいは、1位及び7位がフェニル基で置換され、更には、フェニル基に環状アルキル基(シクロアルカン)が導入されている。そして、その結果、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがなく、高温雰囲気下にあっても電子デバイスの特性に変化が生じ難い。また、電子デバイスの製造工程における高温のプロセスや電子デバイスの使用環境、使用条件等によっても影響を受けない程度に十分に高い融点を有している。
 本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第1の態様、第2の態様、第5の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。また、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第3の態様、第4の態様、第6の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する。従って、第1有機材料層(第1層)と第2有機材料層(第2層)との界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層は、高い膜厚精度を有し、しかも、確実に相分離した状態にあるし、第2有機材料層(第2層)が形成される前に第1有機材料層(第1層)が汚染されることもない。それ故、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができる。本開示の積層構造体あるいは本開示の第4の態様に係る電子デバイスにあっては、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができる。尚、このような現象は、フローリー・ハギンズ理論に基づいている。フローリー・ハギンズ理論に関しては、例えば、J. L. Barrat and J. P. Hansen, "Basic Concept for Simple and Complex Liquids", Cambridge University Press, Cambridge UK, 2003 や、チェイキン,ルベンスキー著、「現代の凝縮系物理学(上)」吉岡書店(2000)を参照のこと。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層が高い膜厚精度を有する状態を得ることができる。
図1は、実施例1のジオキサアンタントレン系化合物の合成経路を示す図である。 図2A及び図2Bは、実施例4の電子デバイスの製造方法の概要を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図3A及び図3Bは、実施例5の電子デバイスの製造方法の概要を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図4A及び図4Bは、実施例6の電子デバイスの製造方法の概要を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図5A、図5B及び図5Cは、実施例7の電子デバイスの製造方法の概要を説明するための基体等の模式的な一部端面図である。 図6A及び図6Bは、実施例8の電子デバイスの模式的な一部断面図である。 図7A、図7B、図7C、図7D及び図7Eは、実施例9の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図8A、図8B、図8C、図8D及び図8Eは、実施例10の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図9A、図9B、図9C及び図9Dは、実施例11の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図10A、図10B、図10C及び図10Dは、実施例12の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図11A、図11B、図11C、図11D及び図11Eは、実施例13の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図12A、図12B、図12C及び図12Dは、実施例14の積層構造体、3端子型の電子デバイス、積層構造体の形成方法、及び、電子デバイスの製造方法(本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法)を説明するための、基体等の模式的な一部端面図である。 図13A及び図13Bは、実施例15の2端子型の電子デバイスの模式的な一部端面図である。
 以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の第1の態様~第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、本開示の積層構造体及びその形成方法、本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイス、並びに、本開示の第1の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物)
3.実施例2(本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物)
4.実施例3(本開示の第3の態様あるいは第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物)
5.実施例4(本開示の第1の態様~第3の態様に係る電子デバイス、3端子型電子デバイス)
6.実施例5(実施例4の変形)
7.実施例6(実施例4の別の変形)
8.実施例7(実施例4の更に別の変形)
9.実施例8(実施例4の更に別の変形、2端子型電子デバイス)
10.実施例9(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法)
11.実施例10(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法)
12.実施例11(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法)
13.実施例12(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法)
14.実施例13(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法)
15.実施例14(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、及び、本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法)
16.実施例15(本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイス)、その他
[本開示の第1の態様~第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、本開示の積層構造体及びその形成方法、本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイス、並びに、本開示の第1の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法、全般に関する説明]
 本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、あるいは、本開示の第1の態様に係る電子デバイスにおける能動層を構成する有機半導体材料であるジオキサアンタントレン系化合物において、R、A1、A2のそれぞれを構成するアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、イソヘキシル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等を挙げることができる。尚、直鎖、分岐は問わない。また、シクロアルキル基として、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができるし;アルケニル基として、ビニル基等を挙げることができるし;アルキニル基として、エチニル基等を挙げることができるし;アリール基として、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等を挙げることができるし;アリールアルキル基として、メチルアリール基、エチルアリール基、イソプロピルアリール基、ノルマルブチルアリール基、p-トリル基、p-エチルフェニル基、p-イソプロピルフェニル基、p-イソブチルフェニル基、4-プロピルフェニル基、4-ブチルフェニル基、4-ノニルフェニル基、o-メチルフェニル基、o-イソブチル基、o,p-ジメチルフェニル基、p-エチル-o-メチル-フェニル基、p-イソブチル-o-メチル-フェニル基を挙げることができるし;芳香族複素環として、ピリジル基、チエニル基、フリル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等を挙げることができるし;複素環基として、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等を挙げることができるし;アルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を挙げることができるし;シクロアルコキシ基として、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができるし;アリールオキシ基として、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等を挙げることができるし;アルキルチオ基として、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基等を挙げることができるし;シクロアルキルチオ基として、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等を挙げることができるし;アリールチオ基として、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等を挙げることができるし;アルコキシカルボニル基として、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基等を挙げることができるし;アリールオキシカルボニル基として、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等を挙げることができるし;スルファモイル基として、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2-ピリジルアミノスルホニル基等を挙げることができるし;アシル基として、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2-エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等を挙げることができるし;アシルオキシ基として、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等を挙げることができるし;アミド基として、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2-エチルヘキシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等を挙げることができるし;カルバモイル基として、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、2-エチルヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2-ピリジルアミノカルボニル基等を挙げることができるし;ウレイド基として、メチルウレイド基、エチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2-ピリジルアミノウレイド基等を挙げることができるし;スルフィニル基として、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2-エチルヘキシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2-ピリジルスルフィニル基等を挙げることができるし;アルキルスルホニル基として、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等を挙げることができるし;アリールスルホニル基として、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2-ピリジルスルホニル基等を挙げることができるし;アミノ基として、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等を挙げることができるし;ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができるし;フッ化炭化水素基として、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等を挙げることができる。更には、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基を挙げることができるし、シリル基として、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等を挙げることができる。ここで、以上で例示した置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成してもよい。
 本開示の第2の態様に係る電子デバイスにおいて、能動層は、ジオキサアンタントレン系化合物を基体上に塗布し、乾燥させることで形成される形態とすることが好ましい。また、本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、あるいは又、本開示の第2の態様に係る電子デバイスにおいて用いられるジオキサアンタントレン系化合物にあっては、有機溶媒(具体的には、トルエン)に対する溶解度が、有機溶媒100グラムに対して0.5グラム以上であることが、塗布法、印刷法、コーティング法等の湿式法に基づきジオキサアンタントレン系化合物を含む層(例えば、能動層)を形成できるといった観点から好ましい。
 本開示の第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物において、X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、及び、ハロゲン原子から成る群から選択された1種類の置換基であることが好ましい。
 本開示の第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物、あるいは、本開示の第3の態様に係る電子デバイスにおける能動層を構成する有機半導体材料である本開示の第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物において、X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8のそれぞれを構成するアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等を挙げることができる。尚、直鎖、分岐は問わない。また、シクロアルキル基として、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができるし;アルケニル基として、ビニル基等を挙げることができるし;アルキニル基として、エチニル基等を挙げることができるし;アリール基として、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等を挙げることができるし;アリールアルキル基として、メチルアリール基、エチルアリール基、イソプロピルアリール基、ノルマルブチルアリール基、p-トリル基、p-エチルフェニル基、p-イソプロピルフェニル基、p-イソブチルフェニル基、4-プロピルフェニル基、4-ブチルフェニル基、4-ノニルフェニル基を挙げることができるし;芳香族複素環として、ピリジル基、チエニル基、フリル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等を挙げることができるし;複素環基として、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等を挙げることができるし;アルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を挙げることができるし;シクロアルコキシ基として、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができるし;アリールオキシ基として、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等を挙げることができるし;アルキルチオ基として、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基等を挙げることができるし;シクロアルキルチオ基として、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等を挙げることができるし;アリールチオ基として、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等を挙げることができるし;アルコキシカルボニル基として、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基等を挙げることができるし;アリールオキシカルボニル基として、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等を挙げることができるし;スルファモイル基として、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2-ピリジルアミノスルホニル基等を挙げることができるし;アシル基として、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2-エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等を挙げることができるし;アシルオキシ基として、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等を挙げることができるし;アミド基として、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2-エチルヘキシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等を挙げることができるし;カルバモイル基として、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、2-エチルヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2-ピリジルアミノカルボニル基等を挙げることができるし;ウレイド基として、メチルウレイド基、エチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2-ピリジルアミノウレイド基等を挙げることができるし;スルフィニル基として、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2-エチルヘキシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2-ピリジルスルフィニル基等を挙げることができるし;アルキルスルホニル基として、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等を挙げることができるし;アリールスルホニル基として、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2-ピリジルスルホニル基等を挙げることができるし;アミノ基として、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等を挙げることができるし;ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができるし;フッ化炭化水素基として、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等を挙げることができる。