WO2015133375A1 - 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

有機薄膜トランジスタ及びその製造方法 Download PDF

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WO2015133375A1
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represent
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滝沢 裕雄
輝樹 新居
康智 米久田
修史 平野
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic thin film transistor and a method for manufacturing the same.
  • TFTs thin film transistors
  • the TFT has a structure in which a gate electrode, a gate insulating layer, a source electrode, and a drain electrode are connected, and the source electrode and the drain electrode are connected by a semiconductor layer.
  • an inorganic material such as silicon has been mainly used.
  • organic materials that can be formed at high speed, efficiently, and at low cost at a lower temperature than inorganic materials, for example, around room temperature, by an application method such as a printing method.
  • Patent Document 1 Organic semiconductors such as organic polymers are known as organic materials. A combination of such an organic semiconductor and a polymer other than the organic semiconductor has also been reported (Patent Document 1). Further, in an organic thin film transistor (also referred to as OTFT), Patent Document 2 describes a method of forming a semiconductor layer having a three-layer structure by phase-separating an organic material containing TIPS pentacene and poly ( ⁇ -methylstyrene) or polystyrene. Has been.
  • the organic binder used in combination with the organic semiconductor is insulative, and even if these are simply used together as in Patent Document 1, the organic material is phase-separated to form a semiconductor layer as in Patent Document 2.
  • the characteristics of the organic thin film transistor are not yet sufficient, and there is room for improvement in carrier mobility, durability, and threshold voltage.
  • An object of the present invention is to provide an organic thin film transistor having high carrier mobility and excellent durability. It is another object of the present invention to provide an organic thin film transistor that also exhibits a low threshold voltage. Moreover, this invention makes it a subject to provide the method of manufacturing the organic thin-film transistor which has said outstanding characteristic.
  • the inventors of the present invention have studied an organic material for forming the organic semiconductor layer. By using an organic semiconductor and a specific resin in combination, a charge transfer channel can be secured in the organic semiconductor layer and high carrier mobility can be maintained. Furthermore, it has been found that the threshold voltage can be lowered. The present invention has been completed based on these findings.
  • a gate electrode, an organic semiconductor layer, a gate insulating layer provided between the gate electrode and the organic semiconductor layer, and an organic semiconductor layer are provided and connected via the organic semiconductor layer.
  • An organic thin film transistor having a source electrode and a drain electrode When the organic semiconductor layer forms an organic semiconductor, a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, 1 or more carbon atoms, and an alkoxycarbonyl group, an alkyl group, cycloalkyl group, aralkyl group, aryl having 2 or more carbon atoms Resin having one or more groups selected from the group consisting of an oxycarbonyl group, an aromatic ring group substituted with at least one alkyl group, and an aromatic ring group substituted with at least one cycloalkyl group ( C).
  • R 10 and R 11 represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
  • W 3 represents an organic group having one or more selected from the group consisting of a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group having 2 or more carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • W 4 represents an organic group having one or more selected from the group consisting of a fluorine atom, a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group, and a cycloalkyl group.
  • W 5 and W 6 represent an organic group having one or more selected from the group consisting of a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group and an aralkyl group.
  • Ar 11 represents an (r + 1) -valent aromatic ring group. r represents an integer of 1 to 10.
  • a C1 and A C2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • R C1 to R C6 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R C1 to R C6 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X D1 and X D2 represent NR D9 , an oxygen atom or a sulfur atom.
  • a D1 represents CR D7 or a nitrogen atom
  • a D2 represents CR D8 or a nitrogen atom
  • R D9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an acyl group.
  • R D1 to R D8 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R D1 to R D8 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X E1 and X E2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or NR E7 .
  • a E1 and A E2 represent CR E8 or a nitrogen atom.
  • R E1 to R E8 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R E1 to R E8 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • XF1 and XF2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
  • R F1 to R F10 , R Fa and R Fb represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R F1 to R F10 , R Fa and R Fb is a substituent represented by the general formula (W). . p and q each represents an integer of 0-2.
  • X G1 and X G2 represent NR G9 , an oxygen atom, or a sulfur atom.
  • a G1 represents CR G7 or a nitrogen atom
  • a G2 represents CR G8 or a nitrogen atom.
  • R G9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group
  • R G1 to R G8 represent a hydrogen atom or a substituent
  • at least one of R G1 to R G8 Is a substituent represented by the following general formula (W).
  • W general formula (H)
  • X H1 to X H4 represent NR H7 , an oxygen atom or a sulfur atom
  • R H7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group, or a heteroaryl group.
  • R H1 to R H6 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R H1 to R H6 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X J1 and X J2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR J9 .
  • X J3 and X J4 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • R J1 to R J9 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R J1 to R J9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X K1 and X K2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR K9 .
  • X K3 and X K4 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • R K1 to R K9 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R K1 to R K9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X L1 and X L2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or NR L11 .
  • R L1 to R L11 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R L1 to R L11 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • W general formula
  • X M1 and X M2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR M9 .
  • R M1 to R M9 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R M1 to R M9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • XN1 and XN2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NRN13 .
  • R N1 to R N13 each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R N1 to R N13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • W general formula
  • X P1 and X P2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NRP13 .
  • R P1 to R P13 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R P1 to R P13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X Q1 and X Q2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR Q13 .
  • R Q1 to R Q13 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R Q1 to R Q13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X R1 , X R2 and X R3 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR R9 .
  • R R1 to R R9 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R R1 to R R9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X S1 , X S2 , X S3 and X S4 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR S7 .
  • R S1 to R S7 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R S1 to R S7 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • W general formula
  • X T1 , X T2 , X T3 and X T4 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR T7 .
  • R T1 to R T7 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R T1 to R T7 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • L represents a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-25), or two or more of the following general formulas (L-1) to (L And a divalent linking group to which the divalent linking group represented by any one of -25) is bonded.
  • R W is a substituted or unsubstituted alkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an oxyethylene group, repetition number v of oxyethylene units is more than one oligo oxyethylene group, a siloxane group, the number of silicon atoms is more than one It represents an oligosiloxane group or a substituted or unsubstituted trialkylsilyl group.
  • the wavy line represents the bonding position with any ring forming each skeleton represented by the general formulas (C) to (T).
  • * Represents a bonding position with Rw or a bonding position with a wavy line part of the general formulas (L-1) to (L-25).
  • M in the general formula (L-13) represents 4
  • m in the general formulas (L-14) and (L-15) represents 3
  • m in the general formulas (L-16) to (L-20) represents 2 and m in (L-22) represents 6.
  • R LZ in formulas (L-1), (L-2), (L-6) and (L-13) to (L-24) each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R N represents a hydrogen atom or a substituent
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.
  • the gate insulating layer is formed of an organic polymer.
  • a gate electrode, an organic semiconductor layer, a gate insulating layer provided between the gate electrode and the organic semiconductor layer, and the organic semiconductor layer are provided on the substrate and are connected via the organic semiconductor layer.
  • An organic thin film transistor in which a coating solution containing a resin (C) having one or more selected groups is applied onto a substrate or a gate insulating layer Method for producing a register.
  • each substituent, etc. Means the same or different. The same applies to the definition of the number of substituents and the like. Further, when there are repetitions of a plurality of partial structures represented by the same indication in the formula, each partial structure or repeating unit may be the same or different. Even when not particularly specified, when a plurality of substituents and the like are close (particularly adjacent), they may be connected to each other or condensed to form a ring.
  • the term “compound” (including resin) is used to mean not only the compound itself but also its salt and its ion. In addition, it means that a part of the structure is changed as long as the desired effect is achieved.
  • a substituent that does not clearly indicate substitution or non-substitution means that the group may have an arbitrary substituent as long as a desired effect is achieved. . This is also the same for compounds that do not specify substitution or non-substitution.
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the organic thin film transistor of the present invention has high carrier mobility and excellent durability. Furthermore, a low threshold voltage is also shown.
  • the manufacturing method of the organic thin-film transistor of this invention can manufacture the organic thin-film transistor which has said outstanding characteristic.
  • Organic thin film transistor The form of the organic thin film transistor of the present invention (hereinafter simply referred to as “OTFT of the present invention”) will be described below.
  • the OTFT of the present invention is provided on a substrate in contact with an organic semiconductor layer, a gate electrode, an organic semiconductor layer, a gate insulating layer provided between the gate electrode and the organic semiconductor layer, and the organic semiconductor layer. And a source electrode and a drain electrode connected to each other.
  • a current channel channel is formed at the interface between the organic semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode and the adjacent layer. That is, the current flowing between the source electrode and the drain electrode is controlled according to the input voltage applied to the gate electrode.
  • FIGS. 1A and 1B A preferred embodiment of the OTFT of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the OTFT shown in each drawing is a schematic diagram for facilitating the understanding of the present invention, and the size or relative size relationship of each member may be changed for convenience of explanation. Is not shown as it is. Moreover, it is not limited to the external shape and shape shown by these drawings except the matter prescribed
  • the gate electrode 5 does not necessarily cover all of the substrate 6, and a form provided in the central portion of the substrate 6 is also preferable as a form of the OTFT of the present invention. .
  • FIG. 1A to 1D are longitudinal sectional views each schematically showing a typical preferred form of an OTFT.
  • 1A to 1D 1 is an organic semiconductor layer
  • 2 is a gate insulating layer
  • 3 is a source electrode
  • 4 is a drain electrode
  • 5 is a gate electrode
  • 6 is a substrate.
  • 1A shows a bottom gate-bottom contact configuration (structure)
  • FIG. 1B shows a bottom gate-top contact configuration
  • FIG. 1C shows a top gate-bottom contact configuration
  • the OTFT of the present invention includes all of the above four forms.
  • an overcoat layer may be formed on the top of each OTFT in the drawing (the top on the side opposite to the substrate 6).
  • the circle in FIG. 1A is a schematic enlarged view of the organic semiconductor layer 1 schematically showing the uneven distribution state of the organic semiconductor and the resin (C).
  • the gate electrode 5, the gate insulating layer 2, and the organic semiconductor layer 1 are arranged on the substrate 6 in this order.
  • the organic semiconductor layer 1, the gate insulating layer 2, and the gate electrode 5 are arranged in this order on the substrate 6.
  • the source electrode 3 and the drain electrode 4 are disposed on the substrate 6 side (that is, the lower side in FIG. 1) with respect to the organic semiconductor layer 1.
  • the source electrode 3 and the drain electrode 4 are arranged on the opposite side of the substrate 6 with respect to the organic semiconductor layer 1.
  • the organic semiconductor layer 1 preferably includes an organic semiconductor and a resin (C), and the organic semiconductor and the resin (C) are preferably unevenly distributed in the thickness direction of the organic semiconductor layer 1.
  • the organic semiconductor layer 1 includes a region 1B having a high organic semiconductor content and a region 1A having a high resin (C) content. These regions 1A and 1B may be present at least near the surface of the organic semiconductor layer, and may not be present over the entire organic semiconductor layer. Note that, as indicated by a broken line in FIG. 1A, the boundary between both regions 1A and 1B may not be clearly determined.
  • the organic semiconductor and the resin (C) are phase-separated from each other.
  • the organic semiconductor layer 1 includes a layer 1B made of an organic semiconductor and a layer 1A made of a resin (C).
  • “unevenly distributed” means a state in which one of the components of the organic semiconductor and the resin (C) has a phase in which the other component is present although the mass ratio is larger than the total mass ratio.
  • phase separation when a phase in which either the organic semiconductor or the resin (C) is present at a mass ratio of 99% or more is formed, It shall be determined that it is in the “phase separation” state. Therefore, in the present invention, the uneven distribution may include phase separation unless otherwise specified.
  • Whether or not the resin (C) is unevenly distributed or phase-separated in the organic semiconductor layer is determined by elemental mapping of the organic semiconductor layer by time-of-flight secondary ion analysis (TOF-SIMS) using an ion beam for etching. And confirm it. Further, by measuring the surface energy described later, it can be inferred which is more on the surface of the organic semiconductor depending on whether the surface energy is closer to the value of the organic semiconductor or the resin (C).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion analysis
  • the resin (C) has the above-described group having high hydrophobicity, and the surface energy becomes small, and as a result, the compatibility with the organic semiconductor is lowered and unevenly distributed or phase-separated with the organic semiconductor. At this time, the resin (C) having a small surface energy is unevenly distributed or phase-separated with respect to the organic semiconductor in the thickness direction, usually on the surface (air) side, in the coating layer.
  • the surface energy is a known method by measuring the contact angle of the film made of the resin (C) with both water and an organic solvent (glycerin or diiodomethane is mainly used) and substituting it into the following Owens equation. (The following is the case where glycerin (gly) is used as the organic solvent).
  • the surface energy of the resin (C) is preferably 30 mNm ⁇ 1 or less, more preferably 1 to 30 mNm ⁇ 1 , and more preferably 5 to 27 mNm. ⁇ 1 is more preferable, and 10 to 25 mNm ⁇ 1 is particularly preferable.
  • the lower limit of the surface energy of the resin (C) is preferably the above value in that the coating property of the coating liquid for forming the organic semiconductor layer and the film property of the formed organic semiconductor layer are excellent.
  • the resin (C) only needs to have the above-mentioned group, but is represented by any one of the following general formulas (C-Ia) to (C-Id) in that it is easily distributed or phase-separated in the organic semiconductor. It is preferable that the repeating unit is included.
  • the group that the resin (C) has is preferably at least one of a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom, and more preferably a group having a fluorine atom. That is, when the resin (C) has repeating units represented by the following general formulas (C-Ia) to (C-Id), at least one of W 3 to W 6 represents a group having a fluorine atom and a silicon atom. It is preferably at least one of the groups having, more preferably a group having a fluorine atom.
  • the mode in which the organic semiconductor and the resin (C) are unevenly distributed or phase separated is not particularly limited as long as it is unevenly distributed or phase separated in the thickness direction of the organic semiconductor layer.
  • Either the organic semiconductor or the resin (C) may be unevenly distributed or phase-separated in the thickness direction (depth direction, direction of the substrate 6) of the organic semiconductor layer.
  • the organic semiconductor is unevenly distributed on the gate insulating layer side, and the resin (C) is unevenly distributed on the opposite side of the gate insulating layer.
  • a charge transfer channel can be secured at the interface between the gate insulating layer and the organic semiconductor layer, and higher carrier mobility is exhibited.
  • the organic semiconductor is unevenly distributed or phase separated in the thickness direction of the organic semiconductor layer, and the resin (C) is unevenly distributed or phase separated on the surface side.
  • the OTFT of the present invention has a bottom gate configuration in which an organic semiconductor layer is provided on a gate insulating film.
  • the OTFT of the present invention preferably has a bottom contact configuration in which a source electrode and a drain electrode are provided in contact with the lower surface of the organic semiconductor layer. Thereby, carriers are easily injected from the source electrode into the organic semiconductor layer, and the injected carriers easily flow into the drain electrode, and the threshold voltage is lowered.
  • the region 1A in which the resin (C) is unevenly distributed the effect of improving the carrier mobility and the maintenance rate (durability) of the carrier mobility can be further increased. Furthermore, the effect of lowering the threshold voltage is also excellent.
  • the substrate may be any substrate as long as it can support the OTFT and the display panel produced thereon.
  • the substrate is not particularly limited as long as the surface is insulative, has a sheet shape, and has a flat surface.
  • An inorganic material may be used as the material for the substrate.
  • a substrate made of an inorganic material for example, various glass substrates such as soda lime glass and quartz glass, various glass substrates with an insulating film formed on the surface, a quartz substrate with an insulating film formed on the surface, and an insulating film on the surface Examples thereof include a silicon substrate, a sapphire substrate, a metal substrate made of various alloys such as stainless steel, aluminum, nickel, and various metals, metal foil, and paper.
  • a conductive or semiconducting material such as stainless steel sheet, aluminum foil, copper foil or silicon wafer, an insulating polymer material or metal oxide is usually applied or laminated on the surface. Used.
  • an organic material may be used as the material of the substrate.
  • polymethyl methacrylate polymethyl methacrylate, PMMA
  • polyvinyl alcohol PVA
  • polyvinyl phenol PVP
  • polyethersulfone PES
  • polyimide polyamide
  • polyacetal polycarbonate
  • PC polyethylene terephthalate
  • flexible plastic substrate also referred to as a plastic film or a plastic sheet
  • an organic polymer exemplified by polyethylene naphthalate (PEN), polyethyl ether ketone, polyolefin, and polycycloolefin.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • polyethyl ether ketone polyolefin
  • polycycloolefin polycycloolefin.
  • the thing formed with the mica can also be mentioned. If such a flexible plastic substrate or the like is used, it is possible to incorporate or integrate the OTFT into, for example, a curved display
  • the glass transition point is preferably high and the glass transition point is preferably 40 ° C. or higher.
  • the coefficient of linear expansion is small from the viewpoint that the dimensional change is hardly caused by the heat treatment at the time of manufacture and the transistor performance is stable.
  • a material having a linear expansion coefficient of 25 ⁇ 10 ⁇ 5 cm / cm ⁇ ° C. or less is preferable, and a material having a coefficient of 10 ⁇ 10 ⁇ 5 cm / cm ⁇ ° C. or less is more preferable.
  • the organic material constituting the substrate is preferably a material having resistance to a solvent used at the time of manufacturing the OTFT, and a material having excellent adhesion to the gate insulating layer and the electrode is preferable.
  • a plastic substrate made of an organic polymer having a high gas barrier property. It is also preferable to provide a dense silicon oxide film or the like on at least one surface of the substrate, or to deposit or laminate an inorganic material.
  • 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.) can also be mentioned.
  • a functional layer such as a buffer layer for improving adhesion and flatness, a barrier film for improving gas barrier properties, and a surface treatment layer such as an easy adhesion layer may be formed on the surface. Further, surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, UV / ozone treatment may be performed.
  • the thickness of the substrate is preferably 10 mm or less, more preferably 2 mm or less, and particularly preferably 1 mm or less. On the other hand, it is preferably 0.01 mm or more, and more preferably 0.05 mm or more. In particular, in the case of a plastic substrate, the thickness is preferably about 0.05 to 0.1 mm. In the case of a substrate made of an inorganic material, the thickness is preferably about 0.1 to 10 mm.
  • a conductive material (also referred to as an electrode material) constituting the gate electrode is not particularly limited.
  • metals such as platinum, gold, silver, aluminum, chromium, nickel, copper, molybdenum, titanium, magnesium, calcium, barium, sodium, palladium, iron, manganese; InO 2 , SnO 2 , indium-tin oxide (ITO ), Conductive metal oxides such as fluorine-doped tin oxide (FTO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), and gallium-doped zinc oxide (GZO); polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, poly (3,4-ethylenedioxy) Conductive polymers such as thiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS); acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfonic acid (PEDOT / PSS); acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfonic acid
  • the method of forming the gate electrode there is no limitation on the method of forming the gate electrode.
  • films formed by physical vapor deposition (PVD) such as vacuum vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), sputtering, printing (coating), transfer, sol-gel, plating, etc. And patterning to a desired shape.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • sputtering sputtering
  • printing coating
  • transfer sol-gel
  • sol-gel plating
  • a desired shape a solution, paste, or dispersion of the above material can be prepared and applied, and a film can be formed or an electrode can be directly formed by drying, baking, photocuring, aging, or the like.
  • patterning can be performed in combination with the following photolithography method or the like.
  • Examples of the photolithography method include a method in which a patterning of a photoresist is combined with etching such as wet etching with an etchant or dry etching with reactive plasma, a lift-off method, or the like.
  • etching such as wet etching with an etchant or dry etching with reactive plasma, a lift-off method, or the like.
  • a method of irradiating the material with an energy beam such as a laser or an electron beam to polish the material or changing the conductivity of the material may be used.
  • substrate is also mentioned.
  • the thickness of the gate electrode is arbitrary, but is preferably 1 nm or more, particularly preferably 10 nm or more. Moreover, 500 nm or less is preferable and 200 nm or less is especially preferable.
  • the gate insulating layer is not particularly limited as long as it is an insulating layer, and may be a single layer or a multilayer.
  • the gate insulating layer is preferably formed of an insulating material, and preferable examples of the insulating material include organic polymers and inorganic oxides.
  • the organic polymer and the inorganic oxide are not particularly limited as long as they have insulating properties, and those that can form a thin film, for example, a thin film having a thickness of 1 ⁇ m or less are preferable.
  • Each of the organic polymer and the inorganic oxide may be used alone or in combination of two or more, or the organic polymer and the inorganic oxide may be used in combination.
  • polyvinyl phenol polystyrene (PS), poly (meth) acrylate represented by polymethylmethacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride (PVC), polyfluorination Vinylidene (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), cyclic fluoroalkyl polymers represented by CYTOP (registered trademark), polycycloolefin, polyester, polyethersulfone, polyetherketone, polyimide, epoxy resin, polydimethylsiloxane ( Polyorganosiloxane represented by PDMS), polysilsesquioxane, butadiene rubber and the like.
  • PS polyvinyl phenol, polystyrene (PS), poly (meth) acrylate represented by polymethylmethacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride (PVC), polyfluorination Vinylidene (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), cyclic fluoroal
  • thermosetting resins such as phenol resin, novolac resin, cinnamate resin, acrylic resin, and polyparaxylylene resin are also included.
  • the organic polymer can be used in combination with a compound having a reactive substituent such as an alkoxysilyl group, a vinyl group, an acryloyloxy group, an epoxy group, or a methylol group.
  • the gate insulating layer is formed of an organic polymer
  • Crosslinking is preferably performed by generating an acid or radical using light, heat or both.
  • radical generator that generates radicals by light or heat
  • thermal polymerization initiators (H1) described in [0182] to [0186] of JP2013-214649A and photopolymerization initiation Agent (H2) photo radical generators described in JP-A-2011-186069, [0046] to [0051], photo-radical polymerization initiation described in JP-A 2010-285518, [0042] to [0056]
  • An agent or the like can be suitably used, and the contents thereof are preferably incorporated in the present specification.
  • “Number average molecular weight (Mn) is 140 to 5,000, described in JP2013-214649A [0167] to [0177], has a crosslinkable functional group, and does not have a fluorine atom. It is also preferred to use "compound (G)", the contents of which are preferably incorporated herein.
  • a photoacid generator that generates an acid by light
  • a photocationic polymerization initiator described in [0033] to [0034] of JP2010-285518A, JP2012-163946A
  • the acid generators described in [0120] to [0136] of the publication, particularly sulfonium salts, iodonium salts, and the like can be preferably used, and the contents thereof are preferably incorporated herein.
  • thermal acid generator that generates an acid by heat
  • thermal cationic polymerization initiators described in JP-A 2010-285518, [0035] to [0038], particularly onium salts, and JP-A 2005
  • the catalysts described in [0034] to [0035] of Japanese Patent No. 354012 can be preferably used, particularly sulfonic acids and sulfonic acid amine salts, and the contents thereof are preferably incorporated herein.
  • crosslinking agents described in JP-A-2005-354012 [0032] to [0033] particularly bifunctional or higher epoxy compounds, oxetane compounds, JP-A 2006-303465, [0046] to [0062].
  • crosslinking agent described above in particular, a compound having two or more crosslinking groups, and at least one of the crosslinking groups is a methylol group or an NH group, and JP-A No. 2012-163946, [0137] It is also preferable to use a compound having two or more hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups in the molecule as described in [0145], and the contents thereof are preferably incorporated herein.
  • Examples of a method for forming the gate insulating layer with an organic polymer include a method of coating and curing an organic polymer.
  • the coating method is not particularly limited, and includes the above printing methods. Of these, a wet coating method such as a micro gravure coating method, a dip coating method, a screen coating printing, a die coating method or a spin coating method is preferable.
  • the inorganic oxide is not particularly limited.
  • silicon oxide in addition to silicon oxide (SiO X ), BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass), PSG (Phosphorus Silicon Glass), BSG (Boron Silicon Glass), AsSG (As-doped silica glass) , PbSG (Lead Silicon Glass), silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant SiO 2 based materials (for example, polyaryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene) Fluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG).
  • SiO 2 based materials for example, polyaryl ether, cycloperfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene
  • a vacuum film formation method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or the like can be used.
  • Assist may be performed with the plasma, ion gun, radical gun, or the like used.