更には、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基を挙げることができるし、シリル基として、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等を挙げることができる。ここで、以上で例示した置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成してもよい。
 本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第2層を形成した後、第2層上に第1電極及び第2電極を形成する工程を更に備えている形態とすることができる。また、本開示の第5の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法にあっては、第2層を形成した後、第2層上に制御電極を形成する工程を更に備えている形態とすることができる。
 本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、上記の好ましい形態を含む本開示の第1の態様、第2の態様あるいは第5の態様に係る電子デバイスの製造方法、あるいは又、後述する本開示の積層構造体、本開示の第4の態様に係る電子デバイスにおける好ましい形態において、第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である構成とすることが望ましい。
 上記の好ましい構成を含む本開示の第1の態様~第2の態様に係る積層構造体の形成方法、上記の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法において、第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている形態とすることが好ましい。即ち、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている形態とすることが好ましい。
 上記の好ましい構成、形態を含む本開示の積層構造体にあっては、
 第1層と第2層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層と第2層とは分離している形態とすることが望ましく、この場合、
 第1層上に、第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する形態とすることが好ましく、あるいは又、この場合、
 第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する形態とすることが好ましい。
 本開示の第4の態様に係る電子デバイスにあっては、
 絶縁層と能動層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、絶縁層と能動層とは分離している構成とすることが望ましく、この場合、
 第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)上に、第2有機材料(能動層あるいは絶縁層を構成する材料)を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する形態とすることが好ましく、あるいは又、この場合、
 第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する形態とすることが好ましい。
 更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の積層構造体、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第4の態様に係る電子デバイス、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第2の態様に係る積層構造体の形成方法、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法において、第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成ることが好ましい。ここで、非硬化性材料とは、熱や紫外光による架橋反応が起こらない材料を指し、例えば、ポリ-αメチルスチレンやシクロオレフィンコポリマーのようなアモルファスポリマー材料を例示することができる。
 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の積層構造体、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第4の態様に係る電子デバイス、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第2の態様に係る積層構造体の形成方法、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法(以下、これらを総称して、単に、『本開示の積層構造体等』と呼ぶ場合がある)において、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解される場合、第1層が溶解される深さは、限定するものではないが、第1層の表面から1×10-9m乃至1×10-8mであることが好ましい。第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成する場合、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を同時に形成してもよいし、第1有機材料溶液層の形成と第2有機材料溶液層の形成とを連続して行ってもよいし、即ち、層流等を用いて第1有機材料溶液と第2有機材料溶液とが混合しない状態で同時に成膜を行ってもよいし、第1有機材料溶液層を形成し、次いで、直ちに、第2有機材料溶液層を形成するといった、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を逐次形成する方法を採用してもよい。
 本開示の積層構造体等において、非硬化性材料から成り、第1層あるいは第2層を構成する有機半導体材料として、例えば、ポリピロール及びその誘導体;ポリチオフェン及びその誘導体;ポリイソチアナフテン等のイソチアナフテン類;ポリチェニレンビニレン等のチェニレンビニレン類;ポリ(p-フェニレンビニレン)等のポリ(p-フェニレンビニレン)類;ポリアニリン及びその誘導体;ポリアセチレン類;ポリジアセチレン類;ポリアズレン類;ポリピレン類;ポリカルバゾール類;ポリセレノフェン類;ポリフラン類;ポリ(p-フェニレン)類;ポリインドール類;ポリピリダジン類;ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド等のポリマー及び多環縮合体等を挙げることができる。あるいは又、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するオリゴマー類を挙げることもできる。あるいは又、ナフタセン、ペンタセン[2,3,6,7-ジベンゾアントラセン]及びその誘導体、アントラジチオフェン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ベンゾピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセン等のアセン類及びアセン類の炭素の一部をN、S、O等の原子、カルボニル基等の官能基で置換した誘導体(ペリキサンテノキサンテン及びその誘導体を含むジオキサアンタントレン系化合物、トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン-6,15-キノン、ペリキサンテノキサンテン[PXX,6,12-dioxaanthanthrene]等)、及び、これらの水素を他の官能基で置換した誘導体を挙げることができる。あるいは又、銅フタロシアニンで代表される金属フタロシアニン類;テトラチアフルバレン及びテトラチアフルバレン誘導体;テトラチアペンタレン及びその誘導体;ナフタレン1,4,5,8-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ビス(4-トリフルオロメチルベンジル)ナフタレン1,4,5,8-テトラカルボン酸ジイミド、N,N’-ビス(1H,1H-ペルフルオロオクチル)、N,N’-ビス(1H,1H-ペルフルオロブチル)及びN,N’-ジオクチルナフタレン1,4,5,8-テトラカルボン酸ジイミド等のテトラカルボン酸ジイミド類;ナフタレン2,3,6,7テトラカルボン酸ジイミド等のナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類;アントラセン2,3,6,7-テトラカルボン酸ジイミド等のアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類等の縮合環テトラカルボン酸ジイミド類;C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類及びこれらの誘導体;SWNT等のカーボンナノチューブ;メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素とこれらの誘導体等を挙げることもできる。あるいは又、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ-3-ヘキシルチオフェン[P3HT]、ポリアントラセン、トリフェニレン、ポリテルロフェン、ポリナフタレン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]、キナクリドンを挙げることができる。あるいは又、縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系誘導体、フェニルビニリデン系の共役系オリゴマー、及び、チオフェン系の共役系オリゴマーから成る群から選択された化合物を挙げることができる。具体的には、例えば、アセン系分子(ペンタセン、テトラセン等)といった縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系分子、共役系オリゴマー(フェニルビニリデン系やチオフェン系)を挙げることができる。あるいは又、例えば、ポルフィリン、4,4’-ビフェニルジチオール(BPDT)、4,4’-ジイソシアノビフェニル、4,4’-ジイソシアノ-p-テルフェニル、2,5-ビス(5’-チオアセチル-2’-チオフェニル)チオフェン、2,5-ビス(5’-チオアセトキシル-2’-チオフェニル)チオフェン、4,4’-ジイソシアノフェニル、ベンジジン(ビフェニル-4,4’-ジアミン)、TCNQ(テトラシアノキノジメタン)、テトラチアフルバレン(TTF)及びその誘導体、テトラチアフルバレン(TTF)-TCNQ錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン(BEDTTTF)-過塩素酸錯体、BEDTTTF-ヨウ素錯体、TCNQ-ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸、1,4-ジ(4-チオフェニルアセチリニル)-2-エチルベンゼン、1,4-ジ(4-イソシアノフェニルアセチリニル)-2-エチルベンゼン、デンドリマー、1,4-ジ(4-チオフェニルエチニル)-2-エチルベンゼン、2,2”-ジヒドロキシ-1,1’:4’,1”-テルフェニル、4,4’-ビフェニルジエタナール、4,4’-ビフェニルジオール、4,4’-ビフェニルジイソシアネート、1,4-ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル-4,4’-ジカルボキシレート、ベンゾ[1,2-c;3,4-c’;5,6-c”]トリス[1,2]ジチオール-1,4,7-トリチオン、α-セキシチオフェン、テトラチアテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルルテトラセン、ポリ(3-アルキルチオフェン)、ポリ(3-チオフェン-β-エタンスルホン酸)、ポリ(N-アルキルピロール)ポリ(3-アルキルピロール)、ポリ(3,4-ジアルキルピロール)、ポリ(2,2’-チエニルピロール)、ポリ(ジベンゾチオフェンスルフィド)を挙げることができる。
 また、本開示の積層構造体等において、非硬化性材料から成り、第1層あるいは第2層を構成する絶縁材料として、例えば、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、フルオレン樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の高分子材料を用いることができる。
 第1有機材料を溶解する第1溶剤、第2有機材料を溶解する溶剤あるいは第2溶剤は、第1有機材料あるいは第2有機材料を、適切に、所望の濃度に溶解し得る溶剤から、適宜、選択すればよい。
 尚、本開示の積層構造体等において、第1層あるいは第2層を構成するより好ましい有機半導体材料として、ペリキサンテノキサンテン系化合物(PXX系化合物)、ペンタセン誘導体(TIPS-ペンタセン等)、アントラジチオフェン誘導体(TES-ADT等)、オリゴチオフェン誘導体を挙げることができるし、第1層あるいは第2層を構成するより好ましい絶縁材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリキシレン、シクロオレフィンポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリ桂皮酸ビニル、フィブロインを挙げることができる。また、より好ましい溶液として、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、トルエン、クロロベンゼン、クロロナフタレン、ソルベッソ等の芳香族系溶媒、アセトン、MEK等のケトン系溶剤、ヘキサン等の脂肪族系溶剤、PGMEA、PGME等のエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、セロソルブアセテート等のアセテート系溶剤、クロロホルムを挙げることができる。更には、限定するものではないが、(第1層あるいは第2層を構成するより好ましい有機半導体材料)×(第1層あるいは第2層を構成するより好ましい絶縁材料)×(より好ましい溶液)の組合せとして、(PXX誘導体)×(ポリスチレン、又は、ポリキシレン、又は、シクロオレフィンポリマー)×(各種キシレン、又は、トルエン)、(TIPS-ペンタセン)×(ポリメタクリル酸メチル、又は、ポリスチレン、又は、ポリキシレン、又は、シクロオレフィンポリマー)×(各種キシレン、又は、トルエン、又は、クロロホルム、又は、クロロベンゼン)を例示することができる。
 本開示の積層構造体等における第1絶縁層は、単層であってもよいし、多層であってもよい。第1絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素(SiNY)、酸化アルミニウム(Al23)や酸化チタン、HfO2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、熱硬化型樹脂、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂、シンナメート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。ここで、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、酸化窒化シリコン(SiON)、SOG(スピンオングラス)、低誘電率SiO2系材料(例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機SOG)を例示することができる。尚、第1絶縁層の形成方法として、後述する塗布法、後述する物理的気相成長法(PVD法)、各種の化学的気相成長法(CVD法)以外にも、リフト・オフ法、ゾル-ゲル法、電着法、及び、シャドウマスク法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成する際、あるいは又、第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成する際、第1絶縁層の表面が溶解されることの無い材料から、第1絶縁層を構成することが好ましい。
 本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法における第2有機材料層の形成方法、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第1の態様あるいは第2の態様に係る電子デバイスの製造方法における第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第3の態様あるいは第4の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法における第2有機材料溶液層の形成方法、あるいは、第6の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層の形成方法として、塗布法を挙げることができる。ここで、塗布法として、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、凸版印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクト法といった各種印刷法;スピンコート法;エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、キャスティング法、キャピラリーコーター法、バーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法;スプレー法;ディスペンサーを用いる方法:スタンプ法といった、液状材料を塗布する方法を挙げることができる。第1層や第2層は、必要に応じて、例えば、ウェットエッチング法やドライエッチング法、レーザアブレーション法等の周知の方法に基づきパターニングしてもよい。そして、この場合、パターニングされた第1層や第2層をパッシベーション膜で被覆することが好ましい。
 また、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法における第1層の形成方法、本開示の第1の態様、第2の態様、第5の態様に係る電子デバイスの製造方法における第1層の形成方法として、上述した塗布法以外にも、抵抗加熱蒸着法やスパッタリング法、真空蒸着法を含む後述する各種のPVD法、各種のCVD法を用いてもよい。尚、第2有機材料溶液層の形成方法としてスピンコート法やスプレー法を採用した場合、第2有機材料溶液層の層厚に面内分布が生じる虞があるので、これらの塗布法の採用には十分に注意を払う必要がある。
 本開示の第1の態様~第3の態様に係る電子デバイスは、所謂3端子構造を有していてもよいし、2端子構造を有していてもよい。前者の場合にあっては、電子デバイスは、絶縁層、及び、絶縁層を介して、第1電極と第2電極との間に位置する能動層の部分に対向して設けられた制御電極を更に備えている。そして、このような3端子構造を有する電子デバイスによって、例えば、電界効果トランジスタ、より具体的には、薄膜トランジスタ(TFT)が構成され、あるいは又、発光素子が構成される。即ち、制御電極、第1電極及び第2電極への電圧の印加によって能動層が発光する発光素子(有機発光素子、有機発光トランジスタ)を構成することができる。これらの電子デバイスにおいては、制御電極に印加される電圧によって、第1電極から第2電極に向かって能動層に流れる電流が制御される。ここで、発光素子において、能動層を構成する有機半導体材料は、制御電極に印加される電圧に基づく変調による電荷の蓄積や、注入された電子と正孔(ホール)との再結合に基づく発光機能を有し、発光強度は、第1電極から第2電極に流れる電流の絶対値に比例し、制御電極に印加する電圧と、第1電極及び第2電極の間に印加する電圧とによって変調することができる。尚、電子デバイスが、電界効果トランジスタとしての機能を発揮するか、発光素子として機能するかは、第1電極及び第2電極への電圧印加状態(バイアス)に依存する。先ず、第2電極からの電子注入が起こらない範囲のバイアスを加えた上で制御電極を変調することにより、第1電極から第2電極へ電流が流れる。これがトランジスタ動作である。一方、正孔が十分に蓄積された上で第1電極及び第2電極へのバイアスが増加されると電子注入が始まり、正孔との再結合によって発光が起こる。また、2端子構造を有する電子デバイスとして、能動層への光の照射によって第1電極と第2電極との間に電流が流れる光電変換素子を挙げることができる。電子デバイスから光電変換素子を構成する場合、光電変換素子によって、具体的には、太陽電池や、イメージセンサー、光センサーといった各種のセンサーを構成することができる。あるいは又、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)あるいは有機EL表示装置を構成することもできるし、化学物質センサーとして機能させることもできる。即ち、電子デバイスは、表示素子、表示装置、太陽電池又はセンサーである形態とすることができる。尚、3端子構造を有する電子デバイスからも光電変換素子を構成することができ、この場合、制御電極への電圧の印加は行わなくともよいし、行ってもよく、後者の場合、制御電極への電圧の印加によって、流れる電流の変調を行うことが可能となる。また、本開示の第1の態様~第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物から有機EL素子の発光部を構成することもできる。
 第1電極や第2電極、能動層は、基体上に形成され、あるいは又、基体の上方に形成される。
 本開示の第1の態様~第3の態様に係る電子デバイスから半導体装置を構成する場合、半導体装置として、具体的には、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ(FET)、ボトムゲート/トップコンタクト型のFET、トップゲート/ボトムコンタクト型のFET、トップゲート/トップコンタクト型のFETを挙げることができる。
 半導体装置を、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ(FET)から構成する場合、係るボトムゲート/ボトムコンタクト型のFETは、
 (A)基体上に形成されたゲート電極(制御電極)、
 (B)ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層(絶縁層)、
 (C)ゲート絶縁層上に形成されたソース/ドレイン電極(第1電極及び第2電極)、並びに、
 (D)ソース/ドレイン電極の間であってゲート絶縁層上に形成され、能動層によって構成されたチャネル形成領域、
を備えている。
 あるいは又、半導体装置を、ボトムゲート/トップコンタクト型のFETから構成する場合、係るボトムゲート/トップコンタクト型のFETは、
 (A)基体上に形成されたゲート電極(制御電極)、
 (B)ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層(絶縁層)、
 (C)ゲート絶縁層上に形成され、能動層によって構成されたチャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部、並びに、
 (D)チャネル形成領域延在部上に形成されたソース/ドレイン電極(第1電極及び第2電極)、
を備えている。
 あるいは又、半導体装置を、トップゲート/ボトムコンタクト型のFETから構成する場合、係るトップゲート/ボトムコンタクト型のFETは、
 (A)基体上に形成されたソース/ドレイン電極(第1電極及び第2電極)、
 (B)ソース/ドレイン電極の間の基体上に形成され、能動層によって構成されたチャネル形成領域、
 (C)ソース/ドレイン電極及びチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層(絶縁層)、並びに、
 (D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極(制御電極)、
を備えている。
 あるいは又、半導体装置を、トップゲート/トップコンタクト型のFETから構成する場合、係るトップゲート/トップコンタクト型のFETは、
 (A)基体上に形成され、能動層によって構成されたチャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部、
 (B)チャネル形成領域延在部上に形成されたソース/ドレイン電極(第1電極及び第2電極)、
 (C)ソース/ドレイン電極及びチャネル形成領域上に形成されたゲート絶縁層(絶縁層)、並びに、
 (D)ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極(制御電極)、
を備えている。
 また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイスの製造方法に基づき、3端子構造を有する電子デバイスであるボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を製造することができるし、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第5の態様~第6の態様に係る電子デバイスの製造方法に基づき、3端子構造を有する電子デバイスであるトップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を製造することができる。また、本開示の第4の態様に係る電子デバイスであって3端子構造を有する電子デバイスとして、ボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)、トップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置(具体的には、TFT)を挙げることができる。
 具体的には、電子デバイスを3端子構造を有するボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置とする場合、
 制御電極によって、基体上あるいは基体に形成されたゲート電極が構成され、
 絶縁層によって、ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
 能動層によって、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部が構成され、
 第1電極及び第2電極によって、チャネル形成領域延在部の上に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成される。ここで、電極構造は、制御電極(ゲート電極)、及び、第1電極及び第2電極(一対のソース/ドレイン電極)から構成される。
 また、電子デバイスを3端子構造を有するトップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置とする場合、
 第1電極及び第2電極によって、基体に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成され、
 能動層によって、一対のソース/ドレイン電極の間の基体上に形成されたチャネル形成領域、及び、ソース/ドレイン電極の上に形成されたチャネル形成領域延在部が構成され、
 絶縁層によって、チャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
 制御電極によって、チャネル形成領域に対向してゲート絶縁層上に形成されたゲート電極が構成される。ここで、電極構造は、制御電極(ゲート電極)、及び、第1電極及び第2電極(一対のソース/ドレイン電極)から構成される。
 ここで、基体は、酸化ケイ素系材料(例えば、SiOXやスピンオンガラス(SOG)や酸窒化ケイ素(SiON));窒化ケイ素(SiNY);酸化アルミニウム(Al23)やHfO2等の金属酸化物高誘電絶縁膜;金属酸化物;金属塩から構成することができる。基体をこれらの材料から構成する場合、基体を、以下に挙げる材料から適宜選択された支持体上に(あるいは支持体の上方に)形成すればよい。即ち、支持体として、あるいは又、上述した基体以外の基体として、ポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチル,PMMA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート(PC)、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)、ポリエチルエーテルケトン、ポリオレフィンに例示される有機ポリマー(高分子材料から構成された可撓性を有するプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板といった高分子材料の形態を有する)を挙げることができ、あるいは又、雲母等の天然鉱物系絶縁材料、金属系半導体材料、分子性半導体材料を挙げることができる。このような可撓性を有する高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有する画像表示装置(ディスプレイ装置)や電子機器への電子デバイスの組込みあるいは一体化が可能となる。あるいは又、基体として、各種ガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板、サファイヤ基板、表面に絶縁膜が形成された導電性基板(金やアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等の各種金属や各種合金から成る基板や箔、高配向性グラファイトから成る基板)、紙を挙げることができる。電気絶縁性の支持体としては、以上に説明した材料から適切な材料を選択すればよい。支持体として、その他、導電性基板(金やアルミニウム等の金属から成る基板、高配向性グラファイトから成る基板、ステンレス鋼基板等)を挙げることができる。また、電子デバイスの構成、構造によっては、電子デバイスが支持部材上に設けられているが、この支持部材も上述した材料から構成することができる。これらの基体の上に、密着性や平坦性を改善するためのバッファー層やガスバリア性を向上させるためのバリア膜等の機能性膜を形成してもよい。
 制御電極、第1電極、第2電極、ゲート電極やソース/ドレイン電極、配線(以下、これらを総称して、『制御電極等』と呼ぶ)を構成する材料として、白金(Pt)、金(Au)、パラジウム(Pd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、銅(Cu)、チタン(Ti)、インジウム(In)、錫(Sn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ルテニウム(Rh)、ルビジウム(Rb)、モリブデン(Mo)等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、不純物を含有したポリシリコン、炭素系材料等の導電性物質を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、制御電極等を構成する材料として、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸[PEDOT/PSS]やTTF-TCNQ、ポリアニリンといった有機材料(導電性高分子)を挙げることもできる。制御電極等を構成する材料は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
 制御電極等の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、物理的気相成長法(PVD法);パルスレーザ堆積法(PLD)、アーク放電法;MOCVD法を含む各種の化学的気相成長法(CVD法);スピンコート法;スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、凸版印刷、フレキソ印刷、マイクロコンタクト法といった各種印刷法;エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法、キャスティング法、キャピラリーコーター法、バーコーター法、浸漬法といった各種コーティング法;スタンプ法;キャスト法;ディスペンサーを用いる方法;スプレー法;リフト・オフ法;シャドウマスク法;並びに、電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法の内のいずれかと、必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。尚、PVD法として、(a)電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着、ルツボを加熱する方法等の各種真空蒸着法、(b)プラズマ蒸着法、(c)2極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、(d)DC(direct current)法、RF法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。制御電極等をエッチング方法に基づき形成する場合、ドライエッチング法やウェットエッチング法を採用すればよく、ドライエッチング法として、例えば、イオンミリングや反応性イオンエッチング(RIE)を挙げることができる。また、制御電極等を、レーザアブレーション法、マスク蒸着法、レーザ転写法等に基づき形成することもできる。
 絶縁層(ゲート絶縁層)を構成する材料として、酸化ケイ素系材料;窒化ケイ素(SiNY);酸化アルミニウム(Al23)やHfO2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート(PMMA);ポリビニルフェノール(PVP);ポリビニルアルコール(PVA);ポリイミド;ポリカーボネート(PC);ポリエチレンテレフタレート(PET);ポリスチレン;N-2(アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン(AEAPTMS)、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPTMS)、オクタデシルトリクロロシラン(OTS)等のシラノール誘導体(シランカップリング剤);オクタデカンチオール、ドデシルイソシアネイト等の一端に制御電極(ゲート電極)と結合可能な官能基を有する直鎖炭化水素類にて例示される有機系絶縁材料(有機ポリマー)を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。ここで、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、酸化窒化シリコン(SiON)、SOG(スピンオングラス)、低誘電率材料[例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、アモルファスフッ素樹脂(例えば、旭硝子株式社製CYTOP)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機SOG]を例示することができる。