  • precursors corresponding to the respective metal oxides specifically metal halides such as chlorides and bromides, metal alkoxides, metal hydroxides, and the like, such as acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid in alcohol and water, You may form by making it react with bases, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and hydrolyzing. When such a solution process is used, the above wet coating method can be used.
  • the gate insulating layer can also be provided by a method that combines any one of the lift-off method, the sol-gel method, the electrodeposition method, and the shadow mask method, and, if necessary, the patterning method.
  • the gate insulating layer may be subjected to surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, UV / ozone treatment, etc. In this case, it is preferable that the surface roughness due to the treatment is not roughened.
  • the arithmetic mean roughness of the surface of the gate insulating layer Ra or root mean square roughness R MS is 0.5nm or less.
  • a self-assembled monolayer may be formed on the gate insulating layer.
  • the compound that forms the self-assembled monolayer is not particularly limited as long as it is a compound that self-assembles.
  • one or more compounds represented by the following formula 1S are used as the compound that self-assembles. be able to.
  • R 1S represents any of an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, or a heterocyclic group (thienyl, pyrrolyl, pyridyl, fluorenyl, etc.).
  • X S represents an adsorptive or reactive substituent, specifically, —SiX 4 X 5 X 6 group (X 4 represents a halide group or an alkoxy group, and X 5 and X 6 are each independently a halide group.
  • X 4 , X 5 , and X 6 are preferably the same, more preferably a chloro group, a methoxy group, and an ethoxy group, and a phosphonic acid group (— PO 3 H 2 ), phosphinic acid group (—PRO 2 H, R is an alkyl group), phosphoric acid group, phosphorous acid group, amino group, halide group, carboxy group, sulfonic acid group, boric acid group (—B ( OH) 2 ), a hydroxy group, a thiol group, an ethynyl group, a vinyl group, a nitro group, or a cyano group.
  • R 1S is preferably not branched, for example, a linear normal alkyl (n-alkyl) group, a ter-phenyl group in which three phenyl groups are arranged in series, or a para-position of the phenyl group.
  • n-alkyl groups are arranged on both sides.
  • the alkyl chain may have an ether bond, and may have a carbon-carbon double bond or a triple bond.
  • Self-assembled monolayer layer, adsorptive or reactive substituent X S is, interacting with the reactive sites (e.g., -OH groups) of the corresponding surface of the gate insulating layer, by forming the adsorption or reaction bonded Formed on the gate insulating layer.
  • the reactive sites e.g., -OH groups
  • the surface of the self-assembled monolayer provides a smoother surface with a lower surface energy. Therefore, the main skeleton of the compound represented by the above formula 1S is linear. It is preferable that the molecular length is uniform.
  • alkyl such as methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, and phenethyltrichlorosilane
  • alkyltrialkoxysilane compounds such as trichlorosilane compounds, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, alkylphosphonic acid, arylphosphonic acid, alkyl Examples thereof include carboxylic acid, arylphosphonic acid, alkylboric
  • the self-assembled monolayer may be formed using a method in which the above compound is deposited on the gate insulating layer under vacuum, a method in which the gate insulating layer is immersed in a solution of the above compound, a Langmuir-Blodgett method, or the like. it can. Further, for example, the gate insulating layer can be formed by treating the alkyl chlorosilane compound or the alkylalkoxysilane compound with a solution of 1 to 10% by mass in an organic solvent. In the present invention, the method for forming the self-assembled monolayer is not limited to these. For example, as a preferable method for obtaining a denser self-assembled monolayer, Langmuir 19, 1159 (2003) and J. Org. Phys. Chem. B 110, 21101 (2006) etc. are mentioned.
  • the gate insulating layer is immersed in a highly volatile dehydrating solvent in which the above compound is dispersed to form a film, the gate insulating layer is taken out, and if necessary, the above compound such as annealing and the gate insulating layer
  • the film can be washed with a dehydrated solvent and then dried to form a self-assembled monolayer.
  • a dehydrating solvent For example, chloroform, a trichloroethylene, anisole, diethyl ether, hexane, toluene etc. can be used individually or in mixture.
  • an inert gas such as nitrogen as the dry gas.
  • the organic semiconductor layer is a layer that exhibits semiconductor properties and can accumulate carriers.
  • the organic semiconductor layer may be a layer containing an organic semiconductor and a resin (C), and preferably, as described above, the organic semiconductor and the resin (C) are unevenly distributed in the thickness direction of the organic semiconductor layer. ing.
  • An organic polymer, its derivative (s), a low molecular weight compound, etc. are mentioned.
  • the low molecular compound means a compound other than the organic polymer and its derivative. That is, it refers to a compound having no repeating unit. As long as the low molecular weight compound is such a compound, the molecular weight is not particularly limited.
  • the molecular weight of the low molecular weight compound is preferably 300 to 2000, more preferably 400 to 1000.
  • Examples of the low molecular weight compound include condensed polycyclic aromatic compounds.
  • acene such as naphthacene, pentacene (2,3,6,7-dibenzoanthracene), hexacene, heptacene, dibenzopentacene, tetrabenzopentacene, anthradithiophene, pyrene, benzopyrene, dibenzopyrene, chrysene, perylene, coronene, terylene , Ovalene, quaterrylene, circumanthracene, and derivatives obtained by substituting a part of these carbon atoms with atoms such as N, S, O, etc., or at least one hydrogen atom bonded to the carbon atom is a functional group such as a carbonyl group Derivatives substituted with a group (dioxaanthanthrene compounds including perixanthenoxanthene and derivatives thereof, triphenodio
  • metal phthalocyanines represented by copper phthalocyanine, tetrathiapentalene and derivatives thereof, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid 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), N, N′-dioctylnaphthalene -1,4,5,8-tetracarboxylic acid diimide derivatives, naphthalene tetracarboxylic acid diimides such as naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid diimide, anthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid Condensed ring tetracarboxylic acid di
  • Further examples include polyanthracene, triphenylene, and quinacridone.
  • low molecular weight compound examples include 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) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex , A charge transfer complex represented by TCNQ-iod
  • the organic semiconductor is preferably a low-molecular compound because it tends to be unevenly distributed with the resin (C), and among them, a condensed polycyclic aromatic compound is preferable.
  • a condensed polycyclic aromatic compound is used in combination with the resin (C)
  • the effect of improving the carrier mobility and the durability is high, and further, an excellent effect of reducing the threshold voltage is also exhibited.
  • the condensed polycyclic aromatic compound is preferably an acene represented by any one of formulas (A1) to (A4) and a compound represented by any one of the following general formulas (C) to (T).
  • a compound represented by any one of the following general formulas (C) to (T) is more preferable because it is easily distributed with C).
  • a preferable acene as the condensed polycyclic aromatic compound is represented by the following formula (A1) or (A2).
  • R A1 to R A6 , X A1 and X A2 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • Z A1 and Z A2 represent S, O, Se, or Te.
  • nA1 and nA2 represent an integer of 0 to 3. However, nA1 and nA2 are not 0 at the same time.
  • R A1 to R A6 , X A1 and X A2 are not particularly limited, but are alkyl groups (eg, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, tert-pentyl, hexyl).
  • R A7 , R A8 , X A1 and X A2 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R A7 , R A8 , X A1 and X A2 may be the same or different.
  • the substituents represented by R A7 and R A8 are preferably those listed above as substituents that can be employed as R A1 to R A6 in formulas (A1) and (A2).
  • Z A1 and Z A2 represent S, O, Se, or Te.
  • nA1 and nA2 represent an integer of 0 to 3. However, nA1 and nA2 are not 0 simultaneously.
  • R A7 and R A8 are preferably those represented by the following formula (SG1).
  • R A9 to R A11 represent substituents.
  • X A represents Si, Ge or Sn.
  • the substituents represented by R A9 to R A11 are preferably those listed above as substituents that can be employed as R A1 to R A6 in formulas (A1) and (A2).
  • acene or acene derivative represented by formulas (A1) to (A4) are shown below, but are not limited thereto.
  • a C1 and A C2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • both A C1 and A C2 represent an oxygen atom and a sulfur atom, more preferably a sulfur atom.
  • R C1 to R C6 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R C1 to R C6 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X D1 and X D2 represent NR D9 , an oxygen atom or a sulfur atom.
  • a D1 represents CR D7 or a nitrogen atom
  • a D2 represents CR D8 or a nitrogen atom
  • R D9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an acyl group.
  • R D1 to R D8 represent a hydrogen atom or a substituent
  • at least one of R D1 to R D8 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X E1 and X E2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or NR E7 .
  • a E1 and A E2 represent CR E8 or a nitrogen atom.
  • R E1 to R E8 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R E1 to R E8 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • XF1 and XF2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
  • X F1 and X F2 preferably represent an oxygen atom or a sulfur atom, and more preferably represent a sulfur atom.
  • R F1 to R F10 , R Fa and R Fb represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R F1 to R F10 , R Fa and R Fb is a substituent represented by the general formula (W).
  • p and q each represents an integer of 0-2.
  • X G1 and X G2 represent NR G9 , an oxygen atom, or a sulfur atom.
  • a G1 represents CR G7 or a nitrogen atom.
  • a G2 represents CR G8 or a nitrogen atom.
  • R G9 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R G1 to R G8 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R G1 to R G8 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X H1 to X H4 represent NR H7 , an oxygen atom or a sulfur atom.
  • X H1 to X H4 preferably represent a sulfur atom.
  • R H7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an acyl group, an aryl group or a heteroaryl group.
  • R H1 to R H6 each represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R H1 to R H6 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X J1 and X J2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR J9 .
  • X J3 and X J4 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • X J1 , X J2 , X J3 and X J4 preferably represent a sulfur atom.
  • R J1 to R J9 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R J1 to R J9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X K1 and X K2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR K9 .
  • X K3 and X K4 represent an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
  • X K1 , X K2 , X K3 and X K4 preferably represent a sulfur atom.
  • R K1 to R K9 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R K1 to R K9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X L1 and X L2 represent an oxygen atom, a sulfur atom or NR L11 .
  • X L1 and X L2 preferably represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • R L1 to R L11 represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R L1 to R L11 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X M1 and X M2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR M9 .
  • X M1 and X M2 preferably represent a sulfur atom.
  • R M1 to R M9 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R M1 to R M9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • XN1 and XN2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NRN13 .
  • X N1 and X N2 preferably represent a sulfur atom.
  • R N1 to R N13 each represent a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R N1 to R N13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X P1 and X P2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NRP13 .
  • X P1 and X P2 preferably represent a sulfur atom.
  • R P1 to R P13 each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R P1 to R P13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X Q1 and X Q2 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR Q13 .
  • X Q1 and X Q2 preferably represent a sulfur atom.
  • R Q1 to R Q13 each represents a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R Q1 to R Q13 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X R1 , X R2 and X R3 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR R9 .
  • X R1 , X R2 and X R3 preferably represent a sulfur atom.
  • R R1 to R R9 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • At least one of R R1 to R R9 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X S1 , X S2 , X S3 and X S4 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR S7 .
  • X S1 , X S2 , X S3 and X S4 preferably represent a sulfur atom.
  • R S1 to R S7 represent a hydrogen atom or a substituent. At least one of R S1 to R S7 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • X T1 , X T2 , X T3 , and X T4 represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or NR T7 .
  • X T1 , X T2 , X T3 and X T4 preferably represent a sulfur atom.
  • R T1 to R T7 each represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R T1 to R T7 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • Substituents R C to R T can be a halogen atom, an alkyl group (methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl Alkyl groups having 1 to 40 carbon atoms such as 2,6-dimethyloctyl, 2-decyltetradecyl, 2-hexyldecyl, 2-ethyloctyl, 2-decyltetradecyl, 2-butyldecyl, 1-octylnonyl , 2-ethyloctyl, 2-octyltetradecyl, 2-ethylhexyl, cycloalkyl, bicycloalkyl, tricycloalkyl, etc.),
  • the substituents that the substituents R C to R T can take include an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an alkylthio group, and a general formula (W) described later.
  • the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, acyl group, and aryl group of R D9 , R G9, and R H7 are the alkyl groups and alkenyl groups described above for the substituents that R C to R T can take.
  • the heteroaryl group has the same meaning as the heteroaryl group described for the substituents of R A1 to R A6 .
  • L is a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-25) or 2 or more (preferably 2 to 10, more preferably 2).
  • R W is a substituted or unsubstituted alkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an oxyethylene group, repetition number v of oxyethylene units is more than one oligo oxyethylene group, a siloxane group, the number of silicon atoms is more than one It represents an oligosiloxane group or a substituted or unsubstituted trialkylsilyl group.
  • the wavy line represents the bonding position with any ring forming each skeleton represented by the general formulas (C) to (T).
  • L represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any of the general formulas (L-1) to (L-25) are bonded
  • the moiety is a bonding position with any ring forming each skeleton represented by the general formulas (C) to (T) and a divalent group represented by the general formulas (L-1) to (L-25).
  • R LZ in the general formulas (L-1), (L-2), (L-6) and (L-13) to (L-24) each independently represents a hydrogen atom or a substituent
  • the general formula (L -1) and (L-2) R LZ may form a condensed ring by combining with R W adjacent L respectively in.
  • R N represents a hydrogen atom or a substituent
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.
  • the divalent linking groups represented by the general formulas (L-17) to (L-21), (L-23) and (L-24) are represented by the following general formulas (L-17A) to (L It is more preferably a divalent linking group represented by -21A), (L-23A) and (L-24A).
  • a substituted or unsubstituted alkyl group an oxyethylene group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of 2 or more, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted group. If a trialkylsilyl group substitutions present on the end of the substituent of the general formula (W) -R W alone and can also be interpreted in, be interpreted as -L-R W in the general formula (W) it can.
  • two (2) R LZ is a hydrogen atom (L-1) and n-heptyl having 7 carbon atoms.
  • the substituent represented by the general formula (W) is an alkoxy group having 8 carbon atoms
  • one linking group represented by the general formula (L-4) which is —O— and two R This is interpreted as a substituent in which one linking group represented by (L-1), in which LZ is a hydrogen atom, and an n-heptyl group having 7 carbon atoms are bonded.
  • an oxyethylene group an oligooxyethylene group having a repeating number v of 2 or more, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted trialkylsilyl group. If a group is present at the end of the substituents on including a linking group as possible from the end of the substituent, it is interpreted as R W alone in the general formula (W).
  • the substituent R LZ in the general formulas (L-1), (L-2), (L-6) and (L-13) to (L-24) is represented by the general formulas (C) to (T). It may be mentioned those exemplified as the substituents of the substituents R C ⁇ R T can be taken.
  • substituents R LZ of the general formula (L-6) in among them is an alkyl group, if (L-6) in the R LZ is an alkyl group, number of carbon atoms in the alkyl group 1-9 It is preferably 4 to 9, more preferably 5 to 9, and more preferably 5 to 9 from the viewpoints of chemical stability and carrier transportability.
  • R LZ in (L-6) is an alkyl group
  • the alkyl group is preferably a linear alkyl group from the viewpoint of increasing carrier mobility.
  • the R N may be mentioned those exemplified as the substituents which may take the substituents R C ⁇ R T. Among them a hydrogen atom or a methyl group is preferable as also R N.
  • R si is preferably an alkyl group. There are no particular limitations on the alkyl group R si can take, the preferred range of the alkyl group R si can take is the same as the preferred ranges of the alkyl group can take silyl group when R W is a silyl group.
  • the alkenyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkenyl group, more preferably a branched alkenyl group, and the alkenyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkynyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group, more preferably a branched alkynyl group, and the alkynyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms. .
  • L is a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1) to (L-5), (L-13), (L-17) or (L-18), or A divalent linkage in which two or more divalent linking groups represented by any one of (L-1) to (L-5), (L-13), (L-17) or (L-18) are bonded.
  • divalent divalent linking group represented by the linking group and formula (L-1) of that is a divalent linking group attached is particularly preferred.
  • There divalent linking group bonded is preferably a divalent linking group represented by formula (L-1) binds to R W side.
  • a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1) is particularly preferred, represented by the general formula (L-1).
  • L is a divalent linking group represented by the general formulas (L-18) and (L-1), and (L-1) bonded to R W, more particularly preferably more that R W is a substituted or unsubstituted alkyl group, a divalent linking group L is represented by the general formula (L-18A) and (L-1) Yes, (L-1) via bonded to R W, it is even more particularly preferred R W is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R W may be a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R W represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oxyethylene group, It is preferably an oligooxyethylene group having 2 or more repeating oxyethylene units, a siloxane group, or an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R W when L adjacent to R W is a divalent linking group represented by formula (L-2) and (L-4) ⁇ (L -25) is, R W is It is more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R W when L adjacent to R W is a divalent linking group represented by the general formula (L-3) is, R W represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted The silyl group is preferable.
  • R W is a substituted or unsubstituted alkyl group, it preferably has a carbon number of 4-17, it is chemically stable is 6 to 14, more preferably from the viewpoint of carrier transportability, 6-12 More preferably it is.
  • R W are long-chain alkyl group having the above-mentioned range, and particularly a straight-chain alkyl group of chain increases the linearity of the molecule, from the viewpoint of capable of enhancing the carrier mobility. If R W represents an alkyl group, a straight-chain alkyl group, even branched alkyl group, it may be a cyclic alkyl group, a straight-chain alkyl groups, increases the linearity of the molecules, to increase the carrier mobility It is preferable from the viewpoint that can be achieved.
  • a divalent linking group L in formula (C) ⁇ (T) is represented by formula (L-1), and either an alkyl group R W is 1-4 carbon atoms, straight-chain 17; or, L is the general formula (L-3), any one Tsudehyo of (L-13) or (L-18) a divalent divalent divalent linking group linking group is attached, which is represented by the linking group and formula (L-1) that are, and that R W is a straight chain alkyl group, This is preferable from the viewpoint of increasing carrier mobility.
  • L is a divalent linking group represented by formula (L-1), and, if R W is an alkyl group having a carbon number of 4 to 17 linear, carbon atoms R W is a linear 6 From the viewpoint of increasing carrier mobility, a linear alkyl group having 6 to 12 carbon atoms is particularly preferable.
  • L is a divalent linking group represented by any one of general formulas (L-3), (L-13) or (L-18) and a divalent linking group represented by general formula (L-1).
  • a divalent linking group of the linking group is bonded, and, if R W is a straight chain alkyl group, more preferably R W is an alkyl group having a carbon number of 4 to 17 linear, straight-chain
  • the alkyl group having 6 to 14 carbon atoms is more preferable from the viewpoints of chemical stability and carrier transport properties, and the straight chain alkyl group having 6 to 12 carbon atoms is particularly preferable from the viewpoint of increasing carrier mobility. preferable.
  • R W is a branched alkyl group.
  • R W is an alkyl group having a substituent
  • a fluorine atom is preferred. It is also possible if R W is an alkyl group having a fluorine atom is substituted at all the hydrogen atoms of the alkyl group fluorine atom to form a perfluoroalkyl group. However, it is preferred that R W is an unsubstituted alkyl group.
  • R W is ethylene group or an oligo ethylene group, and represented by R W "oligooxyethylene group" herein, - (OCH 2 CH 2) v refers to the group represented by OY (
  • the repeating number v of the oxyethylene unit represents an integer of 2 or more, and Y at the terminal represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Y at the terminal of the oligooxyethylene group is a hydrogen atom, it becomes a hydroxy group.
  • the number of repeating oxyethylene units v is preferably 2 to 4, and more preferably 2 to 3.
  • the terminal hydroxy group of the oligooxyethylene group is preferably sealed, that is, Y represents a substituent.
  • the hydroxy group is preferably sealed with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, that is, Y is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Y is a methyl group or an ethyl group. Is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • R W is, for siloxane group or an oligosiloxane groups, the number of repetitions of the siloxane units is preferably from 2 to 4, more preferably 2-3. Further, it is preferable that a hydrogen atom or an alkyl group is bonded to the Si atom. When an alkyl group is bonded to the Si atom, the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, and for example, a methyl group or an ethyl group is preferably bonded. The same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups or hydrogen atoms may be bonded thereto. Moreover, although all the siloxane units which comprise an oligosiloxane group may be the same or different, it is preferable that all are the same.
  • R W is a substituted or unsubstituted silyl group. If R W is a substituted or unsubstituted silyl group Among them, it is preferred that R W is a substituted silyl group. Although there is no restriction
  • R W is a trialkylsilyl group
  • the carbon number of the alkyl group bonded to the Si atom is 1-3, for example, it is preferable to bind a methyl group or an ethyl group or an isopropyl group.
  • the same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups may be bonded thereto.
  • the substituent when R W is a trialkylsilyl group having a substituent on the alkyl group is not particularly limited.
  • the total number of carbon atoms contained in L and R W is 5 to 18. If the total number of carbon atoms contained in L and R W is at least the lower limit within the above range, the carrier mobility is high, lower the driving voltage. If the total number of carbon atoms contained in L and R W is not more than the upper limit of the above range, solubility in an organic solvent is increased. Preferably the total number of carbon atoms contained in L and R W is 5 to 14, more preferably 6 to 14, particularly preferably from 6 to 12, in particular more to be 8-12 preferable.
  • the number of the groups represented by the general formula (W) is 1 to 4, and the carrier mobility is It is preferable from the viewpoint of increasing the solubility in an organic solvent, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 2.
  • the position of the group represented by the general formula (W) is not particularly limited.
  • any one of R C1 , R C2 , R C3 and R C6 is preferably a group represented by the general formula (W), and R C1 and R C2 It is more preferable that both or both R C3 and R C6 are groups represented by the general formula (W).
  • R D6 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R D5 and R D6 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R E6 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R E5 and R E6 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group. Further, when R E5 and R E6 are substituents other than the group represented by the general formula (W), it is also preferable that two R E7 are groups represented by the general formula (W).
  • R F2 , R F3 , R F8 and R F9 is a substituent represented by the general formula (W).
  • R G5 or R G6 is a group represented by the general formula (W) from the viewpoint of increasing carrier mobility and increasing solubility in an organic solvent. preferable.
  • R H4 or R H6 is preferably a group represented by the general formula (W), and R H4 or R H6 and R H3 or R H5 are generally used. The group represented by the formula (W) is more preferable.
  • R J8 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R J8 and R J4 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R K7 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R K7 and R K3 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R L2 , R L3 , R L6 and R L7 is a group represented by the general formula (W).
  • R M2 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R M2 and R M6 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R N3 is represented by the general formula (W)
  • both R N3 and R N9 are represented by formula (W) More preferably, it is a group.
  • R P2 or R P3 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R P2 and R P8 or both R P3 and R P9 It is more preferable that both are groups represented by the general formula (W).
  • R Q3 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R Q3 and R Q9 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R R2 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R R2 and R R7 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R S2 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R S2 and R S5 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • R T2 is preferably a group represented by the general formula (W), and both R T2 and R T5 are represented by the general formula (W). More preferably, it is a group.
  • the number of substituents other than the group represented by the general formula (W) is preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2.
  • the compound represented by the general formula (C) preferably has a molecular weight of 3000 or less, more preferably 2000 or less, further preferably 1000 or less, and particularly preferably 850 or less.
  • the molecular weight is within the above range, solubility in a solvent can be enhanced.
  • the molecular weight is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, and further preferably 400 or more.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula (D) is preferably the same as that of the compound represented by the general formula (C) because the solubility in a solvent can be increased.
  • the molecular weight is preferably 400 or more, more preferably 450 or more, and further preferably 500 or more.
  • the molecular weights of the compound E, the compound F, the compound G, and the compound H are preferably the same as the compound C whose upper limit is represented by the general formula (C), so that the solubility in a solvent can be improved. .
  • the lower limit of the molecular weight is the same as the compound represented by the general formula (D).
  • the upper limit of the molecular weights of the compound J and the compound K is the same as that of the compound C represented by the general formula (C), so that the solubility in a solvent can be improved.
  • the lower limit of the molecular weight is the same as the compound represented by the general formula (D).
  • the molecular weights of the compound L, the compound M, the compound N, the compound P, and the compound Q are the same as those of the compound C represented by the general formula (C) in the upper limit, which increases the solubility in a solvent. It is possible and preferable.
  • the lower limit of the molecular weight is the same as the compound represented by the general formula (D).