 絶縁層(ゲート絶縁層)は、上述の各種PVD法;各種CVD法;スピンコート法;上述した各種印刷法;上述した各種コーティング法;浸漬法;キャスティング法;ゾル-ゲル法;電着法;シャドウマスク法;及び、スプレー法の内のいずれかによって形成することができる。あるいは又、制御電極(ゲート電極)の表面を酸化あるいは窒化することによって形成することができるし、制御電極の表面に酸化膜や窒化膜を成膜することで得ることもできる。制御電極の表面を酸化する方法として、制御電極を構成する材料にも依るが、O2プラズマを用いた酸化法、陽極酸化法を例示することができる。また、制御電極の表面を窒化する方法として、制御電極を構成する材料にも依るが、N2プラズマを用いた窒化法を例示することができる。あるいは又、例えば、Au電極に対しては、一端をメルカプト基で修飾された直鎖状炭化水素のように、制御電極と化学的に結合を形成し得る官能基を有する絶縁性分子によって、浸漬法等の方法で自己組織的に制御電極表面を被覆することで、制御電極(ゲート電極)の表面に絶縁層(ゲート絶縁層)を形成することもできる。あるいは又、制御電極(ゲート電極)の表面をシラノール誘導体(シランカップリング剤)により修飾することで、絶縁層(ゲート絶縁層)を形成することもできる。
 能動層、あるいは、チャネル形成領域及びチャネル形成領域延在部の形成方法として、上述した各種印刷法;各種コーティング法;ディスペンサーを用いる方法;スピンコート法;スプレー法の内のいずれかの湿式法を挙げることができるが、これに限定するものではなく、場合によっては、上述した各種PVD法;CVD法;リフト・オフ法;シャドウマスク法を採用することもできる。ジオキサアンタントレン系化合物に添加物(例えば、n型不純物やp型不純物といった、所謂ドーピング材料)を加えることもできる。
 本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイスを組み込む装置の一例として、限定するものではないが、画像表示装置を例示することができる。ここで、画像表示装置として、所謂デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、モバイル型のパーソナルコンピュータ、PDA(パーソナル・デジタル・アシスト)、携帯電話、ゲーム機、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカード等のカード表示部、電子広告、電子POP等における各種画像表示装置(例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電気泳動表示装置、冷陰極電界放出表示装置等)を挙げることができる。また、各種照明装置を挙げることもできる。
 電子デバイスを、各種画像表示装置や各種電子機器に適用、使用する場合、支持部材に多数の電子デバイスを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各電子デバイスを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、電子デバイスを樹脂にて封止してもよい。
 実施例1は、本開示の第1の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物(以下、『PXX系化合物』と略記する)に関する。実施例1のPXX系化合物は、以下の構造式(1)、より具体的には、以下の構造式(1A)で表される。即ち、実施例1のPXX系化合物において、「X」は酸素(O)であり、「Y」は硫黄(S)であり、「A1」及び「A2」は水素(H)原子である。また、「R」はパラ-イソブチルフェニル基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
 このような実施例1のPXX系化合物は、図1に示す合成経路を経て合成することができる。即ち、先ず、文献「ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー」2010,75,8241-8251に基づき化合物2を得た後、化合物2にNBS若しくは臭素を反応させることによって得られる化合物3と、パラ-イソブチルフェニルボロン酸とをパラジウム触媒の存在下でクロスカップリングさせることで、化合物4を得ることができる。更には、化合物4を三臭化ホウ素と反応させることによって脱メチル化した化合物5を、塩化鉄(III)の存在下でクロスカップリングさせることで、化合物6を得ることができる。次いで、塩基性条件下、化合物6を酢酸銅と反応させる環化反応によって、目的物である実施例1のPXX系化合物を得ることができた。
 実施例1のPXX系化合物にあっては、大気中で安定しており、容易に単離することができる。
 実施例2は、本開示の第2の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物(以下、『PXX系化合物』と略記する)に関する。実施例2のPXX系化合物は、以下の構造式(11)、より具体的には、以下の構造式(11A)で表される。尚、このような構造式を有するPXX系化合物を、便宜上、実施例2Aの『i-C4Ph-PXX』と呼ぶ。この実施例2Aのi-C4Ph-PXXは、6,12-ジオキサアンタントレン(ペリキサンテノキサンテン,6,12-dioxaanthanthrene)の3位及び9位がフェニル基で置換され、更には、各フェニル基の4位(パラ)がイソブチル基で置換されたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
 このような実施例2のPXX系化合物(i-C4Ph-PXX)は、ペリキサンテノキサンテンと臭素とを反応させて3,9-ジブロモペリキサンテノキサンテンを得た後、パラジウム触媒の存在下、3.5当量のパラ-イソブチルフェニルボロン酸との間でクロスカップリング反応させることで得ることができた。
 あるいは又、実施例2のPXX系化合物は、以下の構造式(11B)で表される。尚、このような構造式を有するPXX系化合物を、便宜上、実施例2Bの『i-C5Ph-PXX』と呼ぶ。この実施例2Bのi-C5Ph-PXXは、6,12-ジオキサアンタントレンの3位及び9位がフェニル基で置換され、更には、各フェニル基の4位(パラ)がイソペンチル基で置換されたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
 このような実施例2のPXX系化合物(i-C5Ph-PXX)は、ペリキサンテノキサンテンと臭素とを反応させて3,9-ジブロモペリキサンテノキサンテンを得た後、パラジウム触媒の存在下、3.5当量の1-ピナコールボリル-4-イソペンチルベンゼンとの間でクロスカップリング反応させることで得ることができた。尚、1-ピナコールボリル-4-イソペンチルベンゼンは、ブロモベンゼンからフリーデル・クラフツ(Friedel-Crafts)アシル化反応、ウォルフ・キッシュナー(Wolff-Kishner)還元反応を経て得られる1―ブロモ-4-イソペンチルベンゼンをボロン酸エステル化反応させることによって得ることができる。
 PXX系化合物の融点及びメソフェイズ転移温度は、TG-DTA(示差熱-熱重量同時測定)及びDSC(示差走査熱量測定)に基づき求めることができる。また、有機溶媒に対する溶解度を測定した。具体的には、トルエン100グラムに対して何グラムのPXX系化合物が溶解するかを測定した。測定結果を表1に示すが、表1中、メソフェイズ転移温度を『転移温度』と表記する。トルエン100グラムに対して何グラムのPXX系化合物が溶解するかの結果を『溶解度』(単位:グラム)と表記する。
 比較例2Aとして以下の構造式(A)を有する化合物(C3Ph-PXX)、比較例2Bとして以下の構造式(B)を有する化合物(C4Ph-PXX)、比較例2Cとして以下の構造式(C)を有する化合物(C5Ph-PXX)、比較例2Dとして以下の構造式(D)を有する化合物(i-C3Ph-PXX)についても、融点及びメソフェイズ転移温度を測定した。測定結果を、以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035
 実施例2のPXX系化合物(i-C4Ph-PXX,i-C5Ph-PXX)にあっては、比較例2A、比較例2B、比較例2Cの化合物よりも高い融点を示した。また、実施例2のPXX系化合物にあっては、メソフェイズ転移温度を測定できなかった。即ち、メソフェイズ転移が生じなかった。一方、比較例2Dは、高い融点を示し、しかも、メソフェイズ転移が生じなかったが、トルエン100グラムに対して0.37グラムしか溶解せず、実施例2のPXX系化合物と比較して有機溶媒への溶解性が劣っていた。云い換えれば、実施例2のPXX系化合物は高い溶解性を有している。
[表1]
                  融点     転移温度     溶解度
実施例2A i-C4Ph-PXX   251゜C  認められず    1.5g
実施例2B i-C5Ph-PXX   245゜C  認められず    1.3g
比較例2A   C3Ph-PXX   242゜C  188゜C付近  ---
比較例2B   C4Ph-PXX   231゜C  220゜C付近  ---
比較例2C   C5Ph-PXX   217゜C   77゜C付近  ---
比較例2D i-C3Ph-PXX   >280゜C 認められず    0.37g
 以上のとおり、実施例2のジオキサアンタントレン系化合物にあっては、Rが、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基であるが故に、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがない。また、高い融点を有している。
 実施例3は、本開示の第3の態様及び第4の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物(PXX系化合物)に関する。実施例3のPXX系化合物は、以下の構造式(21-1)、あるいは又、以下の構造式(23-1)で表される。尚、このようなPXX系化合物を、実施例3AのPXX系化合物と呼ぶ。ここで、構造式(21-1)において、置換基Aは、前述した構造式(22-1)で表され、更には、構造式(22-1)におけるX1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子(H)であり、6,12-ジオキサアンタントレンの3位及び9位がフェニル基で置換され、更には、フェニル基の3位及び4位に環状アルキル基(シクロアルカン)が導入されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
 このような実施例3AのPXX系化合物は、ペリキサンテノキサンテンと臭素とを反応させて3,9-ジブロモペリキサンテノキサンテンを得た後、パラジウム触媒の存在下、3.5当量の5,6,7,8-テトラヒドロ-2-ナフタレニルボロン酸との間でクロスカップリング反応させることで得ることができた。
 あるいは又、実施例3のPXX系化合物は、上記の構造式(21-1)、あるいは又、以下の構造式(23-2)で表される。尚、このようなPXX系化合物を、実施例3BのPXX系化合物と呼ぶ。ここで、構造式(21-1)において、置換基Aは、前述した構造式(22-2)で表され、更には、構造式(22-2)におけるX1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子(H)であり、6,12-ジオキサアンタントレンの3位及び9位がフェニル基で置換され、更には、フェニル基の2位及び3位に環状アルキル基(シクロアルカン)が導入されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
 このような実施例3BのPXX系化合物は、ペリキサンテノキサンテンと臭素とを反応させて3,9-ジブロモペリキサンテノキサンテンを得た後、パラジウム触媒の存在下、3.5当量の5,6,7,8-テトラヒドロ-1-ナフタレニルボロン酸との間でクロスカップリング反応させることで得ることができた。
 PXX系化合物の融点及びメソフェイズ転移温度は、TG-DTA(示差熱-熱重量同時測定)及びDSC(示差走査熱量測定)に基づき求めることができる。
 比較例3Aとして以下の構造式(E)を有する化合物(C4Ph-PXX)についても、融点及びメソフェイズ転移温度を測定した。測定結果を、以下の表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
 実施例3AのPXX系化合物にあっては、比較例3Aの化合物よりも高い融点を示した。また、実施例3A及び実施例3BのPXX系化合物にあっては、メソフェイズ転移温度を測定できなかった。即ち、メソフェイズ転移が生じなかった。
[表2]
         融点     転移温度
実施例3A   349゜C  認められず
実施例3B          認められず
比較例3A   231゜C  220゜C付近
 以上のとおり、実施例3のジオキサアンタントレン系化合物にあっては、6,12-ジオキサアンタントレンの3位及び9位がフェニル基で置換され、更には、フェニル基に環状アルキル基(シクロアルカン)が導入されているが故に、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがない。即ち、分子配列に変化が生じることがない。また、高い融点を有している。
 実施例4は、本開示の第1の態様~実施例3に係るジオキサアンタントレン系化合物を含む半導体層を備えた本開示の第1の態様~第3の態様に係る電子デバイスに関する。実施例4あるいは後述する実施例5~実施例8の電子デバイスは、
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、前述した好ましい各種の形態を含む本開示の第1の態様~第3の態様に係るジオキサアンタントレン系化合物を含む。具体的には、実施例4あるいは後述する実施例5~実施例7の電子デバイスは、
 (A)制御電極、
 (B)第1電極及び第2電極、並びに、
 (C)第1電極と第2電極の間であって、絶縁層を介して制御電極と対向して設けられ、金属酸化物半導体から成る能動層、
を備えた3端子型電子デバイスである。
 より具体的には、実施例4あるいは後述する実施例5~実施例7の3端子型電子デバイスは、制御電極に印加される電圧によって、第1電極から第2電極に向かって能動層に流れる電流が制御される電界効果トランジスタ(FET)であり、制御電極がゲート電極に相当し、第1電極及び第2電極がソース/ドレイン電極に相当し、絶縁層がゲート絶縁膜に相当し、能動層がチャネル形成領域に相当する。
 即ち、図2Bに模式的な一部断面図を示すように、実施例4の電子デバイスは、半導体装置、具体的には、ボトムゲート/ボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ[より具体的には、薄膜トランジスタ(TFT)]であり、
 (A)基体10上に形成されたゲート電極14(制御電極に相当する)、
 (B)ゲート電極14及び基体10上に形成されたゲート絶縁層15(絶縁層に相当する)、
 (C)ゲート絶縁層15上に形成されたソース/ドレイン電極16(第1電極及び第2電極に相当する)、並びに、
 (D)ソース/ドレイン電極16の間であってゲート絶縁層15上に形成され、能動層20によって構成されたチャネル形成領域17、
を備えている。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図2A及び図2Bを参照して、実施例4の電子デバイス(電界効果トランジスタ)の製造方法の概要を説明する。
  [工程-400]
 先ず、基体10上にゲート電極14を形成する。具体的には、ガラス基板11の表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜12上に、ゲート電極14を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ゲート電極14としての金(Au)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極14を得ることができる。尚、ガラス基板11の表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜12上に、印刷法に基づきゲート電極14を形成することもできる。
  [工程-410]
 次に、ゲート電極14を含む基体10(より具体的には、ガラス基板11の表面に形成された絶縁膜12)上に、絶縁層に相当するゲート絶縁層15を形成する。具体的には、SiO2から成るゲート絶縁層15を、スパッタリング法に基づきゲート電極14及び絶縁膜12上に形成する。ゲート絶縁層15の成膜を行う際、ゲート電極14の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極14の取出部(図示せず)をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
  [工程-420]
 その後、ゲート絶縁層15の上に、密着層としての厚さ1nmのクロム(Cr)層(図示せず)、及び、厚さ25nmの金(Au)層から成るソース/ドレイン電極16を、順次、真空蒸着法に基づき形成する(図2A参照)。これらの層の成膜を行う際、ゲート絶縁層15の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース/ドレイン電極16をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。尚、ゲート絶縁層15の上に、印刷法に基づきソース/ドレイン電極16を形成することもできる。
  [工程-430]
 次いで、チャネル形成領域17(能動層20)を、実施例1あるいは実施例2において説明したジオキサアンタントレン系化合物を用いる場合、湿式法(塗布法)に基づきゲート絶縁層15及びソース/ドレイン電極16上に形成する。具体的には、実施例1において得られたPXX系化合物をトルエンやキシレン等の芳香族化合物、オクチルアルコールやノニルアルコール等の長鎖炭化水素系アルコールといった溶媒に溶解させたPXX系化合物溶液をスピンコート法により全面に塗布し、乾燥させることで、チャネル形成領域17をゲート絶縁層15及びソース/ドレイン電極16上に形成することができる(図2B参照)。あるいは又、実施例2AのPXX系化合物をトルエンに溶解させたPXX系化合物溶液をスピンコート法により全面に塗布し、乾燥させることで、チャネル形成領域17をゲート絶縁層15及びソース/ドレイン電極16上に形成することができる。尚、所望に応じて、チャネル形成領域17をパターニングしてもよい。
 あるいは又、実施例3において説明したジオキサアンタントレン系化合物を用いる場合、チャネル形成領域17(能動層20)をPVD法に基づきゲート絶縁層15及びソース/ドレイン電極16上に形成する。具体的には、実施例3Aあるいは実施例3BのPXX系化合物を真空蒸着法により全面に成膜することで、チャネル形成領域17をゲート絶縁層15及びソース/ドレイン電極16上に形成することができる。
 例えば、画像表示装置の製造にあっては、この工程に引き続き、こうして得られたTFTの上あるいは上方に、画像表示部(具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子あるいは電気泳動ディスプレイ素子、半導体発光素子等から成る画像表示部)を、周知の方法に基づき形成すればよい。以下に説明する各実施例においても、電子デバイス(TFT)の製造の完了後、同様の工程を経ることで画像表示部を得ることができる。
  [工程-440]
 あるいは又、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、ボトムゲート/ボトムコンタクト型のFET(具体的には、TFT)を得ることができる。
 実施例1において説明したジオキサアンタントレン系化合物をチャネル形成領域用いた実施例4の電子デバイス(本開示の第1の態様に係る電子デバイス)にあっては、安定性、高移動度に関して実績のあるPXX骨格へチオフェン環を縮環させることにより、π共役系を広くすることができる。即ち、隣り合うPXX系化合物分子間でより一層大きなπ軌道の重なりが形成され、大きな分子間相互作用を得ることができる。その結果、キャリア移動度の一層の向上を図ることができる。しかも、PXX系化合物分子の周囲に張り出した硫黄原子に基づく大きな分子間接触が期待できるため、分子間の軌道の重なりが更に一層大きくなり、一層高い伝導性を発現させ得る。更には、置換基をPXX系化合物分子の規定の位置に導入することで、溶解性、分子配列等の制御を行うことができ、塗布・印刷が可能な高移動度有機半導体材料を容易に得ることが可能となった。また、PXX骨格の電子密度が高い部位へ硫黄を含む環(チオフェン環)を縮環させることにより、大気中での酸素との反応性を抑制することが可能となるし、分子のHOMOレベルを深くすることができるため、大気中で安定な有機半導体材料を提供することができる。
 また、実施例2において説明したジオキサアンタントレン系化合物をチャネル形成領域用いた実施例4の電子デバイス(本開示の第2の態様に係る電子デバイス)にあっては、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがなく、高温雰囲気下にあっても電子デバイスの特性に変化が生じ難い。また、電子デバイスの製造工程における高温のプロセスや電子デバイスの使用環境、使用条件等によっても影響を受けない程度に十分に高い融点を有している。例えば、TFTを液晶表示装置に組み込み、液晶表示素子の駆動に用いた場合、液晶表示装置の背面に配設された所謂バックライトの発する熱によってTFTの温度上昇が生じ得るが、実施例4のTFTにあっては、高温雰囲気下にあってもTFTの特性に変化が生じ難い。
 更には、実施例3において説明したジオキサアンタントレン系化合物をチャネル形成領域用いた実施例4の電子デバイス(本開示の第3の態様に係る電子デバイス)にあっては、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがなく、高温雰囲気下にあっても電子デバイスの特性に変化が生じ難い。また、電子デバイスの製造工程における高温のプロセスや電子デバイスの使用環境、使用条件等によっても影響を受けない程度に十分に高い融点を有している。例えば、TFTを液晶表示装置に組み込み、液晶表示素子の駆動に用いた場合、液晶表示装置の背面に配設された所謂バックライトの発する熱によってTFTの温度上昇が生じ得るが、実施例4のTFTにあっては、高温雰囲気下にあってもTFTの特性に変化が生じ難い。
 実施例5は実施例4の変形である。実施例5にあっては、3端子型電子デバイスを、ボトムゲート/トップコンタクト型のFET(具体的には、TFT)とした。実施例5の電界効果トランジスタは、図3Bに模式的な一部断面図を示すように、
 (A)基体10上に形成されたゲート電極14(制御電極に相当する)、
 (B)ゲート電極14及び基体10上に形成されたゲート絶縁層15(絶縁層に相当する)、
 (C)ゲート絶縁層15上に形成され、能動層20によって構成されたチャネル形成領域17及びチャネル形成領域延在部18、並びに、
 (D)チャネル形成領域延在部18上に形成されたソース/ドレイン電極16(第1電極及び第2電極に相当する)、
を備えている。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図3A及び図3Bを参照して、実施例5の電子デバイス(電界効果トランジスタ)の製造方法の概要を説明する。
  [工程-500]
 先ず、実施例4の[工程-400]と同様にして、基体10上にゲート電極14を形成した後、実施例4の[工程-410]と同様にして、ゲート電極14を含む基体(より具体的には絶縁膜12)上にゲート絶縁層15を形成する。
  [工程-510]
 次いで、実施例4の[工程-430]と同様にして、能動層20をゲート絶縁層15の上に形成する(図3A参照)。こうして、チャネル形成領域17及びチャネル形成領域延在部18を得ることができる。尚、このような[工程-500]及び[工程-510]におけるゲート絶縁層15及び能動層20の形成方法の代わりに、場合によっては、ゲート絶縁層15を構成する絶縁体材料と、能動層20を構成する実施例1において得られたPXX系化合物とを、前述した溶媒に溶解し、基体10及びゲート電極14上に塗布し、乾燥することで、相分離現象を利用してゲート絶縁層15と能動層20とに分離させ、ゲート絶縁層15及び能動層20の積層構造体を得るといった方法を採用することもできる。
  [工程-520]
 その後、チャネル形成領域延在部18の上に、チャネル形成領域17を挟むようにソース/ドレイン電極16を形成する(図3B参照)。具体的には、実施例4の[工程-420]と同様にして、ソース/ドレイン電極16としての金(Au)層を真空蒸着法に基づき形成する。成膜を行う際、チャネル形成領域延在部18の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース/ドレイン電極16をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。尚、印刷法に基づきソース/ドレイン電極16を形成することもできる。
  [工程-530]
 次に、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、実施例5の電子デバイスを完成させることができる。
 実施例6も実施例4の変形である。実施例6にあっては、3端子型電子デバイスを、トップゲート/ボトムコンタクト型のFET(具体的には、TFT)とした。実施例6の電界効果トランジスタは、図4Bに模式的な一部断面図を示すように、
 (A)基体10上に形成されたソース/ドレイン電極16(第1電極及び第2電極に相当する)、
 (B)ソース/ドレイン電極16の間の基体10上に形成され、能動層20によって構成されたチャネル形成領域17、
 (C)ソース/ドレイン電極16及びチャネル形成領域17上に形成されたゲート絶縁層15(絶縁層に相当する)、並びに、
 (D)ゲート絶縁層15上に形成されたゲート電極14(制御電極に相当する)、
を備えている。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図4A及び図4Bを参照して、実施例6の電子デバイス(電界効果トランジスタ)の製造方法の概要を説明する。
  [工程-600]
 先ず、実施例4の[工程-420]と同様の方法で、基体に相当する絶縁膜12上にソース/ドレイン電極16を形成した後、実施例4の[工程-430]と同様にして、ソース/ドレイン電極16を含む絶縁膜12上に、チャネル形成領域17(能動層20)を形成する(図4A参照)。
  [工程-610]
 次いで、ゲート絶縁層15を、実施例4の[工程-410]と同様の方法で形成する。その後、チャネル形成領域17の上のゲート絶縁層15の部分に、実施例4の[工程-400]と同様の方法でゲート電極14を形成する(図4B参照)。
  [工程-620]
 その後、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、実施例6の電子デバイスを完成させることができる。
 実施例7も実施例4の変形である。実施例7にあっては、3端子型電子デバイスを、トップゲート/トップコンタクト型のFET(具体的には、TFT)とした。実施例7の電界効果トランジスタは、図5Cに模式的な一部断面図を示すように、
 (A)基体10上に形成され、能動層20によって構成されたチャネル形成領域17及びチャネル形成領域延在部18、
 (B)チャネル形成領域延在部18上に形成されたソース/ドレイン電極16(第1電極及び第2電極に相当する)、
 (C)ソース/ドレイン電極16及びチャネル形成領域17上に形成されたゲート絶縁層15(絶縁層に相当する)、並びに、
 (D)ゲート絶縁層15上に形成されたゲート電極14(制御電極に相当する)、
を備えている。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図5A、図5B及び図5Cを参照して、実施例7の電子デバイス(電界効果トランジスタ)の製造方法の概要を説明する。
  [工程-700]
 先ず、実施例4の[工程-430]と同様にして、基体10(より具体的には絶縁膜12)上に能動層20を形成することで、チャネル形成領域17及びチャネル形成領域延在部18を得ることができる(図5A参照)。
  [工程-710]
 次いで、実施例4の[工程-420]と同様の方法で、チャネル形成領域延在部18上にソース/ドレイン電極16を形成する(図5B参照)。
  [工程-720]
 その後、ゲート絶縁層15を実施例4の[工程-410]と同様の方法で形成する。次いで、チャネル形成領域17の上のゲート絶縁層15の部分に、実施例4の[工程-400]と同様の方法でゲート電極14を形成する(図5C参照)。
  [工程-730]
 次に、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成することで、実施例7の電子デバイスを完成させることができる。
 実施例8も実施例4の変形であるが、実施例8において、電子デバイスは、具体的には2端子型の電子デバイスから成り、より具体的には、模式的な一部断面図を図6Aあるいは図6Bに示すように、
 第1電極31及び第2電極32、並びに、
 第1電極31と第2電極32との間に形成された能動層33、
を備えている。尚、能動層33は、実施例1~実施例3において説明したPXX系化合物を含む。そして、能動層33への光の照射によって電力が生成する。即ち、実施例8の電子デバイスは、光電変換素子あるいは太陽電池として機能する。あるいは又、第1電極31及び第2電極32への電圧の印加によって能動層33が発光する発光素子として機能する。
 あるいは又、実施例8の電子デバイスは、2端子型電子デバイスから成る化学物質センサーとして機能させることもできる。具体的には、検出すべき化学物質が能動層33に吸着すると、第1電極31と第2電極32との間の電気抵抗値が変化する。従って、第1電極31と第2電極32との間に電流を流し、あるいは又、第1電極31と第2電極32との間に適切な電圧を印加し、能動層33の電気抵抗値を測定することで、能動層33に吸着した化学物質の量(濃度)を測定することができる。尚、化学物質は能動層33において吸着平衡状態となるので、時間が経過し、能動層33が置かれた雰囲気における化学物質の量(濃度)が変化すると、平衡状態も変化する。
 以上の点を除き、実施例8の電子デバイスの構成、構造は、基本的に、制御電極及び絶縁層を設けない点を除き、実施例4あるいは実施例5において説明した電子デバイスの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例8の電子デバイスは、実施例4の[工程-420]~[工程-430]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例5の[工程-510]~[工程-520]と同様の工程を実行することで得ることができる。
 実施例2あるいは実施例3において説明したPXX系化合物を含む実施例8の電子デバイスを太陽電池として機能させた場合、太陽光の集光によって能動層の温度が上昇する虞があるが、能動層を構成する本開示のPXX系化合物は、高温雰囲気下にあっても液晶性を発現することがなく、即ち、分子配列に変化が生じることがなく、また、高い融点を有しており、高温雰囲気下にあっても太陽電池の特性に変化が生じ難い。また、化学物質センサーとして機能させた場合にあっても、雰囲気の温度に影響を受け難い。
 実施例9は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第1の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例9の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図7Eに示す。
 実施例9の積層構造体、あるいは、後述する実施例10~実施例14の積層構造体は、第1有機材料から成る第1層101,201,301,401,501,601、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層102,202,302,402,502,602が積層された積層構造体である。また、実施例9の電子デバイス、あるいは、後述する実施例10~実施例14の電子デバイスは、電極構造、絶縁層45及び能動層50を備えており、電極構造は、制御電極44、並びに、第1電極及び第2電極46から構成されている。尚、実施例9~実施例12の電子デバイスは、具体的には、ボトムゲート/トップコンタクト型のTFTであり、実施例13~実施例14の電子デバイスは、トップゲート/ボトムコンタクト型のTFTである。
 そして、実施例9の電子デバイスにおいて、絶縁層45は、制御電極側から第1絶縁層45A及び第2絶縁層45Bから構成されており、第2絶縁層45Bは第1有機材料から成る。また、能動層50は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成る。そして、第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている。即ち、
0>G1+G2
を満足する。尚、
0<G1+G2
の場合には、第1有機材料及び第2有機材料の混合系の方が、第1層と第2層とが分離した状態よりもエネルギー的に安定しており、第1層と第2層とが分離した状態を得ることはできない。具体的には、実施例9において、第1有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の絶縁材料、具体的には、ポリオレフィン樹脂、より具体的には、TOPAS(登録商標)から成り、第2有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の有機半導体材料、具体的には、ペリキサンテノキサンテン(6,12-dioxaanthanthrene)の誘導体、より具体的には、エチルフェニル-PXXから成る。また、第1有機材料を溶解する溶剤(第1溶剤)としてキシレンを使用し、第2有機材料を溶解する溶剤(第2溶剤)としてトルエンを使用する。
 ここで、実施例9~実施例12の電子デバイスは、具体的には、3端子構造を有するボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置であり、
 制御電極44によって、基体10上に形成されたゲート電極が構成され、
 絶縁層45によって、ゲート電極及び基体10上に形成されたゲート絶縁層(実施例9及び実施例11においては第2ゲート絶縁層、実施例10及び実施例12においてはゲート絶縁層)が構成され、
 能動層50によって、ゲート絶縁層上に形成されたチャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48が構成され、
 第1電極及び第2電極46によって、チャネル形成領域延在部48の上に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成される。
 尚、以下においては、「制御電極44」の代わりに「ゲート電極44」という用語を用いて説明を行い、「能動層50」の代わりに「チャネル形成領域47及び/又はチャネル形成領域延在部48」という用語を用いて説明を行い、「第1電極及び第2電極46」の代わりに「ソース/ドレイン電極46」という用語を用いて説明を行い、「絶縁層45」の代わりに「第2ゲート絶縁層45B」あるいは「ゲート絶縁層45」という用語を用いて説明を行い、「第1絶縁層45A」の代わりに「第1ゲート絶縁層45A」という用語を用いて説明を行う場合がある。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図7A、図7B、図7C、図7D及び図7Eを参照して、実施例9の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
 先ず、表面にSiO2から成る絶縁膜12が形成されたガラス基板11から成る基体10上に、ゲート電極44、及び、ゲート電極44を覆う第1ゲート絶縁層45Aを形成する。
  [工程-900]
 具体的には、ガラス基板11の表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜12上に、ゲート電極44を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ゲート電極44としての金(Au)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極44を得ることができる。尚、ガラス基板11の表面に形成されたSiO2から成る絶縁膜12上に、印刷法に基づきゲート電極44を形成することもできる。