  • the molecular weights of the compound R, the compound S, and the compound T are preferably the same as those of the compound C represented by the general formula (C), because the solubility in the solvent can be improved.
  • the lower limit of the molecular weight is the same as the compound represented by the general formula (D).
  • organic polymer and derivatives thereof examples include polypyrrole and substituted products thereof, polydiketopyrrole and substituted products thereof, polythiophene and derivatives thereof, isothianaphthene such as polyisothianaphthene, thienylene vinylene such as polythienylene vinylene, poly Poly (p-phenylene vinylene) such as (p-phenylene vinylene), polyaniline and its derivatives, polyacetylene, polydiacetylene, polyazulene, polypyrene, polycarbazole, polyselenophene, polyfuran, poly (p-phenylene), polyindole, poly Examples thereof include polymers such as pyridazine, polytellurophene, polynaphthalene, polyvinylcarbazole, polyphenylene sulfide, and polyvinylene sulfide, and polymers of condensed polycyclic aromatic compounds.
  • the polythiophene and derivatives thereof are not particularly limited.
  • poly-3-hexylthiophene (P3HT) in which hexyl group is introduced into polythiophene, polyethylenedioxythiophene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrenesulfone An acid (PEDOT / PSS) etc. are mentioned.
  • the oligomer for example, oligothiophene which has the same repeating unit as these polymers can also be mentioned.
  • Examples of the organic polymer include polymer compounds in which compounds represented by the following general formulas (C) to (T) have a repeating structure.
  • a compound represented by the general formulas (C) to (T) has a ⁇ -conjugated structure in which a repeating structure is formed via at least one arylene group or heteroarylene group (thiophene, bithiophene, etc.).
  • Examples thereof include a polymer and a pendant polymer in which compounds represented by the general formulas (C) to (T) are bonded to a polymer main chain via a side chain.
  • the polymer main chain is preferably polyacrylate, polyvinyl, polysiloxane or the like, and the side chain is preferably an alkylene group or a polyethylene oxide group.
  • the polymer main chain may be formed by polymerizing at least one of the substituents R C to R T having a group derived from a polymerizable group.
  • These organic polymers preferably have a weight average molecular weight of 30,000 or more, more preferably 50,000 or more, and even more preferably 100,000 or more.
  • the weight average molecular weight is not less than the above lower limit value, the intermolecular interaction can be enhanced and high mobility can be obtained.
  • the resin (C) is a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, 1 or more carbon atoms, and when forming an alkoxycarbonyl group, an alkyl group having 2 or more carbon atoms, a cycloalkyl group (3 or more carbon atoms), One or more groups selected from the group consisting of an aralkyl group, an aryloxycarbonyl group, an aromatic ring group substituted with at least one alkyl group, and an aromatic ring group substituted with at least one cycloalkyl group Is preferably in the side chain. As described above, the resin (C) is unevenly distributed or phase-separated with respect to the organic semiconductor in the organic semiconductor layer.
  • Resin (C) should just have one said group (1 type). It is preferable to have two or more of the above groups from the viewpoint of being easily distributed unevenly with respect to the organic semiconductor. In addition, the total number (mol%) with respect to the number of repeating units of the said group which resin (C) has is the same as the content rate of the repeating unit ((alpha)) mentioned later.
  • the resin (C) preferably has a repeating unit having one or more groups selected from the above group (hereinafter also simply referred to as a repeating unit ( ⁇ )).
  • the resin (C) may be a resin made of a homopolymer of the above repeating unit ( ⁇ ) or a resin made of a copolymer containing the repeating unit ( ⁇ ).
  • the group that the resin (C) has is preferably a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group having 6 or more carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, or an aryl group having 6 carbon atoms.
  • the above aryloxycarbonyl group, an aralkyl group having 7 or more carbon atoms, an aromatic ring group substituted with at least one alkyl group having 3 or more carbon atoms, and at least one cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms One or more groups selected from the group consisting of substituted aromatic ring groups.
  • the aromatic ring group substituted with at least one alkyl group having 3 or more carbon atoms is more preferably a t-butylphenyl group or a di (t-butyl) phenyl group. More preferred is a group having at least one of a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom, and particularly preferred is a group having a fluorine atom.
  • the group having a fluorine atom is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, and an aryl group having a fluorine atom. These groups may further have a substituent other than a fluorine atom.
  • the alkyl group having a fluorine atom include a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, preferably a fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • An alkyl group having Examples of the cycloalkyl group having a fluorine atom include a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
  • Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom.
  • alkyl group having a fluorine atom examples include groups represented by the following general formulas (CF2) to (CF4).
  • CF2 general formulas (CF2) to (CF4).
  • the present invention is not limited to this.
  • R 57 to R 68 represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched).
  • R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 , and at least one of R 65 to R 68 are a fluorine atom or an alkyl having at least one hydrogen atom substituted with a fluorine atom.
  • R 62 , R 63 , R 64 and R 68 are each preferably a fluorine atom or an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. More preferably, it is a perfluoroalkyl group of ⁇ 4. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (CF2) include p-fluorophenyl, pentafluorophenyl, 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl and the like.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (CF3) include trifluoromethyl, 1,1,1-trifluoroethyl, nonafluorobutylethyl, pentafluoropropyl, pentafluoroethyl, heptafluorobutyl, hexafluoroisopropyl.
  • CF4 group represented by the general formula (CF4)
  • group represented by the general formula (CF4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, —CH (CF 3 ) OH and the like can be mentioned, and —C (CF 3 ) 2 OH is preferable.
  • the general formulas (CF2), (CF3), and (CF4) the general formulas (CF2) and (CF3) are preferable.
  • Examples of the group having a silicon atom include an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) and a group having at least one cyclic siloxane structure.
  • Preferred examples of the group having at least one alkylsilyl structure or cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).
  • R 12 to R 26 are linear or branched alkyl groups (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or cycloalkyl groups (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
  • L 3 to L 5 each represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a urea bond, or a combination of two or more (preferably Is a group or bond consisting of 12 or less carbons in total.
  • n represents an integer of 1 to 5.
  • n is preferably an integer of 2 to 4.
  • the alkyl group of the resin (C) preferably has 6 or more carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and still more preferably 6 to 15 carbon atoms from the viewpoint of further improving the hydrophobicity of the resin (C).
  • a linear or branched alkyl group is mentioned, and it may further have a substituent (however, it does not correspond to a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom).
  • the cycloalkyl group possessed by the resin (C) is preferably a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and still more preferably 6 to 15 carbon atoms. However, it may have a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom).
  • the aryloxycarbonyl group of the resin (C) preferably has an aryl group of 6 or more carbon atoms, more preferably 9 to 20, more preferably 9 to 20 from the viewpoint of further improving the hydrophobicity of the resin (C). 15.
  • This aryl group is preferably the same as those exemplified for the aryl group having a fluorine atom.
  • This aryloxycarbonyl group may further have a substituent (however, it does not correspond to a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom).
  • the aralkyl group possessed by the resin (C) is preferably an aralkyl group having 7 or more carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, and more preferably 10 to 20 carbon atoms. Further, it may have a substituent (however, it does not correspond to a group having a fluorine atom and a group having a silicon atom).
  • the aromatic ring in the aromatic ring group substituted with at least one alkyl group and the aromatic ring group substituted with at least one cycloalkyl group preferably has 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 carbon atoms.
  • the alkyl group of the aromatic ring group is preferably 3 or more carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and still more preferably 3 to 10 carbon atoms from the viewpoint of further improving the hydrophobicity of the resin (C).
  • a linear or branched alkyl group is mentioned.
  • the aromatic ring group substituted with at least one alkyl group is preferably substituted with 1 to 9 alkyl groups (preferably 3 or more carbon atoms), and preferably 1 to 7 carbon atoms with 3 or more carbon atoms.
  • the alkyl group is more preferably substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and more preferably 3 or more.
  • the cycloalkyl group of the aromatic ring group is preferably a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, and still more preferably 5 to 15 carbon atoms.
  • the aromatic ring group substituted with at least one cycloalkyl group is preferably substituted with 1 to 5 cycloalkyl groups having 5 or more carbon atoms. More preferably, it is substituted with 4 cycloalkyl groups having 5 or more carbon atoms, and more preferably with 1 to 3 cycloalkyl groups having 5 or more carbon atoms.
  • the resin (C) preferably has at least one repeating unit represented by any one of the following general formulas (C-Ia) to (C-Id) as the repeating unit ( ⁇ ).
  • R 10 and R 11 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group.
  • the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may have a substituent, and the alkyl group having a substituent is particularly a fluorinated alkyl group, preferably perfluoro An alkyl group can be mentioned.
  • R 10 and R 11 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • W 3 represents an organic group having at least one selected from the group consisting of a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group having 2 or more carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • W 4 represents an organic group having one or more selected from the group consisting of a fluorine atom, a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group, and a cycloalkyl group.
  • W 5 and W 6 represent an organic group having one or more selected from the group consisting of a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • Each of W 3 to W 6 may have a group represented by —COO—, but in this case, it is preferably at most one.
  • Ar 11 represents an (r + 1) -valent aromatic ring group.
  • the divalent aromatic ring group when r is 1 may have a substituent, for example, carbon number such as phenylene, tolylene, naphthylene, anthracenylene, etc. And 6-18 arylene groups.
  • Specific examples of the (r + 1) -valent aromatic ring group in the case where r is an integer of 2 or more include (r-1) arbitrary hydrogen atoms removed from the above-described specific examples of the divalent aromatic ring group.
  • the group formed can be preferably mentioned.
  • R represents an integer of 1 to 10.
  • Examples of the group having a fluorine atom in W 3 to W 6 are the same as those described above for the group having a fluorine atom.
  • the group having a fluorine atom in W 3 to W 6 includes a repeating unit represented by the general formulas (C-Ia) to (C-Id), —COO—, Ar 11 , —CH 2 — or —O—
  • Examples of the group having a silicon atom in W 3 to W 6 are the same as those described above for the group having a silicon atom.
  • the alkyl group having 2 or more carbon atoms in W 3 is the same as the alkyl group having 2 or more carbon atoms that the resin (C) has, and specific examples and preferred ones are also the same.
  • the alkyl group in W 3 , W 5 and W 6 preferably has 6 or more carbon atoms from the viewpoint of further improving the hydrophobicity of the resin (C).
  • the cycloalkyl groups in W 3 , W 5 and W 6 are the same as those described above as the cycloalkyl group of the resin (C), and specific examples and preferred examples are also the same.
  • the aryl group and aralkyl group in W 3 , W 5 and W 6 are the same as those described above as the aryl group and aralkyl group of the aryloxycarbonyl group of the resin (C), and specific examples and preferred examples are also the same. It is.
  • the alkyl group and cycloalkyl group for W 4 are respectively an alkyl group in the aromatic ring group substituted with at least one alkyl group and the aromatic ring substituted with at least one cycloalkyl group. The same as described for the cycloalkyl group in the group.
  • W 3 , W 5 and W 6 are each an organic group having a fluorine atom, an organic group having a silicon atom, an alkyl group having 6 or more carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, or And an aralkyl group having 7 or more carbon atoms, an organic group having a fluorine atom, an organic group having a silicon atom, an alkyl group having 6 or more carbon atoms, a cycloalkyl group having 6 or more carbon atoms, or a carbon group having 9 or more carbon atoms.
  • W 4 is preferably a fluorine atom, an organic group having a fluorine atom, an organic group having a silicon atom, an alkyl group having 3 or more carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms.
  • an organic group having a silicon atom it is more preferably an organic group having a silicon atom, an organic group having a silicon atom, an alkyl group having 3 or more carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, and a fluorine atom, an organic group having a fluorine atom, or a silicon atom.
  • the organic group having is more preferable.
  • X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .
  • the content of the repeating unit ( ⁇ ) with respect to all the repeating units of the resin (C) is preferably 5 to 100 mol%, more preferably 10 to 90 mol%, and more preferably 10 to 80 mol%. Is more preferable.
  • the resin (C) preferably has an aromatic ring group, and more preferably has a repeating unit having an aromatic ring group.
  • the repeating unit ( ⁇ ) may have an aromatic ring group, or the resin (C) further has a repeating unit other than the repeating unit ( ⁇ ), and the repeating unit has an aromatic ring group. May be.
  • the repeating unit ( ⁇ ) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (C-II).
  • R 12 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a fluorine atom.
  • W 7 represents an organic group having one or more selected from the group consisting of a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, an alkyl group, and a cycloalkyl group.
  • L 1 represents a single bond or a —COOL 2 — group.
  • L 2 represents a single bond or an alkylene group.
  • r represents an integer of 1 to 5.
  • the group having a fluorine atom and the group having a silicon atom in W 7 are the same as those described above for the group having a fluorine atom and the group having a silicon atom, respectively.
  • the alkyl group and cycloalkyl group in W 7 are each an alkyl group in the aromatic ring group substituted with at least one alkyl group and an aromatic group substituted with at least one cycloalkyl group. The same as described for the cycloalkyl group in the ring group.
  • W 7 is a trialkylsilyl group, a trialkoxysilyl group, an alkyl group having a trialkylsilyl group, an alkyl group having a trialkoxysilyl group, an alkyl group having 3 or more carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms.
  • the carbon number of the alkyl group or alkoxy group bonded to the silicon atom is It is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.
  • the alkyl group bonded to the trialkylsilyl group or trialkoxysilyl group has 1 to 5 carbon atoms. Preferably, it is preferably 1 to 3.
  • R 12 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • the alkylene group as L 2 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. L 2 is preferably a single bond.
  • W 7 is preferably an organic group having a fluorine atom, an organic group having a silicon atom, an alkyl group having 3 or more carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, and particularly an alkyl group having 3 or more carbon atoms. And is more preferably a t-butyl group.
  • repeating unit represented by the general formula (C-II) are shown below in addition to those described above, but the present invention is not limited to these.
  • the content of the repeating unit represented by the general formula (C-II) with respect to all the repeating units of the resin (C) is 1 It is preferably from ⁇ 100 mol%, more preferably from 3 to 80 mol%, further preferably from 5 to 75 mol%.
  • repeating unit having an aromatic ring group a repeating unit represented by the following general formula (II) is also preferable.
  • R 51 , R 52 and R 53 represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
  • R 52 may be bonded to Ar 5 to form a ring, and R 52 in that case represents a single bond or an alkylene group.
  • X 5 represents a single bond, —COO— or —CONR 64 —, and R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • L 5 represents a single bond or an alkylene group.
  • Ar 5 represents a monovalent aromatic ring group, and represents a divalent aromatic ring group when bonded to R 52 to form a ring.
  • the alkyl group contained in the alkyl group and alkoxycarbonyl group of R 51 , R 52 , and R 53 is preferably an optionally substituted methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl.
  • Alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as hexyl, 2-ethylhexyl, octyl and dodecyl, more preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms, and particularly preferably alkyl groups having 3 or less carbon atoms.
  • the cycloalkyl group for R 51 , R 52 and R 53 may be monocyclic or polycyclic.
  • a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl, cyclopentyl, and cyclohexyl which may have a substituent is exemplified.
  • the halogen atom for R 51 , R 52 , and R 53 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
  • the monovalent aromatic ring group Ar 5 may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as phenyl, tolyl, naphthyl, anthracenyl, or the like, or, for example, thiophene, furan, pyrrole, Preferred examples include aromatic ring groups containing heterocycles such as benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole and the like. Of these, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group are particularly preferable.
  • Specific examples of the divalent aromatic ring group include a group formed by removing one arbitrary hydrogen atom from the above-described specific examples of the monovalent aromatic ring group.
  • alkyl group a cycloalkyl group, an alkoxycarbonyl group, the substituent group having an alkylene group and a monovalent aromatic ring group, the alkyl group described in R 51, methoxy, ethoxy, hydroxyethoxy, propoxy, hydroxypropoxy and butoxy And an aryl group such as phenyl.
  • X 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group
  • R 64 represents a hydrogen atom, an alkyl group
  • X 5 is preferably a single bond, —COO— or —CONH—, more preferably a single bond or —COO—.
  • the alkylene group for L 5 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, hexylene, octylene and the like, which may have a substituent.
  • repeating unit represented by the general formula (II) are shown below, but are not limited thereto.
  • Resin (C) may or may not contain the repeating unit represented by the general formula (II).
  • the content of the repeating unit represented by the general formula (II) with respect to all the repeating units of the resin (C) is preferably 1 to 80 mol%. It is more preferably 1 to 70 mol%, and further preferably 1 to 50 mol%.
  • the resin (C) includes a repeating component (hereinafter also referred to as “repeating unit ( ⁇ )”) containing at least one group containing a fluorine atom or silicon atom and at least one lactone ring, and the following general formula (aa1).
  • -1) may contain at least one of repeating units derived from the monomer represented by (-1) (hereinafter also referred to as “repeating unit ( ⁇ )”).
  • the lactone ring structure contained in the repeating unit ( ⁇ ) is more preferably a group having a lactone structure represented by any of the following formulas (LC1-1) to (LC1-17). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), (LC1-17).
  • the lactone structure moiety may or may not have have have a substituent Rb 2.
  • Preferred substituents Rb 2 are alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, monovalent cycloalkyl groups having 4 to 7 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 8 carbon atoms, carbon Examples thereof include aryloxycarbonyl group, carboxyl group, halogen atom, hydroxyl group and cyano group of formula 6-10.
  • n2 represents an integer of 0 to 4.
  • a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring.
  • the repeating unit having a lactone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used.
  • One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used.
  • the optical purity (ee) thereof is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
  • the repeating unit ( ⁇ ) is not limited as long as it undergoes addition polymerization, condensation polymerization, addition condensation, and the like, but it has a carbon-carbon double bond, and is thus subjected to addition polymerization. Is preferred. Examples include acrylate-based repeating units (including those having substituents at the ⁇ -position and ⁇ -position), styrene-based repeating units (including those having substituents at the ⁇ -position and ⁇ -position), vinyl ether-based repeating units, norbornene-based Examples of the repeating unit include a repeating unit of a maleic acid derivative (maleic anhydride or a maleimide derivative thereof), and an acrylate-based repeating unit, a styrene-based repeating unit, a vinyl ether-based repeating unit, or a norbornene-based repeating unit is preferable. System repeating units, vinyl ether repeating units and norbornene repeating units are preferred, and acrylate repeating units are particularly preferred.
  • Ra represents a hydrogen atom, a fluorine atom, methyl or trifluoromethyl.
  • the content of the repeating unit ( ⁇ ) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 20%, based on all repeating units in the resin (C). 85 mol%.
  • repeating unit ( ⁇ ) derived from the monomer represented by the general formula (aa1-1) will be described.
  • the organic group containing a polymerizable group represented by Q 1 is not particularly limited as long as it is a group containing a polymerizable group.
  • the polymerizable group include an acryl group, a methacryl group, a styryl group, a norbornenyl group, a maleimide group, and a vinyl ether group, and an acryl group, a methacryl group, and a styryl group are particularly preferable.
  • Examples of the divalent linking group represented by L 1 and L 2 include a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, an ether bond (—O— ), A carbonyl group (—CO—), or a divalent linking group in which a plurality of these are combined.
  • arylene group for example, those having 6 to 14 carbon atoms are preferable. Specific examples include phenylene, naphthylene, anthrylene, phenanthrylene, biphenylene, terphenylene, and the like.
  • alkylene group and cycloalkylene group for example, those having 1 to 15 carbon atoms are preferred. Specific examples include those obtained by extracting one hydrogen atom from a linear, branched or cyclic alkyl group described below.
  • alkyl group before extracting one hydrogen atom include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, tert-amyl, n-pentyl, n-hexyl, n -Heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl.
  • Examples of the cycloalkylene group before extracting one hydrogen atom include cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopentylmethyl, cyclopentylethyl, cyclopentylbutyl, cyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, cyclohexylbutyl, and adamantyl.
  • Examples of the substituent that the arylene group, alkylene group, and cycloalkylene group may have include an alkyl group, an aralkyl group, an alkoxy group, and a fluorine atom.
  • L 1 is more preferably a single bond, a phenylene group, an ether bond, a carbonyl group, or a carbonyloxy group
  • L2 is more preferably an alkylene group, an ether bond, a carbonyl group, or a carbonyloxy group.
  • the organic group in the organic group having a fluorine atom as Rf is a group containing at least one carbon atom, and an organic group containing a carbon-hydrogen bond portion is preferable.
  • Rf is, for example, an alkyl group substituted with a fluorine atom or a cycloalkyl group substituted with a fluorine atom. These alkyl group and cycloalkyl group are the same as the alkyl group and cycloalkyl group described before for L 1 and L 2 before extracting one hydrogen atom.
  • the repeating unit ( ⁇ ) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (aa1-2-1) or (aa1-3-1).
  • Ra 1 and Ra 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group. Ra 1 and Ra 2 are preferably a hydrogen atom or methyl.
  • L 21 and L 22 represent a single bond or a divalent linking group and have the same meaning as L 2 in formula (aa1-1).
  • Rf 1 and Rf 2 represent an organic group having a fluorine atom and have the same meaning as Rf in formula (aa1-1).
  • the repeating unit ( ⁇ ) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (aa1-2-2) or (aa1-3-2) in one embodiment.
  • Ra 1 and Ra 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or an alkyl group.
  • m 1 and m 2 each represents an integer of 0 to 5.
  • Rf 1 and Rf 2 represent an organic group having a fluorine atom.
  • Ra 1 and Ra 2 are preferably a hydrogen atom or methyl.
  • the alkyl group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable.
  • This alkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkoxy group, an aryl group, and a halogen atom.
  • n 1 and m 2 are preferably integers of 0 to 3, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 1.
  • the organic group having a fluorine atom as Rf 1 and Rf 2 has the same meaning as Rf in formula (aa1-1).
  • the repeating unit ( ⁇ ) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (aa1-2-3) or (aa1-3-3) in one embodiment.
  • Ra 1 represents a hydrogen atom or methyl.
  • Rf 1 and Rf 2 represent an organic group having a fluorine atom and have the same meaning as Rf in formula (aa1-1).
  • repeating unit ( ⁇ ) Specific examples of the repeating unit ( ⁇ ) are shown below, but the present invention is not limited to this.
  • the resin-containing resin (C) of the repeating unit ( ⁇ ) is preferably 10 to 90 mol% in terms of mol% with respect to all repeating units, Preferably it is 20 to 85 mol%.
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene of the resin (C) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 700,000, still more preferably 20,000 to 500. , 000. A method for measuring the weight average molecular weight will be described later.
  • the degree of dispersion (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the resin (C) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 3.0, and preferably 1.0 to 2.5. Is more preferably 1.1 to 2.3, particularly preferably more than 1.2 and 2.0 or less.
  • the content of the repeating unit containing the group having a fluorine atom is 5 to 100 mol% based on all the repeating units of the resin (C). Is preferably 10 to 100 mol%.
  • the content of the repeating unit having an aromatic ring group is preferably 3 to 100 mol% based on all the repeating units of the resin (C). More preferably, it is 5 to 100 mol%.
  • the resin (C) When the resin (C) is a copolymer, it may be a random copolymer, a block copolymer, or the like, but is preferably a random copolymer.
  • the resin (C) may be any of a linear polymer, a branched polymer, a comb polymer, and a star polymer.
  • various commercially available products can be used, or they can be synthesized according to a known method (for example, radical polymerization).
  • Resin (C) can be synthesized, for example, by radical, cationic or anionic polymerization of unsaturated monomers corresponding to each structure.
  • the desired resin by conducting a polymer reaction after polymerization using an unsaturated monomer corresponding to the precursor of each structure.
  • a batch polymerization method in which an unsaturated monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours.
  • the dropping polymerization method is preferable, and the dropping polymerization method is preferable.
  • the reaction solvent the polymerization initiator, the reaction conditions (temperature, concentration, etc.) and the purification method after the reaction, the description in paragraphs 0173 to 0183 of JP2012-208447A can be referred to, and the contents thereof are described in this specification. Incorporated.
  • the reaction concentration is preferably 30 to 50% by mass.
  • Resin (C) may be used alone or in combination.
  • resin (C) Specific examples are shown below.
  • Table 1 below shows the molar ratio of the repeating units in each resin (corresponding to each repeating unit in order from the left), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion.