  [工程-910]
 次いで、基体10及びゲート電極44の上に、架橋剤を含むポリビニルフェノール(PVP)溶液をスリットコーター法に基づき塗布した後、150゜Cに加熱することで、ポリビニルフェノールから成る第1ゲート絶縁層45Aを得る。こうして、図7Aに示す構造を得ることができる。
  [工程-920]
 その後、支持体(具体的には、第1ゲート絶縁層45A)上に、第1有機材料から成る第1層101(第2ゲート絶縁層45B)を形成する。具体的には、第1ゲート絶縁層45上に、ポリオレフィン樹脂のキシレン溶液をスリットコーター法に基づき成膜し、140゜Cにて乾燥することで、厚さ20nmのポリオレフィン樹脂から成る第1層101(第2ゲート絶縁層45B)を形成することができる。こうして、図7Bに示す構造を得ることができる。
  [工程-930]
 次いで、第1層101(第2ゲート絶縁層45B)上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層102’を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層102(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)を形成する。具体的には、第1層101(第2ゲート絶縁層45B)上に、ペリキサンテノキサンテン誘導体のトルエン溶液から成る第2有機材料溶液層102’をスリットコーター法により成膜した後、150゜Cにて乾燥する。
 ここで、第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したとき、第2有機材料溶液層102’に含まれる溶剤(具体的には、トルエン)によって第1層101(第2ゲート絶縁層45B)の表面が溶解されることにより、第1層101と第2有機材料溶液層102’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図7C参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101(第2ゲート絶縁層45B)と第2層102(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは分離する(図7D参照)。即ち、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101(第2ゲート絶縁層45B)と第2層102(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは、自発的に、自然に相分離する。その結果、第1層101と第2層102の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層101と第2層102とは分離している。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号103で示す。第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したときの第1層101が溶剤に溶解する速度は、具体的には、約10nm/分である。
  [工程-940]
 その後、第2層102上(具体的には、チャネル形成領域延在部48上)に、ソース/ドレイン電極46を形成する。具体的には、厚さ25nmの金(Au)層から成るソース/ドレイン電極46を、真空蒸着法に基づき形成する(図7E参照)。これらの層の成膜を行う際、第2層102の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース/ドレイン電極46をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。尚、印刷法に基づきソース/ドレイン電極46を形成することもできる。
 例えば、画像表示装置の製造にあっては、この工程に引き続き、こうして得られたTFTの上あるいは上方に、画像表示部(具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子あるいは電気泳動ディスプレイ素子、半導体発光素子等から成る画像表示部)を、周知の方法に基づき形成すればよい。以下に説明する各実施例においても、電子デバイスの製造の完了後、同様の工程を経ることで画像表示部を得ることができる。
 あるいは又、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成する。こうして、ボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる。あるいは又、チャネル形成領域延在部48及び第2ゲート絶縁層45Bをパターニングした後、全面にパッシベーション膜(図示せず)を形成してもよく、これによって、能動層50及び第2ゲート絶縁層45Bの密着性の向上を図ることができる。
 実施例9にあっては、第1層101上に第2有機材料溶液層102’を形成したとき、第2有機材料溶液層102’に含まれる溶剤によって第1層101の表面が溶解されることにより、第1層101と第2有機材料溶液層102’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層102’を乾燥したとき、第1層101と第2層102とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層101)と第2有機材料層(第2層102)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層102)が形成される前に第1有機材料層(第1層101)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例9の積層構造体あるいは電子デバイスにあっては、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例10は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第2の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例10の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図8Eに示す。実施例10にあっては、実施例9と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。また、ゲート電極は基体に設けられた溝部内に形成されている。これらの点を除き、実施例10の電子デバイスの構成、構造は、実施例9の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例10における第1有機材料及び第2有機材料は、実施例9と同じである。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図8A、図8B、図8C、図8D及び図8Eを参照して、実施例10の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
  [工程-1000]
 先ず、基体10に形成された溝部43内にゲート電極44を形成する。具体的には、表面にSiO2から成る絶縁膜12が形成されたガラス基板11から成る基体10のゲート電極を形成すべき領域に、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、溝部43を形成する。次いで、ゲート電極44を形成すべき部分が除去されたレジスト層(図示せず)を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのチタン(Ti)層(図示せず)、及び、ゲート電極44としての金(Au)層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフト・オフ法に基づき、ゲート電極44を得ることができる(図8A参照)。尚、溝部43内に、印刷法に基づきゲート電極44を形成することもできる。
  [工程-1010]
 その後、実施例9の[工程-920]と同様にして、支持体(具体的には、基体10及びゲート電極44)上に、第1有機材料から成る第1層201(ゲート絶縁層45)を形成する。こうして、図8Bに示す構造を得ることができる。
  [工程-1020]
 次いで、実施例9の[工程-930]と同様にして、第1層201(ゲート絶縁層45)上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層202’を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層202(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)を形成する。
 ここで、実施例9と同様に、第1層201上に第2有機材料溶液層202’を形成したとき、第2有機材料溶液層202’に含まれる溶剤(具体的には、トルエン)によって第1層201(ゲート絶縁層45)の表面が溶解されることにより、第1層201と第2有機材料溶液層202’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図8C参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201(ゲート絶縁層45)と第2層202(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは、分離する(図8D参照)。即ち、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201(ゲート絶縁層45)と第2層202(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号203で示す。
  [工程-1030]
 その後、実施例9の[工程-940]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図8E参照)。
 実施例10にあっても、第1層201上に第2有機材料溶液層202’を形成したとき、第2有機材料溶液層202’に含まれる溶剤によって第1層201の表面が溶解されることにより、第1層201と第2有機材料溶液層202’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層202’を乾燥したとき、第1層201と第2層202とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層201)と第2有機材料層(第2層202)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層202)が形成される前に第1有機材料層(第1層201)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例10の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例11は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第3の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例11の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図9Dに示す。実施例11にあっては、実施例9と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。この点を除き、実施例11の電子デバイスの構造は、実施例9の電子デバイスの構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。
 ここで、具体的には、実施例11において、第1有機材料は、絶縁材料、具体的には、非硬化性材料(非架橋ポリマー)であるポリαメチルスチレンから成り、第2有機材料は、非硬化性材料(非架橋ポリマー)の有機半導体材料、具体的には、TIPS-ペンタセンから成る。第1有機材料を溶解する第1溶剤としてキシレンを使用し、第2有機材料を溶解する第2溶剤としてトルエンを使用する。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図9A、図9B、図9C及び図9Dを参照して、実施例11の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
  [工程-1100]
 先ず、実施例9の[工程-900]、[工程-910]と同様にして、基体10上に、ゲート電極44、及び、ゲート電極44を覆う第1ゲート絶縁層45Aを形成する(図9A参照)。
  [工程-1110]
 次に、支持体(具体的には、第1ゲート絶縁層45A)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、絶縁材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層301’、及び、第1有機材料とは異なる、有機半導体材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層302’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層301、及び、第2有機材料から成る第2層302の積層構造体を得る。尚、第1層301によって第2ゲート絶縁層45Bが構成され、第2層302によってチャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48が構成される。
 実施例11にあっては、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を形成したとき、第1有機材料溶液層301’と第2有機材料溶液層302’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図9B参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301(第2ゲート絶縁層45B)と第2層302(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは分離する(図9C参照)。即ち、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301(第2ゲート絶縁層45B)と第2層302(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号303で示す。
  [工程-1120]
 その後、実施例9の[工程-940]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図9D参照)。
 実施例11にあっては、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を形成したとき、第1有機材料溶液層301’と第2有機材料溶液層302’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層301’及び第2有機材料溶液層302’を乾燥したとき、第1層301と第2層302とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層301)と第2有機材料層(第2層302)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層302)が形成される前に第1有機材料層(第1層301)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例11の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例12は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例12の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図10Dに示す。実施例12にあっては、実施例11と異なり、ゲート絶縁層は1層構成である。また、ゲート電極は、基体に設けられた溝部内に形成されている。これらの点を除き、実施例12の電子デバイスの構成、構造は、実施例11の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例12における第1有機材料及び第2有機材料は、実施例11と同じである。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図10A、図10B、図10C及び図10Dを参照して、実施例12の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
  [工程-1200]
 先ず、実施例10の[工程-1000]と同様にして、基体10に形成された溝部43内にゲート電極44を形成する(図10A参照)。
  [工程-1210]
 次いで、実施例11の[工程-1110]と同様にして、支持体(具体的には、基体10及びゲート電極44)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、絶縁材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層401’、及び、第1有機材料とは異なる、有機半導体材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層402’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層401、及び、第2有機材料から成る第2層402の積層構造体を得る。尚、実施例11と同様に、第1層401によってゲート絶縁層45が構成され、第2層402によってチャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48が構成される。