  • the resin (D) used in the present invention it is also preferable to use another resin (D).
  • the resin (D) include polystyrene, poly ⁇ -methylstyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polysiloxane, polysilsesquioxane, polysulfone, polymethacrylate represented by polymethylmethacrylate, Insulating polymers such as polyacrylates typified by polymethyl acrylate, celluloses typified by triacetyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, etc., and two or more of these components are copolymerized. And a copolymer obtained in the above manner.
  • the mass ratio of the resin (C) to the total amount of the resin (C) and the resin (D) is preferably 10% by mass or more and less than 100% by mass, and 20% by mass or more and less than 100% by mass. It is more preferable that
  • the total content of the resin (C) and the resin (D) is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and further preferably 10 to 50% by mass.
  • the content of the resin (C) is within the above range, in the organic semiconductor layer, the resin (C) can be unevenly distributed or phase-separated on the surface side, and the organic semiconductor can be separated on the substrate side. Property), a conductive path of the organic semiconductor can be secured, and mobility can be improved.
  • the content of the organic semiconductor is preferably the same as the content in the total solid content of the coating liquid described later.
  • the wet method is preferable as the method for forming the organic semiconductor layer.
  • the wet method is not particularly limited.
  • the wet method is formed by applying a semiconductor material by spin coating, ink jet printing, nozzle printing, stamp printing, screen printing, gravure printing, electrospray deposition, and the like, and then drying it. can do.
  • the organic semiconductor layer is preferably crystallized by heating or laser irradiation because the OTFT tends to have high performance. It is particularly preferred that the treatment has been performed.
  • the method for the crystallization treatment is not particularly limited, and examples thereof include heating with a hot plate and an oven or laser irradiation.
  • the heating temperature a high temperature is preferable from the viewpoint of easy crystallization, and a low temperature is preferable from the viewpoint of hardly affecting the substrate or the like.
  • 50 ° C. or higher is preferable, 100 ° C. or higher is particularly preferable, and on the other hand, 300 ° C. or lower is preferable, and 250 ° C. or lower is particularly preferable.
  • the film thickness of the organic semiconductor layer is arbitrary, but is preferably 1 nm or more, more preferably 10 nm or more. Further, it is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and particularly preferably 500 nm or less.
  • the source electrode is an electrode through which current flows from the outside through the wiring.
  • the drain electrode is an electrode that sends current to the outside through wiring, and is usually provided in contact with the semiconductor layer.
  • a conductive material used in a conventional organic thin film transistor can be used, and examples thereof include the conductive material described for the gate electrode.
  • the source electrode and the drain electrode can be formed by a method similar to the method for forming the gate electrode, respectively.
  • a lift-off method or an etching method can be employed.
  • the source electrode and the drain electrode can be preferably formed by an etching method.
  • the etching method is a method of removing unnecessary portions by etching after forming a conductive material.
  • the conductive material remaining on the base when the resist is removed can be peeled off, and the resist residue or the removed conductive material can be prevented from reattaching to the base, and the shape of the electrode edge portion is excellent. This is preferable to the lift-off method.
  • a resist is applied to a part of the base, a conductive material is formed thereon, and the resist is removed together with the solvent by elution or peeling with a solvent.
  • This is a method of forming a film of a conductive material only on a portion where no is applied.
  • a source electrode and a drain electrode is arbitrary, 1 nm or more is preferable respectively and 10 nm or more is especially preferable. Moreover, 500 nm or less is preferable and 300 nm or less is especially preferable.
  • the interval (channel length) between the source electrode and the drain electrode is arbitrary, but is preferably 100 ⁇ m or less, and particularly preferably 50 ⁇ m or less.
  • the channel width is preferably 5000 ⁇ m or less, and particularly preferably 1000 ⁇ m or less.
  • the OTFT of the present invention may have an overcoat layer.
  • the overcoat layer is usually a layer formed as a protective layer on the surface of the OTFT.
  • a single layer structure or a multilayer structure may be used.
  • the overcoat layer may be an organic overcoat layer or an inorganic overcoat layer.
  • the material for forming the organic overcoat layer is not particularly limited, and examples thereof include organic polymers such as polystyrene, acrylic resin, polyvinyl alcohol, polyolefin, polyimide, polyurethane, polyacetylene, and epoxy resin, and these organic polymers. Derivatives in which a crosslinkable group or a water repellent group is introduced may be mentioned.
  • organic polymers and derivatives thereof can be used in combination with a crosslinking component, a fluorine compound, a silicon compound, and the like.
  • the material for forming the inorganic overcoat layer is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides such as silicon oxide and aluminum oxide, and metal nitrides such as silicon nitride. These materials may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
  • the organic overcoat layer is, for example, a solution containing a material to be an overcoat layer is applied and dried on the underlying layer, a solution containing a material to be an overcoat layer is applied, and exposure is performed after drying. It can be formed by a method such as development and patterning. The patterning of the overcoat layer can also be directly formed by a printing method, an inkjet method, or the like. The overcoat layer may be crosslinked by exposure or heating after the patterning of the overcoat layer.
  • the inorganic overcoat layer can be formed by a dry method such as a sputtering method or a vapor deposition method or a wet method such as a sol-gel method.
  • the OTFT of the present invention may be provided with layers and members other than those described above.
  • Examples of other layers or members include banks.
  • the bank is used for the purpose of blocking the discharge liquid at a predetermined position when a semiconductor layer, an overcoat layer, or the like is formed by an inkjet method or the like. For this reason, the bank usually has liquid repellency.
  • Examples of the bank forming method include a method of performing liquid repellency treatment such as a fluorine plasma method after patterning by a photolithography method or the like, a method of curing a photosensitive composition containing a liquid repellent component such as a fluorine compound, and the like.
  • the method of curing the photosensitive composition containing the latter liquid repellent component may cause the gate insulating layer to be affected by the liquid repellent treatment.
  • a technique may be used in which a liquid repellent contrast is given to the base without using the bank so as to have the same role as the bank.
  • the organic semiconductor and the resin (C) are as described above.
  • the coating liquid may contain other components in addition to the organic semiconductor and the resin (C).
  • a resin other than the resin (C) a silane coupling agent, a self-organizing compound, a surfactant, and the like can be given.
  • the coating solution preferably contains a solvent.
  • This solvent is not particularly limited as long as it dissolves or disperses the organic semiconductor and the block copolymer.
  • an organic solvent, water, and these mixed solvents are mentioned.
  • the organic solvent include hydrocarbon solvents such as hexane, octane, decane, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, tetralin, decalin, 1-methylnaphthalene, and ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.
  • Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, methanol, propanol, Alcohol solvents such as butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol, dibutyl ether Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole, amide or imide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1-methyl-2-imidazolidinone, dimethyl Examples thereof
  • Organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • organic solvent toluene, xylene, mesitylene, tetralin, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, dichloromethane, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, anisole, benzonitrile and the like are particularly preferable.
  • the total solid concentration in the coating solution is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and particularly preferably 0.2 to 5% by mass.
  • the total content of the resin (C) and the resin (D) in the coating solution is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 60% by mass, and more preferably 10 to 50% by mass in the total solid content of the coating solution. Is more preferable.
  • the mass ratio of the resin (C) to the total amount of the resin (C) and the resin (D) is preferably 10% by mass or more and less than 100% by mass, and more preferably 20% by mass or more and less than 100% by mass.
  • the content of the organic semiconductor in the coating solution is preferably 20 to 99% by mass, more preferably 40 to 95% by mass, and still more preferably 50 to 90% by mass in the total solid content of the coating solution.
  • a coating solution is applied.
  • the coating solution is applied on the substrate or the gate insulating layer depending on the form of the OTFT to be manufactured. That is, when manufacturing a bottom gate type OTFT, a gate electrode and a gate insulating layer are provided on a substrate, and a coating solution is applied on the gate insulating layer.
  • a coating solution is applied on a substrate (a source electrode and a drain electrode provided on the substrate in the bottom contact type).
  • the method for applying the coating solution is not particularly limited, and the above-described method can be adopted. Of these, the printing method is preferable, and the spin coating method is more preferable.
  • the application conditions are not particularly limited.
  • the coating temperature is preferably 15 to 150 ° C., more preferably 15 to 100 ° C., further preferably 15 to 50 ° C., and particularly preferably around room temperature (20 to 30 ° C.).
  • the rotational speed is preferably set to 100 to 3000 rpm.
  • the applied coating solution is preferably dried.
  • the drying conditions may be any conditions that can volatilize and remove the solvent, and examples include methods such as standing at room temperature, drying by heating, drying by blowing, and drying under reduced pressure.
  • the resin (C) and the organic semiconductor are unevenly distributed or phase-separated as described above. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, a special treatment for unevenly distributing the resin (C) and the organic semiconductor is unnecessary, but can be performed. Examples of such treatment include heating (preferably heating to Tg of the resin or higher) annealing, exposure to solvent vapor (solvent annealing), and the like.
  • the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode, and the drain electrode can be formed or provided by the above-described method.
  • the method of the present invention is a region in which the resin (C) and the organic semiconductor are unevenly distributed by applying a coating solution containing the resin (C) and the organic semiconductor, and preferably drying, so that the resin (C) is unevenly distributed.
  • the organic semiconductor layer 2 having 1A and the region 1B in which the organic semiconductor is unevenly distributed can be formed. Therefore, it is possible to form the organic semiconductor layer 2 exhibiting the above excellent characteristics while taking advantage of the solution coating method using the organic semiconductor.
  • Display panel A display panel is mentioned as an example of the use of the organic thin-film transistor of this invention.
  • Examples of the display panel include a liquid crystal panel, an organic EL panel, and an electronic paper panel.
  • the above compound L9 is a compound represented by the general formula (L), Journal of Organic Physics / Bioelectronics, 2011, 22, 9-12. And synthesized according to the method described in International Publication No. 2009/148016 pamphlet and the like.
  • the compound C16 is a compound represented by the general formula (C), and was synthesized according to the following synthesis method of the following compound C1.
  • the resin (C) As the resin (C), the following resins were used. For each resin, gel permeation chromatography (GPC, manufactured by Tosoh Corporation; HLC-8120; Tskel Multipore HXL-M), THF as a solvent, weight average molecular weight (Mw, standard polystyrene conversion) and dispersity ( Pd) was measured. Further, the composition ratio of each resin (C) was calculated by 1 H-NMR or 13 C-NMR using an NMR measuring apparatus (Bruker Biospin Corporation; AVANCE III400 type). Furthermore, the surface energy of each resin was measured as described above. The obtained results are shown below. The unit of surface energy is mNm- 1 .
  • Resin (HR-40) was synthesized according to the following scheme.
  • the other resin (C) used in each example was synthesized in the same manner.
  • Example 1 [Manufacture of bottom gate type OTFT] A bottom gate-bottom contact type OTFT shown in FIG. 1A was manufactured.
  • the gate insulating layer 2 was formed on a doped silicon substrate (also serving as the gate electrode 5) having a thickness of 1 mm as the substrate 6.
  • the gate insulating layer 2 was formed as follows.
  • a coating solution for forming the organic semiconductor layer was prepared by dissolving 2.5 mg of the organic semiconductor shown in Table 2 below and 2.5 mg of the resin (C) shown in Table 2 below in 1 mL of toluene. Polytetrafluoroethylene and polychlorotrifluoroethylene were not dissolved in toluene, and a coating solution could not be prepared.
  • the prepared coating solution is applied on the gate insulating layer 2, the source electrode 3 and the drain electrode 4 by spin coating at 25 ° C. (with a rotation speed of 500 rpm) so that the layer thickness after drying is 150 nm. Thereafter, the organic semiconductor layer 1 was formed by drying at 80 ° C. In this way, the OTFTs (Sample Nos.
  • a voltage of ⁇ 40 V is applied between the source electrode 3 and the drain electrode 4 of each OTFT, the gate voltage Vg is changed in the range of 40 V to ⁇ 40 V, and the carrier mobility ⁇ (cm 2 / Vs).
  • Id (w / 2L) ⁇ Ci (Vg ⁇ Vth) 2
  • L is the gate length
  • w is the gate width
  • Ci is the capacitance per unit area of the gate insulating layer 2
  • Vg is the gate voltage
  • Vth is the threshold voltage.
  • Carrier mobility maintenance rate (%) mobility (after 2 weeks) / mobility (initial value)
  • a threshold voltage Vth was measured by applying a voltage of ⁇ 40 V between the source electrode 3 and the drain electrode 4 of each OTFT and changing the gate voltage in the range of 40 V to ⁇ 40 V.
  • the organic semiconductor layer in which the resin (C) and the organic semiconductor are unevenly distributed has a region in which the organic semiconductor is unevenly adjacent to the gate insulating layer, and has a bottom gate type OTFT, in particular, a bottom gate-bottom contact type OTFT. Suitable for improving performance.
  • the OTFT of the present invention having an organic semiconductor layer in which the resin (C) and the organic semiconductor are unevenly distributed is an organic semiconductor layer formed using only the organic semiconductor.
  • OTFTs Sample Nos. C1-3, c2-3, c3-3, and c4-3 having a high carrier mobility ⁇ and a carrier mobility ⁇ retention rate (excellent durability) .
  • the On / Off ratio was high, the threshold voltage Vth was low, and excellent characteristics were obtained.
  • the above-described performance improvement effect of the OTFT according to the present invention is that when an organic semiconductor layer in which PS and P ⁇ PS are phase-separated from an organic semiconductor is formed (Sample Nos. C1-1, c1-2, c2-1, c2-2). , C3-1, c3-2, c4-1 and c4-2) were found to be superior.
  • the resin (C) is likely to be unevenly distributed on the surface side of the organic semiconductor layer, which is particularly preferable for the bottom gate type OTFT.
  • the surface energy of the resin (C) is preferably 27 mNm ⁇ 1 or less, and the tendency is more preferable.
  • the surface energy is 25 mNm ⁇ 1 or less, the tendency of uneven distribution is further increased and phase separation occurs, which is more preferable.
  • the characteristics of the OTFT tended to improve in the order of a group having a fluorine atom> having a silicon atom> a group having neither a fluorine atom nor a silicon atom. Further, focusing on the uneven distribution state of the resin (C) and the organic semiconductor, the characteristics of the OTFT are in the order of phase separation (evaluation A)> uneven distribution (evaluation B)> uneven distribution (evaluation C) and non-localization (evaluation D). Tended to improve.
  • polytetrafluoroethylene and polychlorotrifluoroethylene were not dissolved in toluene, and OTFT could not be produced.
  • a resin having fluorine directly in the main chain has extremely low solubility in a solvent such as toluene, which dissolves an organic semiconductor, and it has been substantially difficult to use for the purpose of the present invention.
  • Example 2 [Manufacture and Evaluation of Bottom Gate OTFT]
  • the content ratio of the organic semiconductor and the resin (C) was changed to manufacture a bottom gate type OTFT, and the characteristics thereof were evaluated. That is, Samples 1-4, 1-6, 1-10, 2-4, 2-6, 2-10, 3-4, 3-6, 3-10, 4-4, 4-6 of Example 1 And 4-10, except that 4 mg of organic semiconductor and 1 mg of resin (C) were dissolved and applied in 1 mL of toluene, or 3 mg of organic semiconductor and 2 mg of resin (C) were dissolved and applied in 1 mL of toluene.
  • Example 1 For each of the manufactured OTFTs, the carrier mobility ⁇ , the maintenance rate of the carrier mobility ⁇ , the On / Off ratio, and the threshold voltage Vth were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the same results as in Example 1 were obtained.
  • Example 3 [Manufacture and Evaluation of Bottom Gate OTFT]
  • a bottom gate type OTFT was manufactured using resin (C) and P ⁇ MS as a resin used in combination with an organic semiconductor, and its characteristics and the like were evaluated. That is, in Samples 1-3, 2-3, 3-3 and 4-3 of Example 1, half (1.25 mg) of resin (HR-24) was replaced with P ⁇ MS (resin (HR-24)).
  • OTFTs shown in FIG. 1 (A) were produced in the same manner as Samples 1-3, 2-3, 3-3 and 4-3 except that the total amount was 2.5 mg).
  • Example 4 [Manufacture and Evaluation of Bottom Gate OTFT]
  • a bottom gate type OTFT was manufactured using an organic semiconductor other than the organic semiconductor, and its characteristics and the like were evaluated. That is, in Example 1, as the organic semiconductor, A26, A27, C1, C4, C7, D1, E2, F2, F5, F10, G12, G14, H10, H11, J2, J3, K2, K3, L2,
  • the OTFTs shown in FIG. 1A were produced in the same manner as in Example 1 except that L5, L6, L8, L15, M8, N4, P3, Q3, R1, S1, or T1 was used. .
  • Example 1 For each of the manufactured OTFTs, the carrier mobility ⁇ , the maintenance rate of the carrier mobility ⁇ , the On / Off ratio, and the threshold voltage Vth were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the same results as in Example 1 were obtained.
  • Example 5 [Manufacture and Evaluation of Bottom Gate OTFT]
  • a bottom gate type OTFT was manufactured by replacing the organic polymer forming the gate insulating layer 2, and its characteristics and the like were evaluated. That is, in Example 1, the organic polymer forming the gate insulating layer 2 is replaced with poly (4-vinylphenol), polyvinylphenol (manufactured by Nippon Soda, VP-8000, Mn 11000, dispersity 1.1), As in Example 1, except that rusesquioxane (manufactured by Toagosei Co., Ltd., OX-SQ HDXOX-SQ NDX) or fluororesin (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., CYTOP (registered trademark) CTL-809M) was used.
  • rusesquioxane manufactured by Toagosei Co., Ltd., OX-SQ HDXOX-SQ NDX
  • Example 1 Each of the OTFTs shown in 1 (A) was produced.
  • the carrier mobility ⁇ the maintenance rate of the carrier mobility ⁇ , the On / Off ratio, and the threshold voltage Vth were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the same results as in Example 1 were obtained.
  • Example 6 [Manufacture and Evaluation of Bottom Gate OTFT]
  • a bottom gate type OTFT including the gate insulating layer 2 formed of an inorganic oxide was manufactured, and its characteristics and the like were evaluated. That is, in Example 1, in place of the organic polymer to form a gate insulating layer 2, except for using a silicon substrate formed with SiO 2 surface 0.3 ⁇ m by thermal oxidation as the gate insulating layer 2
  • Example 1 In the same manner as in Example 1, the OTFTs shown in FIG. For each of the manufactured OTFTs, the carrier mobility ⁇ , the maintenance rate of the carrier mobility ⁇ , the On / Off ratio, and the threshold voltage Vth were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the same results as in Example 1 were obtained.