 実施例12にあっても、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を形成したとき、第1有機材料溶液層401’と第2有機材料溶液層402’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図10B参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401(ゲート絶縁層45)と第2層402(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは分離する(図10C参照)。即ち、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401(ゲート絶縁層45)と第2層402(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号403で示す。
  [工程-1220]
 その後、実施例9の[工程-940]と同様の工程を実行することで、ボトムゲート/トップコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図10D参照)。
 実施例12にあっても、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を形成したとき、第1有機材料溶液層401’と第2有機材料溶液層402’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層401’及び第2有機材料溶液層402’を乾燥したとき、第1層401と第2層402とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層401)と第2有機材料層(第2層402)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層402)が形成される前に第1有機材料層(第1層401)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例12の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例13は、本開示の積層構造体、本開示の第1の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第5の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例13の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図11Eに示す。
 実施例13あるいは後述する実施例14の電子デバイスにあっては、チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48は第1層501から構成されており、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成る。一方、ゲート絶縁層45は第2層502から構成されており、絶縁材料から成る第2有機材料から成る。実施例13においては、有機半導体材料、絶縁材料及び溶剤は、実施例9において説明したと同じ有機半導体材料、絶縁材料及び溶剤を使用した。
 即ち、実施例13あるいは後述する実施例14の電子デバイスは、具体的には、3端子構造を有するトップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置であり、
 第1電極及び第2電極46によって、基体10に形成された一対のソース/ドレイン電極が構成され、
 能動層50によって、一対のソース/ドレイン電極の間の基体10上に形成されたチャネル形成領域47、及び、ソース/ドレイン電極の上に形成されたチャネル形成領域延在部48が構成され、
 絶縁層45によって、チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48上に形成されたゲート絶縁層が構成され、
 制御電極44によって、チャネル形成領域47に対向してゲート絶縁層45上に形成されたゲート電極が構成される。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図11A、図11B、図11C、図11D及び図11Eを参照して、実施例13の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
  [工程-1300]
 先ず、実施例10の[工程-1000]と実質的に同様にして、基体10に形成された溝部43内にソース/ドレイン電極46を形成する(図11A参照)。
  [工程-1310]
 次いで、支持体(具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極46)上に、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成る第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)を形成する。より具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極46上に、ペリキサンテノキサンテン誘導体のトルエン溶液から成る第1有機材料溶液層をスリットコーター法により成膜した後、150゜Cにて乾燥することで、第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)を得ることができる(図11B参照)。
  [工程-1320]
 その後、第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)上に、第1有機材料とは異なる、絶縁材料から成る第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層502’を形成した後(図11C参照)、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層502(ゲート絶縁層45)を形成する。具体的には、第1層501上に、実施例9の[工程-920]と同様に、ポリオレフィン樹脂のキシレン溶液をスリットコーター法に基づき成膜し、乾燥することで、厚さ20nmのポリオレフィン樹脂から成る第2層502(ゲート絶縁層45)を形成することができる。こうして、図11Dに示す構造を得ることができる。第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したときの第1層501が溶剤に溶解する速度は、具体的には、約10nm/分である。
 ここで、第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したとき、第2有機材料溶液層502’に含まれる溶剤(具体的には、キシレン)によって第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)の表面が溶解されることにより、第1層501と第2有機材料溶液層502’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図11C参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)と第2層502(ゲート絶縁層45)とは分離する(図11D参照)。即ち、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)と第2層502(ゲート絶縁層45)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号503で示す。
  [工程-1330]
 その後、実施例9の[工程-940]と同様の工程を実行することで、トップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図11E参照)。
 実施例13にあっても、第1層501上に第2有機材料溶液層502’を形成したとき、第2有機材料溶液層502’に含まれる溶剤によって第1層501の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層502’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第2有機材料溶液層502’を乾燥したとき、第1層501と第2層502とは分離する。その結果、第1層501と第2有機材料層(第2層502)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層502)が形成される前に第1層501が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例13の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例14は、本開示の積層構造体、本開示の第2の態様に係る積層構造体の形成方法、本開示の第4の態様に係る電子デバイス、及び、本開示の第6の態様に係る電子デバイスの製造方法に関する。実施例14の積層構造体及び電子デバイスの模式的な一部端面図を図12Dに示す。実施例14の電子デバイスの構成、構造は、実施例13の電子デバイスの構成、構造と同じであるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例14における第1有機材料、第2有機材料、第1溶剤及び第2溶剤は、実施例11における第1有機材料、第2有機材料、第1溶剤及び第2溶剤と同じである。
 以下、基体等の模式的な一部端面図である図12A、図12B、図12C及び図12Dを参照して、実施例14の積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法を説明する。
  [工程-1400]
 先ず、実施例13の[工程-1300]と同様にして、基体10に形成された溝部43内にソース/ドレイン電極46を形成する(図12A参照)。
  [工程-1410]
 次に、支持体(具体的には、基体10並びにソース/ドレイン電極46)上に、ダブルノズルのスリットコーターを用いて、有機半導体材料から成る第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層601’、及び、第1有機材料とは異なる、絶縁材料から成る第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層602’を形成し、次いで、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層601、及び、第2有機材料から成る第2層602の積層構造体を得る。尚、第1層601によってチャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48が構成され、第2層602によってゲート絶縁層45が構成される。
 実施例14にあっては、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を形成したとき、第1有機材料溶液層601’と第2有機材料溶液層602’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い(図12B参照)、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)と第2層602(ゲート絶縁層45)とは分離する(図12C参照)。即ち、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601(チャネル形成領域47及びチャネル形成領域延在部48)と第2層602(ゲート絶縁層45)とは、自発的に、自然に相分離する。尚、第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域を、参照番号603で示す。
  [工程-1420]
 その後、実施例9の[工程-940]と同様の工程を実行することで、トップゲート/ボトムコンタクト型の半導体装置(FET、具体的には、TFT)を得ることができる(図12D参照)。
  実施例14にあっても、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を形成したとき、第1有機材料溶液層601’と第2有機材料溶液層602’との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、界面から離れた領域にあっては第1有機材料と第2有機材料とは混じり合うことが無く、第1有機材料溶液層601’及び第2有機材料溶液層602’を乾燥したとき、第1層601と第2層602とは分離する。その結果、第1有機材料層(第1層601)と第2有機材料層(第2層602)との界面において高い平滑性を得ることができたし、これらの層にあっては、高い膜厚精度、確実なる相分離を得ることができた。また、第2有機材料層(第2層602)が形成される前に第1有機材料層(第1層601)が汚染されることもなかった。そして、以上の結果として、特性バラツキの少ない、優れた性能を有する電子デバイスを製造することができた。また、実施例14の積層構造体あるいは電子デバイスにあっても、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値、及び、第2有機材料のギプス自由エネルギーの値の関係が規定されているので、これらの層の形成時、確実に、自発的に、自然に相分離した状態を得ることができた。更には、これらの層の界面は高い平滑性を有し、且つ、これらの層において高い膜厚精度を得ることができた。
 実施例9~実施例14にあっては、電子デバイスを3端子型の電子デバイスとした。一方、実施例15にあっては、電子デバイスを2端子型の電子デバイスとする。2端子構造を有する電子デバイスとして、能動層への光の照射によって第1電極と第2電極との間に電流が流れる光電変換素子を挙げることができる。電子デバイスから光電変換素子を構成する場合、光電変換素子によって、具体的には、太陽電池やイメージセンサーを構成することができる。尚、3端子構造を有する電子デバイスからも光電変換素子を構成することができ、この場合、制御電極への電圧の印加は行わなくともよいし、行ってもよく、後者の場合、制御電極への電圧の印加によって、流れる電流の変調を行うことが可能となる。
 実施例15の2端子型の電子デバイスは、具体的には、模式的な一部断面図を図13A及び図13Bに示すように、
 第1電極61及び第2電極62、並びに、
 第1電極61と第2電極62との間に形成された能動層60、
を備えている。尚、能動層60は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、電荷注入層63は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、電荷注入層63は、基体10と能動層60との間に形成されている(図13A参照)。あるいは又、能動層60は、有機半導体材料から構成された第1有機材料から成り、電荷注入層63は、絶縁材料から構成された第2有機材料から成り、電荷注入層63は能動層60の上に形成されている(図13B参照)。そして、能動層60への光の照射によって電力が生成する。即ち、実施例15の電子デバイスは、光電変換素子あるいは太陽電池として機能する。あるいは又、第1電極61及び第2電極62への電圧の印加によって能動層60が発光する発光素子として機能する。実施例15の2端子型の電子デバイスから例えば太陽電池を構成する場合、能動層60としてP3HT、電荷注入層63としてPEDOT/PSSを挙げることができる。
 以上の点を除き、実施例15の電子デバイスの構成、構造は、基本的に、制御電極を設けない点、電極構造が第1電極及び第2電極から構成されている点を除き、実施例9~実施例14において説明した電子デバイスの構成、構造と、実質的に、同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例15の電子デバイスは、具体的には、実施例9の[工程-920]~[工程-940]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例10の[工程-1010]~[工程-1030]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例11の[工程-1110]~[工程-1120]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例12の[工程-1210]~[工程-1220]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例13の[工程-1300]~[工程-1320]と同様の工程を実行し、あるいは又、実施例14の[工程-1400]~[工程-1410]と同様の工程を実行することで得ることができる。
 以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。ジオキサアンタントレン系化合物の具体的な構造は実施例に限定されるものでないし、電子デバイスや積層構造体の構造、積層構造体の形成方法、電子デバイスの製造方法の構成、構造、形成条件、製造条件は、例示であり、適宜、変更することができる。本開示の第1の態様~第4の態様に係る電子デバイスを、例えば、各種画像表示装置や各種電子機器に適用、使用する場合、基体や支持体、支持部材に多数の電子デバイスを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各電子デバイスを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。
 構造式(2)~構造式(9)に示したジオキサアンタントレン系化合物において、例えば、「X」を酸素(O)、「Y」を硫黄(S)、「A1」及び「A2」を水素(H)原子、「R」をパラ-イソブチルフェニル基としたジオキサアンタントレン系化合物にあっても、実施例1のジオキサアンタントレン系化合物と同様に、大気中で安定しており、容易に単離することができる。また、これらのジオキサアンタントレン系化合物から電子デバイスを作製することで、実施例4~実施例8と同様の電子デバイスを作製することができる。
 尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[1]《ジオキサアンタントレン系化合物:第1の態様》
 以下の構造式(1)乃至構造式(9)から成る群から選択されたいずれか1つの構造式で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
 ここで、
 Xは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
 Yは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
 R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。

[2]R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、及び、ハロゲン原子から成る群から選択された1種類の置換基である[1]に記載のジオキサアンタントレン系化合物。

[3]Xは酸素である[1]又は[2]に記載のジオキサアンタントレン系化合物。

[4]Yは硫黄である[1]乃至[3]のいずれか1項に記載のジオキサアンタントレン系化合物。

[5]A1及びA2は水素原子である[1]乃至[4]のいずれか1項に記載のジオキサアンタントレン系化合物。

[6]《電子デバイス:第1の態様》
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、[1]乃至[5]のいずれか1項に記載のジオキサアンタントレン系化合物から成る電子デバイス。

[7]《ジオキサアンタントレン系化合物:第2の態様》
 以下の構造式(B1)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
ここで、Rは、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基である。

[8]《電子デバイス:第2の態様》
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、以下の構造式(B1)で表されるジオキサアンタントレン系化合物を含む電子デバイス。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050
ここで、Rは、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基である。

[9]能動層は、ジオキサアンタントレン系化合物を基体上に塗布し、乾燥させることで形成される[8]に記載の電子デバイス。

[10]表示素子、表示装置、太陽電池又はセンサーである[8]又は[9]に記載の電子デバイス。

[11]《ジオキサアンタントレン系化合物:第3の態様》
 以下の構造式(21-1)、又は、構造式(21-2)、又は、構造式(21-3)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
 ここで、
 置換基Aは、以下の構造式(22-1)、又は、構造式(22-2)で表され、
 X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052

[12]《ジオキサアンタントレン系化合物:第4の態様》
 以下の構造式(23-1)、又は、構造式(23-2)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053

[13]《電子デバイス:第3の態様》
 第1電極、
 第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
 第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
を少なくとも備えており、
 有機半導体材料は、[11]又は[12]に記載のジオキサアンタントレン系化合物を含む電子デバイス。

[14]表示素子、表示装置、太陽電池又はセンサーである[13]に記載の電子デバイス。

[15]《積層構造体の形成方法:第1の態様》
 支持体上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程から成り、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。

[16]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[15]に記載の積層構造体の形成方法。

[17]《積層構造体の形成方法:第2の態様》
 支持体上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、積層構造体の形成方法であって、
 支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。

[18]第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている[15]乃至[17]のいずれか1項に記載の積層構造体の形成方法。

[19]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[15]乃至[18]のいずれか1項に記載の積層構造体の形成方法。

[20]《電子デバイスの製造方法:第1の態様》
 (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
 (B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって第2絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[21]《電子デバイスの製造方法:第2の態様》
 (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
 (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[22]《電子デバイスの製造方法:第3の態様》
 (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
 (B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって第2絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[23]《電子デバイスの製造方法:第4の態様》
 (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
 (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
 第1層によって絶縁層が構成され、
 第2層によって能動層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[24]第2層を形成した後、第2層上に第1電極及び第2電極を形成する工程を更に備えている[20]乃至[23]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。

[25]《電子デバイスの製造方法:第5の態様》
 (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
 (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
 (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
 第1層によって能動層が構成され、
 第2層によって絶縁層が構成され、
 第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[26]《電子デバイスの製造方法:第6の態様》
 (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
 (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
 第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
 第1層によって能動層が構成され、
 第2層によって絶縁層が構成され、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。

[27]第2層を形成した後、第2層上に制御電極を形成する工程を更に備えている[25]又は[26]に記載の電子デバイスの製造方法。

[28]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[20]又は[25]に記載の電子デバイスの製造方法。

[29]第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合前後のギプス自由エネルギーの変化が正である材料の組合せから構成されている[20]乃至[28]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。

[30]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[20]乃至[29]のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。

[31]《積層構造体》
 第1有機材料から成る第1層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層が積層された積層構造体であって、
 第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている積層構造体。

[32]第1層と第2層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、第1層と第2層とは分離している[31]に記載の積層構造体。

[33]第1層上に、第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する[32]に記載の積層構造体。

[34]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[33]に記載の積層構造体。

[35]第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する[32]に記載の積層構造体。

[36]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[31]乃至[35]のいずれか1項に記載の積層構造体。

[37]《電子デバイス》
 電極構造、絶縁層及び能動層を備えた電子デバイスであって、
 絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
 能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
 第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている電子デバイス。

[38]絶縁層と能動層の界面において、第1有機材料と第2有機材料とは混じり合っておらず、絶縁層と能動層とは分離している[37]に記載の電子デバイス。

[39]第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)上に、第2有機材料(能動層あるいは絶縁層を構成する材料)を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成することで、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
 第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する[38]に記載の電子デバイス。

[40]第1層上に第2有機材料溶液層を形成したときの第1層が溶剤に溶解する速度は、0nm/分を超え、50nm/分以下である[39]に記載の電子デバイス。

[41]第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層(絶縁層あるいは能動層を構成する層)と第2層(能動層あるいは絶縁層を構成する層)とは分離する[38]に記載の電子デバイス。

[42]第1有機材料及び第2有機材料は非硬化性材料から成る[37]乃至[41]のいずれか1項に記載の電子デバイス。
10・・・基体、
11・・・ガラス基板、
12・・・絶縁膜、
14・・・ゲート電極(制御電極)、
15・・・ゲート絶縁層(絶縁層)、
16・・・ソース/ドレイン電極(第1電極及び第2電極)、
17・・・チャネル形成領域、
18・・・チャネル形成領域延在部、
20,33・・・能動層、
31・・・第1電極、
32・・・第2電極
43・・・溝部、
44・・・制御電極(ゲート電極)、
45・・・絶縁層(ゲート絶縁層)、
45A・・・第1絶縁層(第1ゲート絶縁層)、
45B・・・第2絶縁層(第2ゲート絶縁層)、
46・・・第1電極及び第2電極(ソース/ドレイン電極)、
47・・・チャネル形成領域、
48・・・チャネル形成領域延在部、
50・・・能動層、
60・・・能動層、
61・・・第1電極、
62・・・第2電極
63・・・電荷注入層、
101,201,301,401,501,601,701・・・第1層、
102,202,302,402,502,602,702・・・第2層、
301’,401’,601’・・・第1有機材料溶液層、
102’,202’,302’,402’,502’,602’・・・第2有機材料溶液層、
103,203,303,403,503,603・・・第1有機材料と第2有機材料とが混じり合った領域

Claims (20)

  1.  以下の構造式(1)乃至構造式(9)から成る群から選択されたいずれか1つの構造式で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
     ここで、
     Xは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
     Yは、酸素、硫黄、セレン及びテルルから成る群から選択された1種類の原子であり、
     R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。
  2.  R、A1、A2は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、及び、ハロゲン原子から成る群から選択された1種類の置換基である請求項1に記載のジオキサアンタントレン系化合物。
  3.  Xは酸素である請求項1に記載のジオキサアンタントレン系化合物。
  4.  Yは硫黄である請求項1に記載のジオキサアンタントレン系化合物。
  5.  第1電極、
     第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
     第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
    を少なくとも備えており、
     有機半導体材料は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のジオキサアンタントレン系化合物から成る電子デバイス。
  6.  以下の構造式(11)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
    ここで、Rは、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基である。
  7.  第1電極、
     第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
     第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
    を少なくとも備えており、
     有機半導体材料は、以下の構造式(11)で表されるジオキサアンタントレン系化合物を含む電子デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
    ここで、Rは、炭素数が4以上の分岐を有するアルキル基である。
  8.  以下の構造式(21-1)、又は、構造式(21-2)、又は、構造式(21-3)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
     ここで、
     置換基Aは、以下の構造式(22-1)、又は、構造式(22-2)で表され、
     X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8は、それぞれ、水素原子、又は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アリールアルキル基、芳香族複素環、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、及び、シリル基から成る群から選択された1種類の置換基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
  9.  以下の構造式(23-1)、又は、構造式(23-2)で表されるジオキサアンタントレン系化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
  10.  第1電極、
     第1電極と離間して設けられた第2電極、及び、
     第1電極から第2電極に亙り設けられた、有機半導体材料から成る能動層、
    を少なくとも備えており、
     有機半導体材料は、請求項8又は請求項9に記載のジオキサアンタントレン系化合物を含む電子デバイス。
  11.  支持体上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
     第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
    各工程から成り、
     第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。
  12.  支持体上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、積層構造体の形成方法であって、
     支持体上に第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する積層構造体の形成方法。
  13.  (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
     (B)第1絶縁層上に第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
     (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
     第1層によって第2絶縁層が構成され、
     第2層によって能動層が構成され、
     第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  14.  (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
     (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、次いで、
     (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
     第1層によって絶縁層が構成され、
     第2層によって能動層が構成され、
     第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  15.  (A)基体上に、制御電極、及び、制御電極を覆う第1絶縁層を形成した後、
     (B)第1絶縁層上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
     第1層によって第2絶縁層が構成され、
     第2層によって能動層が構成され、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  16.  (A)基体に形成された溝部内に制御電極を形成した後、
     (B)基体及び制御電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は絶縁材料から成り、第2有機材料は有機半導体材料から成り、
     第1層によって絶縁層が構成され、
     第2層によって能動層が構成され、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  17.  (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
     (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料から成る第1層を形成し、
    次いで、
     (C)第1層上に、第1有機材料とは異なる第2有機材料を溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成した後、乾燥することで、第2有機材料から成る第2層を形成する、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
     第1層によって能動層が構成され、
     第2層によって絶縁層が構成され、
     第1層上に第2有機材料溶液層を形成したとき、第2有機材料溶液層に含まれる溶剤によって第1層の表面が溶解されることにより、第1層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  18.  (A)基体に形成された溝部内に第1電極及び第2電極を形成した後、
     (B)基体並びに第1電極及び第2電極上に、第1有機材料を第1溶剤に溶解した第1有機材料溶液層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料を第2溶剤に溶解した第2有機材料溶液層を形成し、次いで、第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥することで、第1有機材料から成る第1層、及び、第2有機材料から成る第2層の積層構造体を得る、
    各工程を少なくとも備えた電子デバイスの製造方法であって、
     第1有機材料は有機半導体材料から成り、第2有機材料は絶縁材料から成り、
     第1層によって能動層が構成され、
     第2層によって絶縁層が構成され、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を形成したとき、第1有機材料溶液層と第2有機材料溶液層との界面において第1有機材料と第2有機材料とは混じり合い、
     第1有機材料溶液層及び第2有機材料溶液層を乾燥したとき、第1層と第2層とは分離する電子デバイスの製造方法。
  19.  第1有機材料から成る第1層、及び、第1有機材料とは異なる第2有機材料から成る第2層が積層された積層構造体であって、
     第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている積層構造体。
  20.  電極構造、絶縁層及び能動層を備えた電子デバイスであって、
     絶縁層は、絶縁材料から構成された第1有機材料から成り、
     能動層は、有機半導体材料から構成された第2有機材料から成り、
     第1有機材料及び第2有機材料の組合せは、第1有機材料及び第2有機材料の混合系のギプス自由エネルギーの値G0から、第1有機材料のギプス自由エネルギーの値G1及び第2有機材料のギプス自由エネルギーの値G2を減じた値が正である材料の組合せから構成されている電子デバイス。
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