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Abstract

 基板上にゲート電極、有機半導体層、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極を有する有機薄膜トランジスタであって、有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基の場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基及び少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ、並びに、有機半導体と樹脂(C)を含有する塗布液を塗布して樹脂(C)を偏在させる有機薄膜トランジスタの製造方法。

Description

有機薄膜トランジスタ及びその製造方法
 本発明は、有機薄膜トランジスタ及びその製造方法に関する。
 液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ及び電気泳動型ディスプレイ等の表示装置の多くは、表示スイッチングデバイスとして薄膜トランジスタ(TFTという)を備えている。TFTは、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極を有し、ソース電極-ドレイン電極間が半導体層で連結された構造を有している。
 TFTの半導体層を形成する材料として、シリコン等の無機材料が主流であった。
 しかし、近年、印刷法等の塗布法により、無機材料よりも低温で、例えば常温付近で、高速、効率的に、しかも低コストで成膜できる有機材料が着目され、研究されている。
 有機材料として、有機ポリマー等の有機半導体が知られている。
 また、このような有機半導体と有機半導体以外のポリマーとを併用したものも報告されている(特許文献1)。
 さらに、有機薄膜トランジスタ(OTFTともいう)において、特許文献2には、TIPSペンタセンとポリ(αメチルスチレン)又はポリスチレンを含有する有機材料を相分離させて3層構造の半導体層を形成する方法が記載されている。
特表2004-525501号公報 特開2009-177136号公報
 しかし、有機半導体と併用する有機バインダー等は絶縁性であり、特許文献1のようにこれらを単に併用しても、また特許文献2のように有機材料を相分離させて半導体層を形成しても、有機薄膜トランジスタの特性は未だ十分ではなく、キャリア移動度、耐久性及び閾値電圧において改善の余地があった。
 本発明は、キャリア移動度が高く、耐久性にも優れた有機薄膜トランジスタを提供することを課題とする。さらには低い閾値電圧をも示す有機薄膜トランジスタを提供することを課題とする。
 また、本発明は、上記の優れた特性を有する有機薄膜トランジスタを製造する方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、有機半導体層を形成する有機材料について検討したところ、有機半導体と特定の樹脂とを併用することにより、有機半導体層において電荷移動チャネルを確保して高いキャリア移動度を維持でき、さらには閾値電圧の低下も可能になることを、見出した。
 本発明は、これらの知見に基づいて完成された。
 上記の課題は以下の手段により解決された。
(1)基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタであって、
 有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ。
(2)樹脂(C)が、下記一般式(C-Ia)~(C-Id)のいずれかで表される繰り返し単位を有する(1)に記載の有機薄膜トランジスタ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 一般式中、R10及びR11は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
 Wは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 Wは、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 W及びWは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 Ar11は、(r+1)価の芳香環基を表す。
 rは、1~10の整数を表す。
(3)樹脂(C)が、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方の基を有する(1)又は(2)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(4)有機半導体がゲート絶縁層側に偏在し、樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に偏在している(1)~(3)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(5)有機半導体がゲート絶縁層側に、また樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に、互いに相分離している(1)~(4)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(6)樹脂(C)の表面エネルギーが、30mNm-1以下である(1)~(5)いずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(7)ボトムゲート形態である(1)~(6)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(8)ボトムコンタクト形態である(7)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(9)有機半導体が、低分子化合物である(1)~(8)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(10)有機半導体が、縮合多環芳香族化合物である(1)~(9)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(11)有機半導体が、下記一般式(C)~(T)のいずれかで表される化合物である(1)~(10)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 一般式(C)中、AC1、AC2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RC1~RC6は水素原子又は置換基を表し、RC1~RC6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又は窒素原子を表し、AD2はCRD8又は窒素原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1~RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1~RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1~RE8は水素原子又は置換基を表し、RE1~RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(F)中、XF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RF1~RF10、RFa及びRFbは水素原子又は置換基を表し、RF1~RF10、RFa及びRFbのうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基である。p及びqは0~2の整数を表す。
 一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又は窒素原子を表し、AG2はCRG8又は窒素原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、RG1~RG8は水素原子又は置換基を表し、RG1~RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(H)中、XH1~XH4はNRH7、酸素原子又は硫黄原子を表し、RH7は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RH1~RH6は水素原子又は置換基を表し、RH1~RH6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(J)中、XJ1及びXJ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRJ9を表す。XJ3及びXJ4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RJ1~RJ9は水素原子又は置換基を表し、RJ1~RJ9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RK1~RK9は水素原子又は置換基を表し、RK1~RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。RL1~RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1~RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(M)中、XM1及びXM2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRM9を表す。RM1~RM9は水素原子又は置換基を表し、RM1~RM9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。RN1~RN13は水素原子又は置換基を表し、RN1~RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。RP1~RP13は水素原子又は置換基を表し、RP1~RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(Q)中、XQ1及びXQ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRQ13を表す。RQ1~RQ13は水素原子又は置換基を表し、RQ1~RQ13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。RR1~RR9は水素原子又は置換基を表し、RR1~RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(S)中、XS1、XS2、XS3及びXS4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRS7を表す。RS1~RS7は水素原子又は置換基を表し、RS1~RS7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(T)中、XT1、XT2、XT3及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。RT1~RT7は水素原子又は置換基を表し、RT1~RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
一般式(W):  -L-R
 一般式(W)中、Lは下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基又は2以上の下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基が結合した2価の連結基を表す。
 Rは置換又は無置換のアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(L-1)~(L-25)中、波線部分は上記一般式(C)~(T)で表される各骨格を形成するいずれかの環との結合位置を表す。*はRwとの結合位置又は一般式(L-1)~(L-25)の波線部分との結合位置を表す。
 一般式(L-13)におけるmは4を表し、一般式(L-14)及び(L-15)におけるmは3を表し、一般式(L-16)~(L-20)におけるmは2を表し、(L-22)におけるmは6を表す。
 一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)及び(L-13)~(L-24)におけるRLZはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
 Rは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
(12)有機半導体が、一般式(C)、一般式(F)、一般式(J)又は一般式(L)のいずれかで表される化合物である(11)に記載の有機薄膜トランジスタ。
(13)ゲート絶縁層が、有機高分子で形成されている(1)~(12)のいずれか1つに記載の有機薄膜トランジスタ。
(14)基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含有する塗布液を、基板又はゲート絶縁層上に塗布する有機薄膜トランジスタの製造方法。
(15)塗布液の塗布により、樹脂(C)を基板又はゲート絶縁層の反対側に偏在させる(14)に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
 本明細書において、特定の符号で表示された置換基や連結基等(以下、置換基等という)が複数あるとき、又は複数の置換基等を同時に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよいことを意味する。このことは、置換基等の数の規定についても同様である。また、式中に同一の表示で表された複数の部分構造の繰り返しがある場合は、各部分構造ないし繰り返し単位は同一でも異なっていてもよい。また、特に断らない場合であっても、複数の置換基等が近接(特に隣接)するときにはそれらが互いに連結したり縮環したりして環を形成していてもよい。
 本明細書において化合物(樹脂を含む)の表示については、当該化合物そのもののほか、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。また、目的の効果を奏する範囲で、構造の一部を変化させたものを含む意味である。
 本明細書において置換又は無置換を明記していない置換基(連結基についても同様)については、所望の効果を奏する範囲で、その基に任意の置換基を有していてもよい意味である。これは置換又は無置換を明記していない化合物についても同義である。
 本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本発明の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が高く、耐久性にも優れる。さらには低い閾値電圧をも示す。
 本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法は、上記の優れた特性を有する有機薄膜トランジスタを製造できる。
 本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
本発明の有機薄膜トランジスタの形態を模式的に示す図である。
[有機薄膜トランジスタ]
 本発明の有機薄膜トランジスタ(以下、単に「本発明のOTFT」という。)の形態を以下に説明する。
 本発明のOTFTは、基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する。ゲート電極に電圧が印加されると、ソース電極-ドレイン電極間の有機半導体層と隣接する層との界面に電流の流路(チャネル)が形成される。すなわち、ゲート電極に印加される入力電圧に応じてソース電極とドレイン電極との間を流れる電流が制御される。
 本発明のOTFTの好ましい形態を図面に基づいて説明する。各図面に示されるOTFTは、本発明の理解を容易にするための模式図であり、各部材のサイズないし相対的な大小関係等は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された外形、形状に限定されるものでもない。例えば、図1(A)及び(B)において、ゲート電極5は必ずしも基板6のすべてを覆っている必要はなく、基板6の中央部分に設けられた形態も、本発明のOTFTの形態として好ましい。
 図1(A)~(D)は、各々、OTFTの代表的な好ましい形態を模式的に表す縦断面図である。図1(A)~(D)において、1は有機半導体層、2はゲート絶縁層、3はソース電極、4はドレイン電極、5はゲート電極、6は基板を示す。
 また、図1(A)は、ボトムゲート-ボトムコンタクト形態(構造)、図1(B)は、ボトムゲート-トップコンタクト形態、図1(C)はトップゲート-ボトムコンタクト形態、図1(D)はトップゲート-トップコンタクト形態のOTFTを示している。
 本発明のOTFTには上記4つの形態のすべてが包含される。図示を省略するが、各OTFTの図面最上部(基板6に対して反対側の最上部)には、オーバーコート層が形成されている場合もある。図1(A)の円内は、有機半導体及び樹脂(C)の偏在状態を模式的に示す有機半導体層1の概略拡大図である。
 ボトムゲート形態は、基板6上にゲート電極5、ゲート絶縁層2及び有機半導体層1がこの順で配置されたものである。一方、トップゲート形態は、基板6上に有機半導体層1、ゲート絶縁層2及びゲート電極5がこの順で配置されたものである。
 また、ボトムコンタクト形態は、有機半導体層1に対して基板6側(すなわち、図1において下方)にソース電極3及びドレイン電極4が配置されたものである。一方、トップコンタクト形態は、有機半導体層1に対して基板6の反対側にソース電極3及びドレイン電極4が配置されたものである。
 本発明のOTFTにおいて、有機半導体層1は、有機半導体と樹脂(C)とを含み、有機半導体層1の厚さ方向に有機半導体と樹脂(C)とが互いに偏在していることが好ましい。この場合、有機半導体層1は、有機半導体の含有率が多い領域1Bと、樹脂(C)の含有率が多い領域1Aとを有する。これら領域1A及び1Bは、それぞれ、有機半導体層の少なくとも表面近傍に存在していればよく、有機半導体層の全体にわたって存在していなくてもよい。なお、図1(A)に破線で示したように両領域1A及び1Bの境界を明確に判別できないこともある。
 好ましくは、有機半導体と樹脂(C)とが互いに相分離している。この場合、有機半導体層1は、有機半導体からなる層1Bと、樹脂(C)からなる層1Aとを有する。
 ここで、「偏在」とは、有機半導体、樹脂(C)のどちらかの成分がその全体の質量比よりも多いものの、もう一方の成分も存在する相を有する状態を意味し、「相分離」とは、有機半導体、樹脂(C)いずれかが単独で存在する相を有する状態を意味する。
 このように、偏在と相分離とは、成分の質量比の程度が異なり、偏在の程度が高くなると相分離になる。その境界は、学術的には特に明確に定められているわけではないが、有機半導体又は樹脂(C)のいずれかが99%以上の質量比で存在する相が形成される場合、本願では「相分離」状態であると定めることとする。したがって、本発明において、偏在というときは、特に断らない限り、相分離を含むことがある。
 有機半導体層において、樹脂(C)が偏在又は相分離したか否かは、有機半導体層を、エッチング用イオンビームを併用して、飛行時間型二次イオン分析(TOF-SIMS)により元素マッピング測定して、確認できる。
 また、後述する表面エネルギーを測定し、表面エネルギーが有機半導体と樹脂(C)のどちらの値に近いのかによっても、有機半導体の表面にどちらが多く存在するかを類推することができる。
 樹脂(C)は、疎水性が高い上記基を有し、表面エネルギーが小さくなり、その結果、有機半導体との相溶性が低下して、有機半導体と偏在又は相分離すると、考えられる。
 このとき、表面エネルギーが小さな樹脂(C)は、有機半導体に対して、塗布層中、厚さ方向、通常、表面(空気)側に、偏在又は相分離する。
 なお、表面エネルギーは、樹脂(C)からなる膜の接触角を水及び有機溶媒(グリセリンやジヨードメタンが主に用いられる)の双方で測定し、下記Owensの式に代入することで、公知の方法により求めることができる(下記は有機溶媒にグリセリン(gly)を用いる場合)。
Owensの式
1+cosθH2O=2√[γ (√γH2O /γH2O,V)]+2√[γ (√γH2O /γH2O,V)]
1+cosθgly=2√[γ (√γgly /γgly,V)]+2√[γ (√γgly /γgly,V)]
 ここで、γH2O =21.8、γgly =37.0、γH2O =51.0、γgly =26.4、γH2O=72.8、γgly,V=63.4の文献測定値を代入した上で、θH2Oに水の接触角の測定値、θglyにグリセリンの接触角の測定値を代入すると、表面エネルギーの分散力成分γ 、極性成分γ がそれぞれ求まり、その和γ Vh=γ +γ を表面エネルギー(mNm-1)として求めることができる。
 樹脂(C)と有機半導体とを偏在又は相分離させるには、樹脂(C)の表面エネルギーが30mNm-1以下であることが好ましく、1~30mNm-1であることがより好ましく、5~27mNm-1であることがさらに好ましく、10~25mNm-1であることが特に好ましい。樹脂(C)の表面エネルギーが小さいと、有機半導体との偏在又は相分離が速やかになる。一方、有機半導体層を形成する塗布液の塗布性及び成膜された有機半導体層の膜性が優れる点で、樹脂(C)の表面エネルギーの下限は上記の値が好ましい。
 樹脂(C)は、上記基を有していればよいが、有機半導体に対する偏在又は相分離しやすい点で、後述する一般式(C-Ia)~(C-Id)のいずれかで表される繰り返し単位を含むのが好ましい。
 また、樹脂(C)が有する上記基は、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方が好ましく、フッ素原子を有する基がより好ましい。すなわち、樹脂(C)が後述する一般式(C-Ia)~(C-Id)で表される繰り返し単位を有する場合、W~Wの少なくとも1つがフッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方であるのが好ましく、フッ素原子を有する基がより好ましい。
 有機半導体層において、有機半導体と樹脂(C)とが偏在又は相分離する態様は、有機半導体層の厚さ方向に偏在又は相分離するのであれば特に限定されない。有機半導体又は樹脂(C)のいずれが有機半導体層の厚さ方向(深さ方向、基板6の方向)に偏在又は相分離してもよい。
 好ましくは、図1(A)に示されるように、有機半導体層において、有機半導体がゲート絶縁層側に偏在し、樹脂(C)がゲート絶縁層の反対側に偏在する。これにより、ゲート絶縁層と有機半導体層との界面に電荷移動チャネルを確保でき、より高いキャリア移動度を示す。
 この場合において、有機半導体が有機半導体層の厚さ方向に偏在又は相分離し、樹脂(C)が表面側に偏在又は相分離するのがさらに好ましい。
 このとき、本発明のOTFTはゲート絶縁膜上に有機半導体層が設けられるボトムゲート形態となる。
 また、本発明のOTFTは、有機半導体層の下面に接してソース電極及びドレイン電極が設けられるボトムコンタクト形態が好ましい。これにより、ソース電極から有機半導体層にキャリアが注入されやすく、また注入されたキャリアがドレイン電極に流れやすくなって閾値電圧が低下する。
 特に、本発明のOTFTが、ボトムゲート-ボトムコンタクト形態(図1(A))であると、有機半導体層において電荷移動チャネルを確保したうえで、有機半導体層、特に有機半導体が偏在した領域1Bの表面を樹脂(C)が偏在した領域1Aで保護できることにより、キャリア移動度、キャリア移動度の維持率(耐久性)の向上効果をさらに増大させることができる。さらには閾値電圧の低下効果にも優れる。
[基板]
 基板は、OTFT及びその上に作製される表示パネル等を支持できるものであればよい。基板は、表面に絶縁性があり、シート状で、表面が平坦であれば特に限定されない。
 基板の材料として、無機材料を用いてもよい。無機材料からなる基板として、例えば、ソーダライムガラス、石英ガラス等の各種ガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、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、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等の各種合金や各種金属からなる金属基板、金属箔、紙等を挙げることができる。
 基板がステンレスシート、アルミ箔、銅箔又はシリコンウェハ等の導電性あるいは半導体性の材料で形成されている場合、通常は、表面に絶縁性の高分子材料あるいは金属酸化物等を塗布又は積層して用いられる。
 また、基板の材料として、有機材料を用いてもよい。例えば、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、ポリシクロオレフィンに例示される有機ポリマーから構成された可撓性を有するプラスチック基板(プラスチックフィルム、プラスチックシートともいう)を挙げることができる。また雲母で形成したものも挙げることができる。
 このような可撓性を有するプラスチック基板等を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器へのOTFTの組込みあるいは一体化が可能となる。
 基板を形成する有機材料は、他の層の積層時や加熱時に軟化し難いことから、ガラス転移点が高いことが好ましく、ガラス転移点が40℃以上であるのが好ましい。また、製造時の熱処理により寸法変化を起こし難く、トランジスタ性能の安定性に優れる点から、線膨張係数が小さいことが好ましい。例えば、線膨張係数が25×10-5cm/cm・℃以下である材料が好ましく、10×10-5cm/cm・℃以下である材料がさらに好ましい。
 また、基板を構成する有機材料は、OTFT作製時に用いる溶媒に対する耐性を有する材料が好ましく、また、ゲート絶縁層及び電極との密着性に優れる材料が好ましい。
 さらに、ガスバリア性の高い有機ポリマーからなるプラスチック基板を用いることも好ましい。
 基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けたり、無機材料を蒸着又は積層したりすることも好ましい。
 基板として、上記の他に、導電性基板(金やアルミニウム等の金属からなる基板、高配向性グラファイトからなる基板、ステンレス鋼製基板等)も挙げることができる。
 基板には、密着性や平坦性を改善するためのバッファー層、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、また表面に易接着層等の表面処理層を形成してもよいし、コロナ処理、プラズマ処理、UV/オゾン処理等の表面処理を施してもよい。
 基板の厚みは、10mm以下であるのが好ましく、2mm以下であるのがさらに好ましく、1mm以下であるのが特に好ましい。また、一方で、0.01mm以上であるのが好ましく、0.05mm以上であるのがさらに好ましい。特に、プラスチック基板の場合は、厚みが0.05~0.1mm程度であるのが好ましい。また、無機材料からなる基板の場合は、厚みが0.1~10mm程度であるのが好ましい。
 [ゲート電極]
 ゲート電極は、OTFTのゲート電極として用いられている従来公知の電極を用いることができる。ゲート電極を構成する導電性材料(電極材料ともいう)としては、特に限定されない。例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、銅、モリブデン、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム、パラジウム、鉄、マンガン等の金属;InO、SnO、インジウム-錫酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化錫(FTO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)等の導電性金属酸化物;ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、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)等の導電性高分子;塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、PF、AsF、FeCl等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウム、カリウム等の金属原子等のドーパントを添加した上記導電性高分子、並びに、カーボンブラック、グラファイト粉、金属微粒子等を分散した導電性の複合材料等が挙げられる。これらの材料は、1種のみを用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 また、ゲート電極は、上記導電性材料からなる1層でもよく、2層以上を積層してもよい。
 ゲート電極の形成方法に制限はない。例えば、真空蒸着法等の物理蒸着法(PVD)、化学蒸着法(CVD)、スパッタ法、印刷法(塗布法)、転写法、ゾルゲル法、メッキ法等により形成された膜を、必要に応じて所望の形状にパターンニングする方法が挙げられる。
 塗布法では、上記材料の溶液、ペースト又は分散液を調製、塗布し、乾燥、焼成、光硬化又はエージング等により、膜を形成し、又は直接電極を形成できる。
 また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、(反転)オフセット印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、熱転写印刷、マイクロコンタクトプリンティング法等は、所望のパターニングが可能であり、工程の簡素化、コスト低減、高速化の点で好ましい。
 スピンコート法、ダイコート法、マイクログラビアコート法、ディップコート法を採用する場合も、下記フォトリソグラフィー法等と組み合わせてパターニングすることができる。
 フォトリソグラフィー法としては、例えば、フォトレジストのパターニングと、エッチング液によるウェットエッチングや反応性のプラズマによるドライエッチング等のエッチングやリフトオフ法等とを組み合わせる方法等が挙げられる。
 他のパターニング方法として、上記材料に、レーザーや電子線等のエネルギー線を照射して、研磨し、又は材料の導電性を変化させる方法も挙げられる。
 さらに、基板以外の支持体に印刷したゲート電極用組成物を基板等の下地層の上に転写させる方法も挙げられる。
 ゲート電極の厚みは、任意であるが、1nm以上が好ましく、10nm以上が特に好ましい。また、500nm以下が好ましく、200nm以下が特に好ましい。
 [ゲート絶縁層]
 ゲート絶縁層は、絶縁性を有する層であれば特に限定されず、単層であってもよいし、多層であってもよい。
 ゲート絶縁層は、絶縁性の材料で形成されるのが好ましく、絶縁性の材料として、例えば、有機高分子、無機酸化物等が好ましく挙げられる。
 有機高分子及び無機酸化物等は、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、薄膜、例えば厚み1μm以下の薄膜を形成できるものが好ましい。
 有機高分子及び無機酸化物は、ぞれぞれ、1種を用いても、2種以上を併用してもよく、また、有機高分子と無機酸化物を併用してもよい。
 有機高分子としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルフェノール、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレートに代表されるポリ(メタ)アクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、CYTOP(登録商標)に代表される環状フルオロアルキルポリマー、ポリシクロオレフィン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリジメチルシロキサン(PDMS)に代表されるポリオルガノシロキサン、ポリシルセスキオキサン又はブタジエンゴム等が挙げられる。また、上記の他にも、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、シンナメート樹脂、アクリル樹脂、ポリパラキシリレン樹脂等の熱硬化性樹脂も挙げられる。
 有機高分子は、アルコキシシリル基やビニル基、アクリロイルオキシ基、エポキシ基、メチロール基等の反応性置換基を有する化合物と併用することもできる。
 有機高分子でゲート絶縁層を形成する場合、ゲート絶縁層の耐溶媒性や絶縁耐性を増す目的等で、有機高分子を架橋し、硬化させることも好ましい。架橋は、光、熱又はこれら双方を用いて、酸又はラジカルを発生させることにより、行うのが好ましい。
 ラジカルにより架橋する場合、光又は熱によりラジカルを発生させるラジカル発生剤として、例えば、特開2013-214649号公報の[0182]~[0186]に記載の熱重合開始剤(H1)及び光重合開始剤(H2)、特開2011-186069号公報の[0046]~[0051]に記載の光ラジカル発生剤、特開2010-285518号公報の[0042]~[0056]に記載の光ラジカル重合開始剤等を好適に用いることができ、好ましくはこれらの内容は本明細書に組み込まれる。
 また、特開2013-214649号公報の[0167]~[0177]に記載の「数平均分子量(Mn)が140~5,000であり、架橋性官能基を有し、フッ素原子を有さない化合物(G)」を用いることも好ましく、これらの内容は好ましくは本明細書に組み込まれる。
 酸により架橋する場合、光により酸を発生させる光酸発生剤として、例えば、特開2010-285518号公報の[0033]~[0034]に記載の光カチオン重合開始剤、特開2012-163946号公報の[0120]~[0136]に記載の酸発生剤、特にスルホニウム塩、ヨードニウム塩等を好ましく使用することができ、好ましくはこれらの内容は本明細書に組み込まれる。
 熱により酸を発生させる熱酸発生剤(触媒)として、例えば、特開2010-285518号公報の[0035]~[0038]に記載の熱カチオン重合開始剤、特にオニウム塩等や、特開2005-354012号公報の[0034]~[0035]に記載の触媒、特にスルホン酸類及びスルホン酸アミン塩等を好ましく使用することができ、好ましくはこれらの内容は本明細書に組み込まれる。
 また、特開2005-354012号公報の[0032]~[0033]に記載の架橋剤、特に二官能以上のエポキシ化合物、オキセタン化合物、特開2006-303465号公報の[0046]~[0062]に記載の架橋剤、特に2個以上の架橋基を有し、架橋基の少なくとも一つがメチロール基もしくはNH基であることを特徴とする化合物、及び、特開2012-163946号公報の[0137]~[0145]に記載の、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を分子内に2個以上有する化合物を用いることも好ましく、これらの内容は好ましくは本明細書に組み込まれる。
 ゲート絶縁層を有機高分子で形成する方法としては、例えば、有機高分子を塗工、硬化する方法が挙げられる。塗工方法は、特に限定されず、上記の各印刷法が挙げられる。なかでも、マイクログラビアコート法、ディップコート法、スクリーンコート印刷、ダイコート法又はスピンコート法等のウエットコーティング法が好ましい。
 上記無機酸化物としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素(SiN)、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化銅、酸化ニッケル等の酸化物、また、SrTiO、CaTiO、BaTiO、MgTiO、SrNbのようなペロブスカイト、あるいはこれらの複合酸化物又は混合物等が挙げられる。ここで、酸化ケイ素としては、酸化シリコン(SiO)の他に、BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass)、PSG(Phosphorus Silicon Glass)、BSG(Boron Silicon Glass)、AsSG(Asがドープされたシリカガラス)、PbSG(Lead Silicon Glass)、酸化窒化シリコン(SiON)、SOG(スピンオングラス)、低誘電率SiO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)を含む。
 ゲート絶縁層を無機酸化物で形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング又はCVD法等の真空成膜法を用いることができ、また成膜中に任意のガスを用いたプラズマやイオン銃、ラジカル銃等でアシストを行ってもよい。
 また、それぞれの金属酸化物に対応する前駆体、具体的には塩化物、臭化物等の金属ハロゲン化物や金属アルコキシド、金属水酸化物等を、アルコールや水中で塩酸、硫酸、硝酸等の酸や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基と反応させて加水分解することにより、形成してもよい。このような溶液系のプロセスを用いる場合、上記ウエットコーティング法を用いることができる。
 ゲート絶縁層は、上記の方法以外にも、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いずれかと、必要に応じてパターニング法とを組み合わせた方法により、設けることもできる。
 ゲート絶縁層は、コロナ処理、プラズマ処理、UV/オゾン処理等の表面処理を施してもよいが、この場合、処理による表面粗さが粗くしないのが好ましい。好ましくは、ゲート絶縁層表面の算術平均粗さRa又は二乗平均粗さRMSは0.5nm以下である。
 [自己組織化単分子膜層(SAM)]
 ゲート絶縁層上には、自己組織化単分子膜層を形成することもできる。
 自己組織化単分子膜層を形成する化合物としては、自己組織化する化合物であれば特に限定されず、例えば、自己組織化する化合物として、下記式1Sで表される一種類以上の化合物を用いることができる。
  式1S:R1S-X
 式1S中、R1Sは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は、ヘテロ環基(チエニル、ピロリル、ピリジル、フルオレニル等)のいずれかを表す。
 Xは吸着性又は反応性置換基を表し、具体的には、-SiX基(Xは、ハライド基又はアルコキシ基を表し、X、Xはそれぞれ独立にハライド基、アルコキシ基、アルキル基、アリール基を表す。X、X、Xはそれぞれ同じであることが好ましく、クロロ基、メトキシ基、エトキシ基であることがより好ましい)、ホスホン酸基(-PO)、ホスフィン酸基(-PROH、Rはアルキル基)、リン酸基、亜リン酸基、アミノ基、ハライド基、カルボキシ基、スルホン酸基、ホウ酸基(-B(OH))、ヒドロキシ基、チオール基、エチニル基、ビニル基、ニトロ基又はシアノ基のいずれかを表す。
 R1Sは、好ましくは分岐しておらず、例えば、直鎖状のノルマルアルキル(n-アルキル)基や、フェニル基が三個直列に配置されたter-フェニル基や、フェニル基のパラ位の両側にn-アルキル基が配置されたような構造が好ましい。また、アルキル鎖の中にエーテル結合を有していてもよく、炭素-炭素の二重結合や三重結合を有していてもよい。
 自己組織化単分子膜層は、吸着性又は反応性置換基Xが、対応するゲート絶縁層表面の反応性部位(例えば-OH基)と相互作用、吸着又は反応し結合を形成することにより、ゲート絶縁層上に形成される。分子がより緻密に充填されることにより、自己組織化単分子膜層の表面は、より平滑で表面エネルギーの低い表面を与えることから、上記式1Sで表される化合物は、主骨格が直線状であり、分子長が揃っていることが好ましい。
 式1Sで表される化合物の特に好ましい例として具体的には、例えば、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、フェネチルトリクロロシラン、等のアルキルトリクロロシラン化合物、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン化合物、アルキルホスホン酸、アリールホスホン酸、アルキルカルボン酸、アリールホスホン酸、アルキルホウ酸基、アリールホウ酸基、アルキルチオール基、アリールチオール基等が挙げられる。
 自己組織化単分子膜層は、上記化合物を真空下でゲート絶縁層に蒸着する方法、上記化合物の溶液中にゲート絶縁層を浸漬する方法、Langmuir-Blodgett法等を用いて、形成することができる。また、例えば、アルキルクロロシラン化合物又はアルキルアルコキシシラン化合物を有機溶媒中に1~10質量%溶解した溶液でゲート絶縁層を処理することにより形成できる。本発明において、自己組織化単分子膜層を形成する方法はこれらに限るものではない。
 例えば、より緻密な自己組織化単分子膜層を得る好ましい方法として、Langmuir 19, 1159 (2003)及びJ. Phys. Chem. B 110, 21101 (2006)等に記載の方法が挙げられる。
 具体的には、上記化合物を分散させた揮発性の高い脱水溶媒中にゲート絶縁層を浸漬させて膜を形成し、ゲート絶縁層を取り出し、必要に応じてアニール等の上記化合物とゲート絶縁層の反応工程を行った後、脱水溶媒で洗い流してから、乾燥させて自己組織化単分子膜層を形成できる。
 脱水溶媒としては、特に限定されないが、例えば、クロロホルム、トリクロロエチレン、アニソール、ジエチルエーテル、ヘキサン、トルエン等を単独又は混合して用いることかできる。
 さらに、乾燥雰囲気中又は乾燥気体の噴きつけによって、膜を乾燥させることが好ましい。乾燥気体には窒素等の不活性気体を用いるのが好ましい。このような自己組織化単分子膜層の製造方法を用いることにより、緻密で凝集や欠損のない自己組織化単分子膜層が形成されることから、自己組織化単分子膜層の表面粗さを0.3nm以下に抑えることができる。
 [有機半導体層]
 有機半導体層は、半導体性を示し、キャリアを蓄積可能な層である。
 有機半導体層は、有機半導体と樹脂(C)とを含有する層であればよく、好ましくは、上記のように、有機半導体層の厚さ方向に有機半導体と樹脂(C)とが互いに偏在している。
 有機半導体としては、特に限定されず、有機ポリマー及びその誘導体、低分子化合物等が挙げられる。
 本発明において、低分子化合物は、有機ポリマー及びその誘導体以外の化合物を意味する。すなわち、繰り返し単位を有さない化合物をいう。低分子化合物は、このような化合物である限り、分子量は特に限定されるものではない。低分子化合物の分子量は、好ましくは300~2000であり、さらに好ましくは400~1000である。
 低分子化合物としては、縮合多環芳香族化合物が挙げられる。例えば、ナフタセン、ペンタセン(2,3,6,7-ジベンゾアントラセン)、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等のアセン、アントラジチオフェン、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、及び、これらの炭素原子の一部をN、S、O等の原子で置換した誘導体又は上記炭素原子に結合している少なくとも1つの水素原子を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-キノン等)、並びに、上記水素原子を他の官能基で置換した誘導体を挙げることができる。
 また、銅フタロシアニンで代表される金属フタロシアニン、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)、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誘導体、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、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等の縮合環テトラカルボン酸ジイミド、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン及びこれらの誘導体、SWNT(Single-wall nanotubes)等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素、ヘミシアニン色素等の色素とこれらの誘導体等を挙げることもできる。
 さらに、ポリアントラセン、トリフェニレン、キナクリドンを挙げることができる。
 また、低分子化合物としては、例えば、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、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)を例示することができる。
 有機半導体は、樹脂(C)と偏在しやすい点で、低分子化合物が好ましく、なかでも、縮合多環芳香族化合物が好ましい。縮合多環芳香族化合物を樹脂(C)と併用すると、キャリア移動度及び耐久性の向上効果が高く、さらには優れた閾値電圧の低減効果をも示す。
 縮合多環芳香族化合物は、式(A1)~(A4)のいずれかで表されるアセン、及び、下記一般式(C)~(T)のいずれかで表される化合物が好ましく、樹脂(C)と偏在しやすい点で、下記一般式(C)~(T)のいずれかで表される化合物がより好ましい。
 縮合多環芳香族化合物として好ましいアセンは、下記式(A1)又は(A2)で表されるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式中、RA1~RA6、XA1及びXA2は、水素原子又は置換基を表す。
 ZA1及びZA2は、S、O、Se又はTeを表す。
 nA1及びnA2は0~3の整数を表す。ただし、nA1及びnA2が同時に0になることはない。
 RA1~RA6、XA1及びXA2で各々表される置換基としては、特に限定されないが、アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、tert-ブチル、ペンチル、tert-ペンチル、ヘキシル、オクチル、tert-オクチル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル等)、アルケニル基(例えば、ビニル、アリル、1-プロペニル、2-ブテニル、1,3-ブタジエニル、2-ペンテニル、イソプロペニル等)、アルキニル基(例えば、エチニル、プロパルギル等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル、p-クロロフェニル、メシチル、トリル、キシリル、ナフチル、アントリル、アズレニル、アセナフテニル、フルオレニル、フェナントリル、インデニル、ピレニル、ビフェニリル等)、芳香族複素環基(ヘテロアリール基ともいい、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4-トリアゾール-1-イル基、1,2,3-トリアゾール-1-イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(ヘテロアリール環基等ともいい、例えば、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)、アルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ、ナフチルオキシ等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ、オクチルチオ、ドデシルチオ等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ、シクロヘキシルチオ等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ、ナフチルチオ等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル、エチルオキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル、オクチルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル、ナフチルオキシカルボニル等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル、メチルアミノスルホニル、ジメチルアミノスルホニル、ブチルアミノスルホニル、ヘキシルアミノスルホニル、シクロヘキシルアミノスルホニル、オクチルアミノスルホニル、ドデシルアミノスルホニル、フェニルアミノスルホニル、ナフチルアミノスルホニル、2-ピリジルアミノスルホニル等)、アシル基(例えば、アセチル、エチルカルボニル、プロピルカルボニル、ペンチルカルボニル、シクロヘキシルカルボニル、オクチルカルボニル、2-エチルヘキシルカルボニル、ドデシルカルボニル、フェニルカルボニル、ナフチルカルボニル、ピリジルカルボニル等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ、エチルカルボニルオキシ、ブチルカルボニルオキシ、オクチルカルボニルオキシ、ドデシルカルボニルオキシ、フェニルカルボニルオキシ等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ、エチルカルボニルアミノ、ジメチルカルボニルアミノ、プロピルカルボニルアミノ、ペンチルカルボニルアミノ、シクロヘキシルカルボニルアミノ、2-エチルヘキシルカルボニルアミノ、オクチルカルボニルアミノ、ドデシルカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、ナフチルカルボニルアミノ等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル、メチルアミノカルボニル、ジメチルアミノカルボニル、プロピルアミノカルボニル、ペンチルアミノカルボニル、シクロヘキシルアミノカルボニル、オクチルアミノカルボニル、2-エチルヘキシルアミノカルボニル、ドデシルアミノカルボニル、フェニルアミノカルボニル、ナフチルアミノカルボニル、2-ピリジルアミノカルボニル等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド、エチルウレイド、ペンチルウレイド、シクロヘキシルウレイド、オクチルウレイド、ドデシルウレイド、フェニルウレイド、ナフチルウレイド、2-ピリジルアミノウレイド等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、ブチルスルフィニル、シクロヘキシルスルフィニル、2-エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、ナフチルスルフィニル、2-ピリジルスルフィニル等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ブチルスルホニル、シクロヘキシルスルホニル、2-エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル、ナフチルスルホニル、2-ピリジルスルホニル等)、アミノ基(例えば、アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2-エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、ナフチルアミノ、2-ピリジルアミノ等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ペンタフルオロフェニル等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル、トリイソプロピルシリル、トリフェニルシリル、フェニルジエチルシリル等)、下記一般式(SG1)で表される基(ただし、XはGe又はSn)等が挙げられる。
 これらの置換基は、さらに置換基を複数有していてもよい。複数有していてもよい置換基としては、上記、RA1~RA6で表される置換基が挙げられる。
 上記アセンのなかでも、下記式(A3)又は(A4)で表されるものがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式中、RA7、RA8、XA1及びXA2は、水素原子又は置換基を表す。RA7、RA8、XA1及びXA2は同じであっても異なっていてもよい。RA7及びRA8で表される置換基は式(A1)及び(A2)のRA1~RA6として採用しうる置換基として上記で列挙したものが好ましい。
 ZA1及びZA2は、S、O、Se又はTeを表す。
 nA1及びnA2は0~3の整数を表す。ただし、nA1とnA2が同時に0になることはない。
 式(A3)又は(A4)において、RA7及びRA8は、下記式(SG1)で表されるものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、RA9~RA11は置換基を表す。XはSi、Ge又はSnを表す。RA9~RA11で表される置換基は、式(A1)及び(A2)のRA1~RA6として採用しうる置換基として上記で列挙したものであることが好ましい。
 以下に、式(A1)~(A4)で表されるアセン又はアセン誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 縮合多環芳香族化合物としては、さらに、下記一般式(C)~(T)で表される化合物も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(C)中、AC1、AC2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。好ましくはAC1、AC2共に酸素原子、硫黄原子を表し、より好ましくは硫黄原子を表す。RC1~RC6は水素原子又は置換基を表す。RC1~RC6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又は窒素原子を表し、AD2はCRD8又は窒素原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1~RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1~RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1~RE8は水素原子又は置換基を表す。RE1~RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(F)中、XF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。好ましくはXF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子を表し、より好ましくは、硫黄原子を表す。RF1~RF10、RFa及びRFbは水素原子又は置換基を表す。RF1~RF10、RFa及びRFbのうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基である。p及びqは0~2の整数を表す。
 一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又は窒素原子を表す。AG2はCRG8又は窒素原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RG1~RG8は水素原子又は置換基を表す。RG1~RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(H)中、XH1~XH4は、NRH7、酸素原子又は硫黄原子を表す。XH1~XH4は、好ましくは硫黄原子を表す。RH7は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RH1~RH6は水素原子又は置換基を表す。RH1~RH6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(J)中、XJ1及びXJ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRJ9を表す。XJ3及びXJ4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。XJ1、XJ2、XJ3及びXJ4は好ましくは硫黄原子を表す。RJ1~RJ9は水素原子又は置換基を表す。RJ1~RJ9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。XK1、XK2、XK3及びXK4は好ましくは硫黄原子を表す。RK1~RK9は水素原子又は置換基を表す。RK1~RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。XL1及びXL2は好ましくは酸素原子又は硫黄原子を表す。RL1~RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1~RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(M)中、XM1及びXM2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRM9を表す。XM1及びXM2は好ましくは硫黄原子を表す。RM1~RM9は水素原子又は置換基を表す。RM1~RM9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。XN1及びXN2は好ましくは硫黄原子を表す。RN1~RN13は水素原子又は置換基を表す。RN1~RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。XP1及びXP2は好ましくは硫黄原子を表す。RP1~RP13は水素原子又は置換基を表す。RP1~RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(Q)中、XQ1及びXQ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRQ13を表す。XQ1及びXQ2は好ましくは硫黄原子を表す。RQ1~RQ13は水素原子又は置換基を表す。RQ1~RQ13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。XR1、XR2及びXR3は好ましくは硫黄原子を表す。RR1~RR9は水素原子又は置換基を表す。RR1~RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(S)中、XS1、XS2、XS3及びXS4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRS7を表す。XS1、XS2、XS3及びXS4は好ましくは硫黄原子を表す。RS1~RS7は水素原子又は置換基を表す。RS1~RS7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 一般式(T)中、XT1、XT2、XT3、及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。XT1、XT2、XT3及びXT4は好ましくは硫黄原子を表す。RT1~RT7は水素原子又は置換基を表す。RT1~RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
 以下に、上記一般式(C)~(T)において、水素原子又は置換基を表す、RC1~RC6、RD1~RD8、RE1~RE8、RF1~RF10、RFa及びRFb、RG1~RG8、RH1~RH6、RJ1~RJ9、RK1~RK9、RL1~RL11、RM1~RM9、RN1~RN13、RP1~RP13、RQ1~RQ13、RR1~RR9、RS1~RS7及びRT1~RT7(以下、置換基R~Rという)について、説明する。
 置換基R~Rが、とりうる置換基として、ハロゲン原子、アルキル基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル等の炭素数1~40のアルキル基、ただし、2,6-ジメチルオクチル、2-デシルテトラデシル、2-ヘキシルドデシル、2-エチルオクチル、2-デシルテトラデシル、2-ブチルデシル、1-オクチルノニル、2-エチルオクチル、2-オクチルテトラデシル、2-エチルヘキシル、シクロアルキル、ビシクロアルキル、トリシクロアルキル等を含む)、アルケニル基(1-ペンテニル、シクロアルケニル、ビシクロアルケニル等を含む)、アルキニル基(1-ペンチニル、トリメチルシリルエチニル、トリエチルシリルエチニル、トリ-i-プロピルシリルエチニル、2-p-プロピルフェニルエチニル等を含む)、アリール基(フェニル、ナフチル、p-ペンチルフェニル、3,4-ジペンチルフェニル、p-ヘプトキシフェニル、3,4-ジヘプトキシフェニルの炭素数6~20のアリール基等を含む)、複素環基(ヘテロ環基といってもよい。2-ヘキシルフラニル等を含む)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アシル基(ヘキサノイル、ベンゾイル等を含む。)、アルコキシ基(ブトキシ等を含む)、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基(ウレイド基含む)、アルコキシ及びアリールオキシカルボニルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキル及びアリールチオ基(メチルチオ、オクチルチオ等を含む)、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アルキル及びアリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及びヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基(ジトリメチルシロキシメチルブトキシ基等)、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH))、ホスファト基(-OPO(OH))、スルファト基(-OSOH)、その他の公知の置換基が挙げられる。
 これら置換基は、さらに上記置換基を有していてもよい。
 これらの中でも、置換基R~Rがとりうる置換基として、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、アルキルチオ基、後述の一般式(W)で表される基が好ましく、炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~12のアルケニル基、炭素数2~12のアルキニル基、炭素数1~11のアルコキシ基、炭素数5~12の複素環基、炭素数1~12のアルキルチオ基、後述の一般式(W)で表される基がより好ましく、後述の一般式(W)で表される基が特に好ましく、後述の一般式(W)で表される基がより特に好ましい。
 上記RD9、RG9及びRH7の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基は、それぞれ、置換基R~Rがとりうる置換基で説明した、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基と同義である。
 また、ヘテロアリール基は、RA1~RA6の置換基で説明したヘテロアリール基と同義である。
 一般式(W):-L-R で表される基について説明する。
 一般式(W)中、Lは下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基又は2以上(好ましくは2~10個、より好ましくは2~6個、さらに好ましくは2又は3個)の下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基が結合した2価の連結基を表す。Rは置換又は無置換のアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 一般式(L-1)~(L-25)中、波線部分は上記一般式(C)~(T)で表される各骨格を形成するいずれかの環との結合位置を表す。なお、本明細書中、Lが一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す場合、波線部分は上記一般式(C)~(T)で表される各骨格を形成するいずれかの環との結合位置及び一般式(L-1)~(L-25)で表される2価の連結基のいずれかとの結合位置を表してもよい。
 *はRwとの結合位置又は一般式(L-1)~(L-25)の波線部分との結合位置を表す。
 一般式(L-13)におけるmは4を表し、一般式(L-14)及び(L-15)におけるmは3を表し、一般式(L-16)~(L-20)におけるmは2を表し、(L-22)におけるmは6を表す。
 一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)及び(L-13)~(L-24)におけるRLZはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、一般式(L-1)及び(L-2)中のRLZはそれぞれLに隣接するRと結合して縮合環を形成してもよい。
 Rは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
 この中でも、一般式(L-17)~(L-21)、(L-23)及び(L-24)で表される2価の連結基は、下記一般式(L-17A)~(L-21A)、(L-23A)及び(L-24A)で表される2価の連結基であることがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ここで、置換又は無置換のアルキル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基が置換基の末端に存在する場合は、一般式(W)における-R単独と解釈することもでき、一般式(W)における-L-Rと解釈することもできる。
 本発明では、主鎖が炭素数N個の置換又は無置換のアルキル基が置換基の末端に存在する場合は、置換基の末端から可能な限りの連結基を含めた上で一般式(W)における-L-Rと解釈することとし、一般式(W)における-R単独とは解釈しない。具体的には「一般式(W)におけるLに相当する(L-1)1個」と「一般式(W)におけるRに相当する主鎖が炭素数N-1個の置換又は無置換のアルキル基」とが結合した置換基として解釈する。例えば、炭素数8のアルキル基であるn-オクチル基が置換基の末端に存在する場合、2個のRLZが水素原子である(L-1)1個と、炭素数7のn-ヘプチル基とが結合した置換基として解釈する。また、一般式(W)で表される置換基が炭素数8のアルコキシ基である場合、-O-である一般式(L-4)で表される連結基1個と、2個のRLZが水素原子である(L-1)で表される連結基1個と、炭素数7のn-ヘプチル基とが結合した置換基として解釈する。
 一方、本発明では、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基が置換基の末端に存在する場合は、置換基の末端から可能な限りの連結基を含めた上で、一般式(W)におけるR単独と解釈する。例えば、-(OCHCH)-(OCHCH)-(OCHCH)-OCH基が置換基の末端に存在する場合、オキシエチレン単位の繰り返し数vが3のオリゴオキシエチレン基単独の置換基として解釈する。
 Lが一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基が結合した連結基を形成する場合、一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基の結合数は2~4であることが好ましく、2又は3であることがより好ましい。
 一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)及び(L-13)~(L-24)中の置換基RLZとしては、一般式(C)~(T)の置換基R~Rが採りうる置換基として例示したものを挙げることができる。その中でも一般式(L-6)中の置換基RLZはアルキル基であることが好ましく、(L-6)中のRLZがアルキル基である場合は、アルキル基の炭素数は1~9であることが好ましく、4~9であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、5~9であることがさらに好ましい。(L-6)中のRLZがアルキル基である場合は、アルキル基は直鎖アルキル基であることが、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Rとしては、置換基R~Rが採りうる置換基として例示したものを挙げることができる。その中でもRとしては水素原子又はメチル基が好ましい。
 Rsiは、アルキル基であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキル基としては特に制限はないが、Rsiがとり得るアルキル基の好ましい範囲はRがシリル基である場合にシリル基がとり得るアルキル基の好ましい範囲と同様である。Rsiがとり得るアルケニル基としては特に制限はないが、置換又は無置換のアルケニル基が好ましく、分枝アルケニル基であることがより好ましく、アルケニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキニル基としては特に制限はないが、置換又は無置換のアルキニル基が好ましく、分枝アルキニル基であることがより好ましく、アルキニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。
 Lは、一般式(L-1)~(L-5)、(L-13)、(L-17)もしくは(L-18)のいずれかで表される2価の連結基、又は一般式(L-1)~(L-5)、(L-13)、(L-17)もしくは(L-18)のいずれかで表される2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることが好ましく、一般式(L-1)、(L-3)、(L-13)もしくは(L-18)のいずれかで表される2価の連結基又は一般式(L-1)、(L-3)、(L-13)もしくは(L-18)で表される2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることがより好ましく、(L-1)、(L-3)、(L-13)もしくは(L-18)で表される2価の連結基、あるいは一般式(L-3)、(L-13)又は(L-18)のいずれか1つで表される2価の連結基と一般式(L-1)で表される2価の連結基が結合した2価の連結基であることが特に好ましい。一般式(L-3)、(L-13)又は(L-18)のいずれか1つで表される2価の連結基と一般式(L-1)で表される2価の連結基が結合した2価の連結基は、一般式(L-1)で表される2価の連結基がR側に結合することが好ましい。
 化学的安定性、キャリア輸送性の観点から一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L-1)で表される2価の連結基であることがより特に好ましく、Lが一般式(L-18)及び(L-1)で表される2価の連結基であり、(L-1)を介してRと結合し、Rが置換又は無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましく、Lが一般式(L-18A)及び(L-1)で表される2価の連結基であり、(L-1)を介してRと結合し、Rが置換又は無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましい。
 一般式(W)において、Rは、好ましくは、置換又は無置換のアルキル基である。一般式(W)において、Rに隣接するLが一般式(L-1)で表される2価の連結基である場合は、Rは置換又は無置換のアルキル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数が2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基であることが好ましく、置換又は無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W)において、Rに隣接するLが一般式(L-2)及び(L-4)~(L-25)で表される2価の連結基である場合は、Rは置換又は無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W)において、Rに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合は、Rは置換又は無置換のアルキル基、置換又は無置換のシリル基であることが好ましい。
 Rが置換又は無置換のアルキル基の場合、炭素数は4~17であることが好ましく、6~14であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、6~12であることがさらに好ましい。Rが上記の範囲の長鎖アルキル基であること、特に長鎖の直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Rがアルキル基を表す場合、直鎖アルキル基でも、分枝アルキル基でも、環状アルキル基でもよいが、直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 これらの中でも、一般式(W)におけるRとLの組み合わせとしては、一般式(C)~(T)のLが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、かつ、Rが直鎖の炭素数4~17のアルキル基であるか;あるいは、Lが一般式(L-3)、(L-13)又は(L-18)のいずれか1つで表される2価の連結基と一般式(L-1)で表される2価の連結基が結合した2価の連結基であり、かつ、Rが直鎖のアルキル基であることが、キャリア移動度を高める観点から好ましい。
 Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、かつ、Rが直鎖の炭素数4~17のアルキル基である場合、Rが直鎖の炭素数6~14のアルキル基であることがキャリア移動度を高める観点からより好ましく、直鎖の炭素数6~12のアルキル基であることが特に好ましい。
 Lが一般式(L-3)、(L-13)又は(L-18)のいずれか1つで表される2価の連結基と一般式(L-1)で表される2価の連結基が結合した2価の連結基であり、かつ、Rが直鎖のアルキル基である場合、Rが直鎖の炭素数4~17のアルキル基であることがより好ましく、直鎖の炭素数6~14のアルキル基であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、直鎖の炭素数6~12のアルキル基であることがキャリア移動度を高める観点から特に好ましい。
 一方、有機溶媒への溶解度を高める観点からは、Rが分枝アルキル基であることが好ましい。
 Rが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、ハロゲン原子等を挙げることができ、フッ素原子が好ましい。なお、Rがフッ素原子を有するアルキル基である場合はアルキル基の水素原子がすべてフッ素原子で置換されてパーフルオロアルキル基を形成してもよい。ただし、Rは無置換のアルキル基であることが好ましい。
 Rがエチレンオキシ基又はオリゴエチレンオキシ基の場合、Rが表す「オリゴオキシエチレン基」とは本明細書中、-(OCHCHOYで表される基のことをいう(オキシエチレン単位の繰り返し数vは2以上の整数を表し、末端のYは水素原子又は置換基を表す)。なお、オリゴオキシエチレン基の末端のYが水素原子である場合はヒドロキシ基となる。オキシエチレン単位の繰り返し数vは2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。オリゴオキシエチレン基の末端のヒドロキシ基は封止されていること、すなわちYが置換基を表すことが好ましい。この場合、ヒドロキシ基は、炭素数が1~3のアルキル基で封止されること、すなわちYが炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、Yがメチル基やエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
 Rが、シロキサン基又はオリゴシロキサン基の場合、シロキサン単位の繰り返し数は2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。また、Si原子には、水素原子やアルキル基が結合することが好ましい。Si原子にアルキル基が結合する場合、アルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基又は水素原子が結合してもよい。また、オリゴシロキサン基を構成するシロキサン単位はすべて同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 Rに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合、Rが置換又は無置換のシリル基であることも好ましい。Rが置換又は無置換のシリル基である場合はその中でも、Rが置換シリル基であることが好ましい。シリル基の置換基としては特に制限はないが、置換又は無置換のアルキル基が好ましく、分枝アルキル基であることがより好ましい。Rがトリアルキルシリル基の場合、Si原子に結合するアルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基やイソプロピル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基が結合してもよい。Rがアルキル基上にさらに置換基を有するトリアルキルシリル基である場合の置換基としては、特に制限はない。
 一般式(W)において、L及びRに含まれる炭素数の合計は5~18であることが好ましい。L及びRに含まれる炭素数の合計が上記範囲の下限値以上であると、キャリア移動度が高くなり、駆動電圧を低くなる。L及びRに含まれる炭素数の合計が上記範囲の上限値以下であると、有機溶媒に対する溶解性が高くなる。
 L及びRに含まれる炭素数の合計は5~14であることが好ましく、6~14であることがより好ましく、6~12であることが特に好ましく、8~12であることがより特に好ましい。
 一般式(C)~(T)で表される各化合物において置換基R~Rのうち、一般式(W)で表される基は1~4個であることが、キャリア移動度を高め、有機溶媒への溶解性を高める観点から好ましく、1又は2個であることがより好ましく、2個であることが特に好ましい。
 置換基R~Rのうち、一般式(W)で表される基の位置に特に制限はない。
 一般式(C)で表される化合物においては、RC1、RC2、RC3、RC6のいずれかが一般式(W)で表される基であることが好ましく、RC1とRC2との両方又はRC3とRC6の両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。
 一般式(D)で表される化合物においては、RD6が一般式(W)で表される基であることが好ましく、RD5とRD6との両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。
 一般式(E)で表される化合物においては、RE6が一般式(W)で表される基であることが好ましく、RE5とRE6との両方が一般式(W)で表される基であることがより好ましい。また、RE5及びRE6が一般式(W)で表される基以外の置換基である場合、2つのRE7が一般式(W)で表される基であるのも好ましい。
 一般式(F)で表される化合物においては、RF2、RF3、RF8及びRF9のうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基であるのが好ましい。
 一般式(G)で表される化合物においては、RG5又はRG6が一般式(W)で表される基であることが、キャリア移動度を高め、有機溶媒への溶解性を高める観点から好ましい。
 一般式(H)で表される化合物においては、RH4又はRH6が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RH4又はRH6、及び、RH3又はRH5が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(J)で表される化合物においては、RJ8が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RJ8とRJ4との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(K)で表される化合物においては、RK7が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RK7とRK3との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(L)で表される化合物においては、RL2、RL3、RL6及びRL7のうち少なくとも一つが一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(M)で表される化合物においては、RM2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RM2とRM6との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(N)で表される化合物においては、RN3が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RN3とRN9との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(P)で表される化合物においては、RP2又はRP3が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RP2とRP8との両方又はRP3とRP9との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(Q)で表される化合物においては、RQ3が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RQ3とRQ9との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(R)で表される化合物においては、RR2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RR2とRR7との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(S)で表される化合物においては、RS2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RS2とRS5との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 一般式(T)で表される化合物においては、RT2が一般式(W)で表される基であるのが好ましく、RT2とRT5との両方が一般式(W)で表される基であるのがより好ましい。
 置換基R~Rのうち、一般式(W)で表される基以外の置換基は、0~4個であることが好ましく、0~2個であることがより好ましい。
 以下に、一般式(C)~式(T)で表される各化合物の具体例を以下に示すが、本発明で用いることができる化合物は、これらの具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
 一般式(C)で表される化合物Cの具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 一般式(C)で表される化合物は、分子量が3000以下であることが好ましく、2000以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましく、850以下であることが特に好ましい。分子量が上記範囲内にあると、溶媒への溶解性を高めることができる。
 一方で、薄膜の膜質安定性の観点からは、分子量は300以上であることが好ましく、350以上であることがより好ましく、400以上であることがさらに好ましい。
 一般式(D)で表される化合物Dの具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式(D)で表される化合物の分子量は、上限が一般式(C)で表される化合物と同じであるのが、溶媒への溶解性を高めることができ、好ましい。一方で、薄膜の膜質安定性の観点からは、分子量は400以上であることが好ましく、450以上であることがより好ましく、500以上であることがさらに好ましい。
 一般式(E)で表される化合物E、一般式(F)で表される化合物F、一般式(G)で表される化合物G及び一般式(H)で表される化合物Hそれぞれの具体例を、順に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記化合物E、化合物F、化合物G及び化合物Hの分子量は、それぞれ、上限が一般式(C)で表される化合物Cと同じであるのが、溶媒への溶解性を高めることができ、好ましい。一方で、薄膜の膜質安定性の観点から、分子量の下限は一般式(D)で表される化合物と同じである。
 一般式(J)及び一般式(K)で表される化合物J及び化合物Kの具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 上記化合物J及び化合物Kの分子量は、それぞれ、上限が一般式(C)で表される化合物Cと同じであるのが、溶媒への溶解性を高めることができ、好ましい。一方で、薄膜の膜質安定性の観点から、分子量の下限は一般式(D)で表される化合物と同じである。
 一般式(L)で表される化合物L、一般式(M)で表される化合物M、一般式(N)で表される化合物N、一般式(P)で表される化合物P及び一般式(Q)で表される化合物Qそれぞれの具体例を、順に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記化合物L、化合物M、化合物N、化合物P及び化合物Qの分子量は、それぞれ、上限が一般式(C)で表される化合物Cと同じであるのが、溶媒への溶解性を高めることができ、好ましい。一方で、薄膜の膜質安定性の観点から、分子量の下限は一般式(D)で表される化合物と同じである。
 一般式(R)で表される化合物R、一般式(S)で表される化合物S及び一般式(T)で表される化合物Tそれぞれの具体例を、順に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記化合物R、化合物S及び化合物Tの分子量は、それぞれ、上限が一般式(C)で表される化合物Cと同じであるのが、溶媒への溶解性を高めることができ、好ましい。一方で、薄膜の膜質安定性の観点から、分子量の下限は一般式(D)で表される化合物と同じである。
 有機ポリマー及びその誘導体としては、例えば、ポリピロール及びその置換体、ポリジケトピロール及びその置換体、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、ポリチエニレンビニレン等のチエニレンビニレン、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)、ポリアニリン及びその誘導体、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリアズレン、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリセレノフェン、ポリフラン、ポリ(p-フェニレン)、ポリインドール、ポリピリダジン、ポリテルロフェン、ポリナフタレン、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縮合多環芳香族化合物の重合体等を挙げることができる。
 ポリチオフェン及びその誘導体としては、特に限定されないが、例えば、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)等が挙げられる。
 また、これらのポリマーと同じ繰り返し単位を有するオリゴマー(例えば、オリゴチオフェン)を挙げることもできる。
 また、有機ポリマーとして、下記一般式(C)~(T)で表される化合物が繰り返し構造を有する高分子化合物が挙げられる。
 このような高分子化合物としては、一般式(C)~(T)で表される化合物が少なくとも1つ以上のアリーレン基、ヘテロアリーレン基(チオフェン、ビチオフェン等)を介して繰り返し構造を示すπ共役ポリマーや、一般式(C)~(T)で表される化合物が高分子主鎖に側鎖を介して結合したペンダント型ポリマーが挙げられる。高分子主鎖としては、ポリアクリレート、ポリビニル、ポリシロキサン等が好ましく、側鎖としては、アルキレン基、ポリエチレンオキシド基等が好ましい。ペンダント型ポリマーの場合、高分子主鎖は置換基R~Rの少なくとも1つが重合性基由来の基を有し、これが重合してなるものであってもよい。
 これらの有機ポリマーは、重量平均分子量が3万以上であることが好ましく、5万以上であることがより好ましく、10万以上であることがさらに好ましい。重量平均分子量が上記下限値以上とすることにより、分子間相互作用を高めることができ、高い移動度が得られる。
 上記樹脂(C)は、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基(炭素数3以上)、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を、好ましくは側鎖中に、有する樹脂である。
 樹脂(C)は、上記したように、有機半導体層中において、上記有機半導体に対して偏在又は相分離する。
 樹脂(C)は、上記基を1つ(1種)有していればよい。有機半導体に対して偏在しやすくなる点で、上記基を2つ以上有するのが好ましい。なお、樹脂(C)が有する上記基の、繰り返し単位数に対する合計数(モル%)は後述する繰り返し単位(α)の含有率と同じである。
 樹脂(C)は、上記群より選択される1つ以上の基を有する繰り返し単位(以下、単に繰り返し単位(α)ともいう)を有するのが好ましい。
 この樹脂(C)は、上記繰り返し単位(α)の単独重合体からなる樹脂でも、繰り返し単位(α)を含む共重合体からなる樹脂でもよい。
 樹脂(C)が有する基は、好ましくは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数が6以上のアルキル基、炭素数が5以上のシクロアルキル基、アリール基の炭素数が6以上のアリールオキシカルボニル基、炭素数が7以上のアラルキル基、少なくとも1個の炭素数3以上のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個の炭素数5以上のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基である。
少なくとも1個の炭素数3以上のアルキル基で置換された芳香環基とては、t-ブチルフェニル基、ジ(t-ブチル)フェニル基がより好ましい。
 さらに好ましくは、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方の基であり、特に好ましくはフッ素原子を有する基である。
 フッ素原子を有する基としては、特に限定されず、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基等が挙げられる。これらの基はフッ素原子以外の置換基をさらに有していてもよい。
 フッ素原子を有するアルキル基としては、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは炭素数1~4のフッ素原子を有するアルキル基が挙げられる。
 フッ素原子を有するシクロアルキル基としては、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基が挙げられる。
 フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。
 フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基及びフッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(CF2)~(CF4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 一般式(CF2)~(CF4)中、R57~R68は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)を表す。ただし、R57~R61の少なくとも1つ、R62~R64の少なくとも1つ、及びR65~R68の少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1~4)を表す。
 R57~R61及びR65~R67は、すべてがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63、R64及びR68は、フッ素原子か、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1~4)が好ましく、フッ素原子か、炭素数1~4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
 一般式(CF2)で表される基の具体例としては、p-フルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル等が挙げられる。
 一般式(CF3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル、1,1,1-トリフルオロエチル、ノナフルオロブチルエチル、ペンタフルオロプロピル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロブチル、ヘキサフルオロイソプロピル、ヘプタフルオロイソプロピル、ヘキサフルオロ(2-メチル)イソプロピル、ノナフルオロブチル、オクタフルオロイソブチル、ノナフルオロヘキシル、ノナフルオロ-t-ブチル、パーフルオロイソペンチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル、2,2,3,3-テトラフルオロシクロブチル、パーフルオロシクロヘキシル等が挙げられ、1,1,1-トリフルオロエチル、ノナフルオロブチルエチル、ヘキサフルオロイソプロピル、ヘプタフルオロイソプロピル、ヘキサフルオロ(2-メチル)イソプロピル、オクタフルオロイソブチル、ノナフルオロ-t-ブチル、パーフルオロイソペンチルが好ましい。
 一般式(CF4)で表される基の具体例としては、例えば、-C(CFOH、-C(COH、-C(CF)(CH)OH、-CH(CF)OH等が挙げられ、-C(CFOHが好ましい。
 一般式(CF2)、(CF3)、(CF4)の中では、一般式(CF2)、(CF3)が好ましい。
 ケイ素原子を有する基としては、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、環状シロキサン構造を少なくとも1つ有する基等が挙げられる。
 上記アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造を少なくとも1つ有する基としては、好ましくは、下記一般式(CS-1)~(CS-3)で表される基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 一般式(CS-1)~(CS-3)において、R12~R26は、直鎖もしくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1~20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)を表す。
 L~Lは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレア結合よりなる群から選択される単独又は2つ以上の組み合わせ(好ましくは総炭素数12以下)からなる基又は結合が挙げられる。
 nは、1~5の整数を表す。nは、好ましくは、2~4の整数である。
 樹脂(C)が有するアルキル基としては、樹脂(C)の疎水性をより向上させる観点から、好ましくは炭素数6以上、より好ましくは炭素数6~20、さらに好ましくは炭素数6~15の直鎖又は分岐アルキル基を挙げられ、さらに、置換基(ただし、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基には相当しない)を有していてもよい。
 樹脂(C)が有するシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数5以上、より好ましくは、炭素数6~20、さらに好ましくは炭素数6~15のシクロアルキル基が挙げられ、さらに、置換基(ただし、フッ素原子を有する基、及び、ケイ素原子を有する基には相当しない)を有していてもよい。
 樹脂(C)が有するアリールオキシカルボニル基のアリール基としては、好ましくは炭素数が6以上、樹脂(C)の疎水性をより向上させる観点から、より好ましくは9~20、さらに好ましくは9~15である。このアリール基は、フッ素原子を有するアリール基で例示したものと同様であるのが好ましい。このアリールオキシカルボニル基は、さらに置換基(ただし、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基には相当しない)を有していてもよい。
 樹脂(C)が有するアラルキル基としては、好ましくは炭素数7以上、より好ましくは、炭素数7~20、より好ましくは炭素数10~20のアラルキル基が挙げられる。さらに置換基(ただし、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基には相当しない)を有していてもよい。
 少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基における芳香環としては、好ましくは炭素数6~20、より好ましくは炭素数6~15の芳香環が挙げられ、アルキル基及びシクロアルキル基以外の置換基(ただし、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基には相当しない)を有していてもよい。
 この芳香環基が有するアルキル基としては、樹脂(C)の疎水性をより向上させる観点から、好ましくは炭素数3以上、より好ましくは炭素数3~15、さらに好ましくは炭素数3~10の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基において、芳香環は1~9個のアルキル基(好ましくは炭素数3以上)により置換されることが好ましく、1~7個の炭素数3以上のアルキル基により置換されることがより好ましく、1~5個の炭素数3以上のアルキル基により置換されることがさらに好ましい。
 上記芳香環基が有するシクロアルキル基としては、好ましくは炭素数5以上、より好ましくは炭素数5~20、さらに好ましくは炭素数5~15のシクロアルキル基が挙げられる。少なくとも1個のシクロアルキル基(好ましくは炭素数5以上)で置換された芳香環基において、芳香環は1~5個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることが好ましく、1~4個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることがより好ましく、1~3個の炭素数5以上のシクロアルキル基により置換されることがさらに好ましい。
 樹脂(C)は、上記繰り返し単位(α)として、下記一般式(C-Ia)~(C-Id)のいずれかで表される繰り返し単位を少なくとも1種有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 上記一般式中、R10及びR11は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
 アルキル基は、好ましくは炭素数1~4の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基、好ましくはパーフルオロアルキル基を挙げることができる。R10及びR11は、水素原子、又は、メチル基であることが好ましい。
 Wは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 Wは、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、及び、シクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 W及びWは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、アラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 なお、W~Wは、それぞれ、-COO-で表される基を有していてもよいが、この場合、最大でも1つであるのが好ましい。
 Ar11は、(r+1)価の芳香環基を表す。
 (r+1)価の芳香環基Ar11として、rが1である場合における2価の芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン、トリレン、ナフチレン、アントラセニレン等の炭素数6~18のアリーレン基等が挙げられる。
 rが2以上の整数である場合における(r+1)価の芳香環基の具体例としては、2価の芳香環基の上記した具体例から、(r-1)個の任意の水素原子を除してなる基を好適に挙げることができる。
 rは、1~10の整数を表す。
 W~Wにおけるフッ素原子を有する基としては、上記したフッ素原子を有する基で挙げたものと同様である。
 W~Wにおけるフッ素原子を有する基は、一般式(C-Ia)~(C-Id)で表される繰り返し単位に、-COO-、Ar11、-CH-又は-O-と、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレイレン結合よりなる群から選択される基又はこれらの2つ以上を組み合わせた基とを介して、一般式(C-Ia)~(C-Id)で表される繰り返し単位に結合してもよい。
 W~Wにおけるケイ素原子を有する基としては、上記したケイ素原子を有する基で挙げたものと同様である。
 Wにおける炭素数2以上のアルキル基は、樹脂(C)が有する炭素数2以上のアルキル基と同様であり、具体例及び好ましいものも同じである。W、W及びWにおけるアルキル基は、樹脂(C)の疎水性をより向上させる観点から、好ましくは炭素数6以上である。
 W、W及びWにおけるシクロアルキル基は、樹脂(C)が有するシクロアルキル基として上記したものと同様であり、具体例及び好ましい例も同様である。
 W、W及びWにおけるアリール基及びアラルキル基は、それぞれ、樹脂(C)が有するアリールオキシカルボニル基のアリール基、アラルキル基として上記したものと同様であり、具体例及び好ましい例も同様である。
 Wについてのアルキル基及びシクロアルキル基は、それぞれ、上記の少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基におけるアルキル基、及び、上記の少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基におけるシクロアルキル基に関して説明したものと同様である。
 W、W及びWは、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数6以上のアルキル基、炭素数5以上のシクロアルキル基、炭素数6以上のアリール基、又は、炭素数7以上のアラルキル基であることが好ましく、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数6以上のアルキル基、炭素数6以上のシクロアルキル基、炭素数9以上のアリール基、又は、炭素数10以上のアラルキル基であることがより好ましく、フッ素原子を有する有機基又はケイ素原子を有する有機基がさらに好ましい。
 Wは、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることがより好ましく、フッ素原子、フッ素原子を有する有機基又はケイ素原子を有する有機基、がさらに好ましい。
 以下に、一般式(C-Ia)~(C-Id)のいずれかで表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
 具体例中、Xは、水素原子、-CH、-F又は-CFを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 樹脂(C)の全繰り返し単位に対する繰り返し単位(α)の含有率は、5~100モル%であることが好ましく、10~90モル%であることがより好ましく、10~80モル%であることがさらに好ましい。
 樹脂(C)は、芳香環基を有することが好ましく、芳香環基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。
 この場合、繰り返し単位(α)が芳香環基を有してもよく、あるいは、樹脂(C)がさらに繰り返し単位(α)以外の繰り返し単位を有するとともに、繰り返し単位が芳香環基を有していてもよい。
 繰り返し単位(α)が芳香環基を有する場合における繰り返し単位(α)は、下記一般式(C-II)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 上記一般式中、R12は水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、又は、フッ素原子を表す。Wは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
 Lは単結合又は-COOL-基を表す。Lは、単結合又はアルキレン基を表す。
 rは、1~5の整数を表す。
 Wにおけるフッ素原子を有する基、及び、ケイ素原子を有する基としては、それぞれ、上記したフッ素原子を有する基、及び、ケイ素原子を有する基で挙げたものと同様である。
 Wにおけるアルキル基、及び、シクロアルキル基は、それぞれ、上記の少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基におけるアルキル基、及び、上記の少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基におけるシクロアルキル基に関して説明したものと同様である。
 Wはトリアルキルシリル基、トリアルコキシシリル基、トリアルキルシリル基を有するアルキル基、トリアルコキシシリル基を有するアルキル基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることが好ましい。
 Wとしてのトリアルキルシリル基、トリアルコキシシリル基、トリアルキルシリル基を有するアルキル基、及び、トリアルコキシシリル基を有するアルキル基において、ケイ素原子に結合するアルキル基又はアルコキシ基の炭素数は、1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
 また、Wとしてのトリアルキルシリル基を有するアルキル基、及び、トリアルコキシシリル基を有するアルキル基において、トリアルキルシリル基又はトリアルコキシシリル基に結合するアルキル基の炭素数は、1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
 R12は水素原子又はメチル基であることが好ましい。
 Lとしてのアルキレン基は、炭素数1~5のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1~3のアルキレン基であることがより好ましい。Lは単結合であることが好ましい。
 Wは、フッ素原子を有する有機基、ケイ素原子を有する有機基、炭素数3以上のアルキル基、又は、炭素数5以上のシクロアルキル基であることが好ましく、特に炭素数3以上のアルキル基であることが好ましく、t-ブチル基であることがさらに好ましい。
 以下に一般式(C-II)で表される繰り返し単位の具体例を、上記したもの以外に、示すが、本発明ではこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 樹脂(C)が一般式(C-II)で表される繰り返し単位を有する場合、一般式(C-II)で表される繰り返し単位の樹脂(C)の全繰り返し単位に対する含有率は、1~100モル%であることが好ましく、3~80モル%であることがより好ましく、5~75モル%であることがさらに好ましい。
 また、芳香環基を有する繰り返し単位として、上記の他にも、下記一般式(II)で表される繰り返し単位も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 一般式中、R51、R52及びR53は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。ただし、R52はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR52は単結合又はアルキレン基を表す。
 Xは、単結合、-COO-又は-CONR64-を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
 Lは、単結合又はアルキレン基を表す。
 Arは、1価の芳香環基を表し、R52と結合して環を形成する場合には2価の芳香環基を表す。
 R51、R52、R53のアルキル基及びアルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよい、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、ヘキシル、2-エチルヘキシル、オクチル、ドデシル等炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。
 R51、R52、R53のシクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルのような炭素数3~10個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
 R51、R52、R53のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
 1価の芳香環基Arは、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル、トリル、ナフチル、アントラセニル等の炭素数6~18のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。なかでも、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基が特に好ましい。2価の芳香環基の具体例としては、1価の芳香環基の上記した具体例から、1個の任意の水素原子を除してなる基を好適に挙げることができる。
 上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基及び1価の芳香環基が有する置換基としては、R51で挙げたアルキル基、メトキシ、エトキシ、ヒドロキシエトキシ、プロポキシ、ヒドロキシプロポキシ及びブトキシ等のアルコキシ基、フェニル等のアリール基が挙げられる。
 Xにより表される-CONR64-(R64は、水素原子、アルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、R51~R53のアルキル基と同様のものが挙げられる。Xとしては、単結合、-COO-、-CONH-が好ましく、単結合、-COO-がより好ましい。
 Lにおけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキシレン、オクチレン等の炭素数1~8個のものが挙げられる。
 以下に、一般式(II)で表される繰り返し単位の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 樹脂(C)は、一般式(II)で表される繰り返し単位を含有しても有しなくてもよい。一般式(II)で表される繰り返し単位を有する場合、一般式(II)で表される繰り返し単位の樹脂(C)の全繰り返し単位に対する含有率は、1~80モル%であることが好ましく、1~70モル%であることがより好ましく、1~50モル%であることがさらに好ましい。
<繰り返し単位(β)又は(γ)>
 樹脂(C)は、少なくとも1つのフッ素原子又はケイ素原子を含む基と少なくとも1つのラクトン環とを含む繰り返し成分(以下、「繰り返し単位(β)」ともいう。)、及び、下記一般式(aa1-1)で表されるモノマーに由来する少なくとも1種の繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(γ)」ともいう。)の少なくとも一方を含有してもよい。
 (繰り返し単位(β))
 繰り返し単位(β)に含まれるラクトン環構造としては、下記式(LC1-1)~(LC1-17)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基がより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、(LC1-1)、(LC1-4)、(LC1-5)、(LC1-6)、(LC1-13)、(LC1-14)、(LC1-17)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 ラクトン構造部分は、置換基Rbを有していても有していなくてもよい。好ましい置換基Rbとしては、炭素数1~8のアルキル基、炭素数4~7の1価のシクロアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数2~8のアルコキシカルボニル基、炭素数6~10のアリールオキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基が挙げられる。より好ましくは、炭素数1~4のアルキル基、シアノ基、炭素数2~8のアルコキシカルボニル基、炭素数7~13のアリールオキシカルボニル基であり、さらに好ましくは、シアノ基、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子もしくはケイ素原子で置換されたアルキル基、アルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基であり、特に好ましくはシアノ基、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基、アルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基である。
 n2は、0~4の整数を表す。n2が2以上のとき、複数存在する置換基(Rb)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb)同士が結合して環を形成してもよい。
 ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90%以上のものが好ましく、より好ましくは95%以上である。
 繰り返し単位(β)は、付加重合、縮合重合、付加縮合等の重合するものであれば限定されるものではないが、炭素-炭素2重結合を有し、これにより付加重合するものであることが好ましい。例として、アクリレート系繰り返し単位(α位、β位に置換基を有する系統も含む)、スチレン系繰り返し単位(α位、β位に置換基を有する系統も含む)、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位、マレイン酸誘導体(マレイン酸無水物やその誘導体マレイミド等)の繰り返し単位等を挙げることができ、アクリレート系繰り返し単位、スチレン系繰り返し単位、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位が好ましく、アクリレート系繰り返し単位、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位が好ましく、アクリレート系繰り返し単位が特に好ましい。
 以下、繰り返し単位(β)の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。Raは水素原子、フッ素原子、メチル又はトリフルオロメチルを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 樹脂(C)が繰り返し単位(β)を含有する場合、繰り返し単位(β)の含有率は、樹脂(C)中の全繰り返し単位に対し、10~90モル%が好ましく、より好ましくは20~85モル%である。
 (繰り返し単位(γ))
 次に、一般式(aa1-1)で表されるモノマーに由来する繰り返し単位(γ)について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 式中、Qにより表される重合性基を含む有機基は、重合性基を含む基であれば特に限定されるものではない。重合性基として、例えば、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、ノルボルネニル基、マレイミド基、ビニルエーテル基等が挙げられ、アクリル基、メタクリル基及びスチリル基が特に好ましい。
 L及びLにより表される2価の連結基としては、例えば、置換又は無置換のアリーレン基、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換のシクロアルキレン基、エーテル結合(-O-)、カルボニル基(-CO-)又はこれらの複数を組み合わせた2価の連結基が挙げられる。
 アリーレン基としては、例えば、炭素数が6~14のものが好ましい。具体例としては、フェニレン、ナフチレン、アントリレン、フェナントリレン、ビフェニレン、ターフェニレン等が挙げられる。
 アルキレン基及びシクロアルキレン基としては、例えば、炭素数が1~15のものが好ましい。具体例としては、次に挙げる直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基中の水素原子を1個引き抜いたものが挙げられる。水素原子を1個引き抜く前のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、tert-アミル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシルが挙げられる。また、水素原子を1個引き抜く前のシクロアルキレン基としては、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロペンチルエチル、シクロペンチルブチル、シクロヘキシルメチル、シクロヘキシルエチル、シクロヘキシルブチル、アダマンチルが挙げられる。
 アリーレン基、アルキレン基及びシクロアルキレン基が有し得る置換基としては、例えば、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、フッ素原子等が挙げられる。
 本発明の一態様において、Lは、単結合、フェニレン基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基がより好ましく、L2は、アルキレン基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基がより好ましい。
 Rfとしてのフッ素原子を有する有機基における有機基は、炭素原子を少なくとも1つ含む基であり、炭素-水素結合部分を含む有機基が好ましい。Rfは、例えば、フッ素原子で置換されたアルキル基又はフッ素原子で置換されたシクロアルキル基である。これらのアルキル基及びシクロアルキル基は、L及びLで説明した、水素原子を1個引き抜く前のアルキル基及びシクロアルキル基と同じである。
 繰り返し単位(γ)は、一態様において、下記一般式(aa1-2-1)又は(aa1-3-1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 一般式(aa1-2-1)及び(aa1-3-1)中、Ra及びRaは、水素原子又はアルキル基を表す。Ra及びRaは、好ましくは、水素原子又はメチルである。
 L21及びL22は、単結合又は2価の連結基を表し、一般式(aa1-1)におけるLと同義である。
 Rf及びRfは、フッ素原子を有する有機基を表し、一般式(aa1-1)におけるRfと同義である。
 また、繰り返し単位(γ)は、一態様において、下記一般式(aa1-2-2)又は(aa1-3-2)で表される繰り返し単位であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 一般式(aa1-2-2)及び(aa1-3-2)中、Ra及びRaは、水素原子又はアルキル基を表す。
 R、R、R及びRは、水素原子又はアルキル基を表す。
 m及びmは、0~5の整数を表す。
 Rf及びRfは、フッ素原子を有する有機基を表す。
 Ra及びRaは、好ましくは、水素原子又はメチルである。
 R、R、R及びRにより表されるアルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましい。このアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
 m及びmは、好ましくは0~3の整数であり、より好ましくは0又は1であり、特に好ましくは1である。
 Rf及びRfとしてのフッ素原子を有する有機基は、一般式(aa1-1)におけるRfと同義である。
 また、繰り返し単位(γ)は、一態様において、下記一般式(aa1-2-3)又は(aa1-3-3)で表される繰り返し単位であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 一般式(aa1-2-3)及び(aa1-3-3)中、Raは水素原子又はメチルを表す。
 Rf及びRfは、フッ素原子を有する有機基を表し、一般式(aa1-1)におけるRfと同義である。
 以下に、繰り返し単位(γ)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 樹脂(C)が繰り返し単位(γ)を含有する場合、繰り返し単位(γ)の含樹脂(C)は、全繰り返し単位に対し、モル%で、10~90モル%であることが好ましく、より好ましくは20~85モル%である。
 樹脂(C)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~1,000,000で、より好ましくは10,000~700,000、さらにより好ましくは20,000~500,000である。重量平均分子量の測定方法は後述する。
 本発明に用いる樹脂(C)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、特に限定されないが、1.0~3.0であることが好ましく、1.0~2.5であることがより好ましく、1.1~2.3であることがさらに好ましく、1.2を超え2.0以下であることが特に好ましい。
 樹脂(C)がフッ素原子を有する基を含んでいる場合、フッ素原子を有する基を含む繰り返し単位の含有率は、樹脂(C)の全繰り返し単位を基準として、5~100モル%であることが好ましく、10~100モル%であることが好ましい。樹脂(C)が芳香環基を有する繰り返し単位を有する場合、芳香環基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(C)の全繰り返し単位を基準として、3~100モル%であることが好ましく、5~100モル%であることがより好ましい。
 樹脂(C)が共重合体である場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体等いずれであってもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。また、樹脂(C)は、直鎖状高分子、分岐状高分子、櫛型高分子及び星型高分子のいずれであってもよい。
 樹脂(C)は、各種市販品を利用することもできるし、公知の方法に準じて(例えばラジカル重合)合成することができる。
 樹脂(C)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
 例えば、公知の方法としては、不飽和モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1~10時間かけて滴下して加える滴下重合法等が挙げられ、滴下重合法が好ましい。
 反応溶剤、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、特開2012-208447号公報段落0173~0183の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 樹脂(C)の合成においては、反応の濃度が30~50質量%であることが好ましい。
 樹脂(C)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
 以下に樹脂(C)の具体例を示す。また、下記表1に、各樹脂における繰り返し単位のモル比(各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量、分散度を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
 本発明に用いる樹脂(C)に加えて、さらにそれ以外の樹脂(D)を用いることも好ましい。樹脂(D)としては、ポリスチレン、ポリα-メチルスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリシルセスキオキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレートに代表されるポリメタクリレート、ポリメチルアクリレートに代表されるポリアクリレート、トリアセチルセルロースに代表されるセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどの絶縁性ポリマー、及び、これらの構成成分を2種以上共重合して得られる共重合体を挙げることができる。
 樹脂(D)を用いる場合、樹脂(C)と樹脂(D)の総量に対する樹脂(C)の質量割合は10質量%以上100質量%未満であることが好ましく、20質量%以上100質量%未満であることがより好ましい。
 有機半導体層中、樹脂(C)及び樹脂(D)の合計含有率は、1~80質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~50質量%がさらに好ましい。樹脂(C)の含有率が上記範囲内にあると、有機半導体層において、樹脂(C)を表面側に、有機半導体を基板側に偏在又は相分離させることができ、移動度維持率(耐久性)が増し、かつ、有機半導体の導電パスを確保でき、移動度も向上させることができる。
 有機半導体層中、上記有機半導体の含有率は、後述する、塗布液の全固形分中の含有率と同じであることが好ましい。
 有機半導体層はゲート絶縁層上に湿式法(ウエットコーティング法)で形成されると、簡便で低コストに高性能なOTFTを得やすいうえに、大面積化にも適している。したがって、有機半導体層の形成方法は湿式法が好ましい。
 湿式法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、インクジェット法、ノズルプリント、スタンプ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、エレクトロスプレイデポジション法等により半導体材料を塗布した後、乾燥させることにより形成することができる。
 ゲート絶縁層上に有機半導体層をウエットコーティング法により形成する場合、OTFTが高性能になりやすいことから、有機半導体層は結晶化処理が施されているのが好ましく、加熱やレーザー照射による結晶化処理が施されているのが特に好ましい。
 結晶化処理の方法としては、特に限定されないが、ホットプレート、オーブン等による加熱又はレーザー照射等が挙げられる。加熱温度については、結晶化が進行しやすい点では高温が好ましく、また、一方で、基板等に熱の影響を与え難い点では低温が好ましい。具体的には、50℃以上が好ましく、100℃以上が特に好ましく、また、一方で、300℃以下が好ましく、250℃以下が特に好ましい。
 有機半導体層の膜厚は、任意であるが、1nm以上が好ましく、10nm以上がさらに好ましい。また、10μm以下が好ましく、1μm以下がさらに好ましく、500nm以下が特に好ましい。
 [ソース電極、ドレイン電極]
 本発明のOTFTにおいて、ソース電極は、配線を通じて外部から電流が流入する電極である。また、ドレイン電極は、配線を通じて外部に電流を送り出す電極であり、通常、上記半導体層に接して設けられる。
 ソース電極及びドレイン電極の材料としては、従来の有機薄膜トランジスタに用いられている導電性材料を用いることができ、例えば、上記ゲート電極で説明した導電性材料等が挙げられる。
 ソース電極及びドレイン電極は、それぞれ、上記ゲート電極の形成方法と同様の方法により形成することができる。
 上記フォトリソグラフィー法としては、リフトオフ法又はエッチング法を採用できる。
 特に、ゲート絶縁層がエッチング液や剥離液に対する耐性に優れていることから、ソース電極及びドレイン電極はエッチング法でも好適に形成することができる。エッチング法は、導電性材料を成膜した後に不要部分をエッチングにより除去する方法である。エッチング法によりパターニングすると、レジスト除去時に下地に残った導電性材料の剥がれ、レジスト残渣や除去された導電性材料の下地への再付着を防止でき、電極エッジ部の形状に優れる。この点で、リフトオフ法よりも好ましい。
 リフトオフ法は、下地の一部にレジストを塗布し、この上に導電性材料を成膜し、レジスト等を溶媒により溶出又は剥離等することにより、レジスト上の導電性材料ごと除去して、レジストが塗布されていなかった部分にのみ導電性材料の膜を形成する方法である。
 ソース電極及びドレイン電極の厚みは、任意であるが、それぞれ、1nm以上が好ましく、10nm以上が特に好ましい。また、500nm以下が好ましく、300nm以下が特に好ましい。
 ソース電極とドレイン電極との間の間隔(チャネル長)は、任意であるが、100μm以下が好ましく、50μm以下が特に好ましい。また、チャネル幅は、5000μm以下が好ましく、1000μm以下が特に好ましい。
 [オーバーコート層]
 本発明のOTFTは、オーバーコート層を有していてもよい。オーバーコート層は、通常、OTFTの表面に保護層として形成される層である。単層構造でも多層構造でもよい。
 オーバーコート層は、有機系のオーバーコート層でも無機系のオーバーコート層でもよい。
 有機系のオーバーコート層を形成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリアセナチレン、エポキシ樹脂等の有機ポリマー、及び、これらの有機ポリマーに架橋性基や撥水基等を導入した誘導体等が挙げられる。これらの有機ポリマーやその誘導体は、架橋成分、フッ素化合物、シリコン化合物等と併用することもできる。
 無機系のオーバーコート層を形成する材料としては、特に限定されないが、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、窒化ケイ素等の金属窒化物等が挙げられる。
 これらの材料は、1種を用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
 オーバーコート層の形成方法に制限はなく、公知の各種の方法により形成することができる。
 例えば、有機系のオーバーコート層は、例えば、その下地となる層に、オーバーコート層となる材料を含む溶液を塗布後に乾燥させる、オーバーコート層となる材料を含む溶液を塗布、乾燥後に露光、現像してパターニングする等の方法により形成することができる。なお、オーバーコート層のパターニングは、印刷法やインクジェット法等により直接形成することもできる。また、オーバーコート層のパターニング後に、露光や加熱することにより、オーバーコート層を架橋させてもよい。
 一方、無機系のオーバーコート層は、スパッタリング法、蒸着法等の乾式法やゾルゲル法のような湿式法により形成することができる。
 [その他の層]
 本発明のOTFTは、上記以外の層や部材を設けてもよい。
 その他の層又は部材としては、例えば、バンク等が挙げられる。バンクは、インクジェット法等により半導体層やオーバーコート層等を形成するときに、吐出液を所定の位置に塞き止める目的等で用いられる。このため、バンクには、通常、撥液性がある。バンクの形成方法としては、フォトリソグラフィー法等によりパターニングした後にフッ素プラズマ法等の撥液処理を施す方法、フッ素化合物等の撥液成分を含む感光性組成物等を硬化させる方法等が挙げられる。
 本発明の有機薄膜トランジスタの場合、ゲート絶縁層が有機層であることから、後者の撥液成分を含む感光性組成物を硬化させる方法が、ゲート絶縁層が撥液処理の影響を受ける可能性がなく、好ましい。なお、バンクを用いずに下地に撥液性のコントラストを持たせてバンクと同じ役割を持たせる技術を用いてもよい。
 [製造方法]
 本発明の有機薄膜トランジスタの製造方法(以下、本発明の方法ということがある)は、有機半導体と樹脂(C)とを含有する塗布液を、基板6又はゲート絶縁層2上に塗布、乾燥して、樹脂(C)を基板6又はゲート絶縁層2の反対側に偏在させる工程を有する。
 有機半導体及び樹脂(C)は上記した通りである。
 塗布液は、有機半導体及び樹脂(C)以外に、他の成分を含有してもよい。例えば、上記樹脂(C)以外の樹脂、シランカップリング剤等、自己組織化する化合物、界面活性剤等が挙げられる。
 塗布液は、好ましくは溶媒を含有する。この溶媒は、有機半導体とブロック共重合体とを溶解又は分散させるものであれば得に限定されない。例えば、有機溶媒、水及びこれらの混合溶媒が挙げられる。
 有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、テトラリン、デカリン、1-メチルナフタレン等の炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1-メチルー2-ピロリドン、1-メチル-2-イミダゾリジノン等のアミド又はイミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイド等のスルホキシド系溶媒、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒等が挙げられる。
 有機溶媒は、単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、ベンゾニトリル等が特に好ましい。
 塗布液中の全固形分濃度は、0.01~20質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましく、0.2~5質量%が特に好ましい。
 樹脂(C)及び樹脂(D)の合計の塗布液中の含有率は、塗布液の全固形分中、1~80質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~50質量%がさらに好ましい。
 なお、樹脂(C)と樹脂(D)の総量に対する樹脂(C)の質量割合は10質量%以上100質量%未満であることが好ましく、20質量%以上100質量%未満であることがより好ましい。
 有機半導体の塗布液中の含有率は、塗布液の全固形分中、20~99質量%が好ましく、40~95質量%がより好ましく、50~90質量%がさらに好ましい。
 本発明の方法においては、塗布液を塗布する。塗布液は、製造するOTFTの形態によって、基板又はゲート絶縁層上に、塗布する。すなわち、ボトムゲート形態のOTFTを製造する場合には、基板上にゲート電極及びゲート絶縁層を設け、このゲート絶縁層上に塗布液を塗布する。一方、トップゲート形態のOTFTを製造する場合には基板(ボトムコンタクト形態ではさらに基板上に設けたソース電極及びドレイン電極)上に塗布液を塗布する。
 塗布液を塗布する方法は、特に限定されず、上記した方法を採用できる。なかでも、印刷法が好ましく、スピンコート法がより好ましい。
 塗布条件は、特に限定されない。室温付近で塗布してもよいし、有機半導体の塗布溶媒への溶解性を増すために加熱状態で塗布してもよい。塗布温度は、好ましくは15~150℃であり、より好ましくは15~100℃であり、さらに好ましくは15~50℃であり、特に好ましくは室温付近(20~30℃)である。
 スピンコート法では、回転数を100~3000rpmにするのが好ましい。
 本発明の方法においては、好ましくは塗布した塗布液を乾燥する。乾燥条件は、溶媒を揮発、除去できる条件であればよく、例えば、室温放置、加熱乾燥、送風乾燥、減圧乾燥等の方法が挙げられる。
 本発明の方法において、このようにして塗布液を塗布、乾燥すると、上記した通り、樹脂(C)と有機半導体とが互いに偏在又は相分離する。
 したがって、本発明の製造方法において、樹脂(C)と有機半導体とを偏在させるための特別な処理は不要であるが、実施することもできる。このような処理として、例えば、加熱(好ましくは樹脂のTg以上に加熱)アニールや溶媒蒸気にさらす(溶媒アニール)等が挙げられる。
 なお、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極及びドレイン電極は、上記した方法により、成膜又は設けることができる。
 このようにして、本発明のOTFTを製造できる。
 本発明の方法は、樹脂(C)と有機半導体とを含有する塗布液を塗布し、好ましくは乾燥することにより、樹脂(C)と有機半導体とを偏在させて樹脂(C)が偏在した領域1Aと有機半導体が偏在した領域1Bとを有する有機半導体層2を形成できる。したがって、有機半導体を用いた溶液塗布法の利点を生かしつつ、上記の優れた特性を発揮する有機半導体層2を成膜することができる。
[表示パネル]
 本発明の有機薄膜トランジスタの用途の一例として表示パネルが挙げられる。表示パネルとしては、例えば、液晶パネル、有機ELパネル、電子ペーパーパネル等が挙げられる。
 以下に実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
[合成例]
 各例に用いた有機半導体を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 上記化合物L9は、一般式(L)で表される化合物であり、応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会会誌、2011、22、9-12.、国際公開第2009/148016号パンフレット等に記載の方法に準じて、合成した。
 上記化合物C16は、一般式(C)で表される化合物あり、下記化合物C1の下記合成方法に準じて、合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 (化合物C1aの合成)
 1,5-ジアミノナフタレン(10g)のピリジン溶液(125mL)に、p-トルエンスルホニルクロリド(34g)をゆっくりと添加し、室温で2時間撹拌した。反応液を氷水に注ぎ、析出物を減圧ろ過した。得られた粗結晶をメタノールで洗浄し、化合物C1a(29g)を得た。
 (化合物C1bの合成)
 化合物C1a(10g)の氷酢酸溶液を95℃で加熱撹拌し、そこに氷酢酸10mLで希釈した臭素(2mL)をゆっくりと滴下した。10分間反応させ、放冷後にろ過することで粗結晶を灰色固体として得た。粗結晶をニトロベンゼン中で再結晶することで化合物C1b(6.8g)を得た。
 (化合物C1cの合成)
 化合物C1b(5g)の濃硫酸溶液を室温で24時間撹拌した。反応液を氷水に注ぎ、析出している固体をろ過して回収した。その固体を氷水中に再度分散し、アンモニア水で中和し、化合物C1c(0.5g)を得た。
 (化合物C1dの合成)
 室温下、化合物C1c(2g)のピリジン溶液にペンタノイルクロリド(バレリン酸クロリド)(2.6mL)を滴下して2時間撹拌した。氷水に反応液を注ぎ、固体を減圧ろ過した。メタノール中に分散し1時間撹拌した後、固体をろ過することで化合物C1d(1.39g)を得た。
 (化合物C1eの合成)
 THF(360mL)及びトルエン(72mL)の混合溶液中に化合物C1d(1.2g)とローソン試薬(1.48g)を添加した後、加熱還流しながら3時間撹拌した。エバポレーションでTHFのみ除去してトルエン溶液とした後、60℃で1時間撹拌した。その後、不溶物をろ過することで化合物C1e(0.5g)を得た。
 (化合物C1の合成)
 化合物C1e(0.4g)と炭酸セシウム(1.33g)をジメチルアセトアミド中、120℃で2時間反応させた。反応液を水に注ぎ析出物をろ過した。ろ過した固体をTHF中で再結晶を繰り返し、目的化合物C1(0.12g)を合成した。得られた化合物C1の同定は、H-NMR及びMassスペクトルにより行った。
 なお、化合物A6(TIPS-ペンタセン)及び化合物M3(C8-BTBT)は、公知の方法に準じて、合成した。
 樹脂(C)として、以下に示す樹脂を、それぞれ、用いた。
 各樹脂について、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、東ソー社製;HLC-8120;Tskgel Multipore HXL-M)を用い、溶媒としてTHFを使用して、重量平均分子量(Mw、標準ポリスチレン換算)及び分散度(Pd)を測定した。
 また、NMR測定装置(ブルカー・バイオスピン社製;AVANCEIII400型)を用い、H-NMR又は13C-NMRにより、各樹脂(C)の組成比を算出した。
 さらに、各樹脂の表面エネルギーを上記のようにして測定した。
 得られた結果を以下に示す。なお、表面エネルギーの単位はmNm-1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 樹脂(HR-40)を、下記スキームに従って合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 1.20g(7.5mmol)の化合物(1)、16.69g(40mmol)の化合物(2)、0.46g(2.5mmol)の化合物(3)と、0.69gの重合開始剤V-601(和光純薬工業(株)製)とを、90gのシクロヘキサノンに溶解させた。反応容器中に23gのシクロヘキサノンを入れ、窒素ガス雰囲気下、85℃の系中に4時間かけて滴下した。反応溶液を2時間に亘って加熱撹拌した後、これを室温まで放冷した。
 上記反応溶液を、1350gのヘプタン/酢酸エチル=8/2(質量比)中に滴下し、ポリマーを沈殿させ、ろ過した。400gのヘプタン/酢酸エチル=8/2(質量比)を用いて、ろ過した固体のかけ洗いを行なった。その後、洗浄後の固体を減圧乾燥に供して、12.85gの樹脂(樹脂(HR-40))を得た。
 各例に用いた他の樹脂(C)に関しても、同様にして、合成した。
 比較のための樹脂として、下記樹脂を準備した。
 ポリスチレン(PS):アルドリッチ社製、重量平均分子量280000、表面エネルギー38.4mNm-1
 ポリ(α-メチルスチレン)(PαPS):既知の方法により合成した。重量平均分子量407000、分散度1.34、表面エネルギー33.7mNm-1
 ポリテトラフルオロエチレン:アルドリッチ社製
 ポリクロロトリフルオロエチレン:アルドリッチ社製
[実施例1]
 [ボトムゲート型OTFTの製造]
 図1(A)に示すボトムゲート-ボトムコンタクト型のOTFTを製造した。
 基板6として厚さ1mmのドープシリコン基板(ゲート電極5を兼ねる)の上にゲート絶縁層2を形成した。ゲート絶縁層2は以下のように形成した。
 ポリ(4-ビニルフェノール)(日本曹達社製、商品名:VP-8000、Mn11000、分散度1.1)6.3gと、架橋剤として2,2-ビス(3,5-ジヒドロキシメチル-4-ヒドロキシ)プロパン2.7gとを、1-ブタノール/エタノール=1/1(体積比)の混合溶媒91gに室温で完全に溶解させた。この溶解液をφ0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブランフィルタでろ過した。得られたろ液に酸触媒としてジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート塩0.18gを加え、基版6上に塗布し、乾燥して成膜した。その後、100℃に加熱して架橋させて、厚さ0.7μmのゲート絶縁層2を形成した。
 次いで、図1(A)に示すようにソース電極3及びドレイン電極4として、くし型に配置されたクロム/金からなる電極(ゲート幅W=100mm、ゲート長L=100μm)を形成した。
 有機半導体層を形成する塗布液を、下記表2に示す有機半導体2.5mgと、下記表2に示す樹脂(C)2.5mgとをトルエン1mLに溶解して、調製した。
 なお、ポリテトラフルオロエチレン及びポリクロロトリフルオロエチレンは、トルエンに溶解せず、塗布液を調製できなかった。
 調製した塗布液を、ぞれぞれ、ゲート絶縁層2並びにソース電極3及びドレイン電極4上に、乾燥後の層厚が150nmとなるように、25℃でスピンコート法(回転数500rpmにより塗布した。その後、80℃で乾燥して有機半導体層1を成膜した。
 このようにして、図1(A)に示されるOTFT(試料No.1-1~1-11、2-1~2-11、3-1~3-11及び4-1~4-11、並びに、比較のための、c1-1~c1-3、c2-1~c2-3、c3-1~c3-3及びc4-1~c4-3)を、それぞれ、製造した。
 [ボトムゲート型OTFTの評価]
 製造した各OTFTの特性について、下記評価をした。その結果を表2に示す。
(樹脂及び有機半導体の偏在評価:水平方向)
 得られた各OTFTについて、上記のようにして、有機半導体層の表面のうち任意の複数箇所を偏光顕微鏡により観察し、またエッチング用イオンビームを併用して飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)により元素マッピング測定をした。
 その結果、製造したすべての試料において、有機半導体層の表面はほぼ均一な組成を有していた。
(樹脂及び有機半導体の偏在評価:厚さ方向)
 得られた各OTFTについて、有機半導体層を厚さ方向に切断した断面のうち厚さ方向に任意に選択した複数箇所について、上記「樹脂(C)の偏在評価:水平方向」と同様にして、エッチング用イオンビームを併用して飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)により元素マッピング測定をし、樹脂(C)の偏在状態を下記評価基準により、評価した。なお、偏在及び相分離の意味は上記したとおりである。
 A:有機半導体層1の深さ方向(ゲート絶縁層2側)に有機半導体が相分離していた場合
 B:有機半導体層1の深さ方向に有機半導体が偏在(相分離を含まない)していた場合
 C:有機半導体層1の表面側に有機半導体が偏在(相分離を含まない)していた場合
 D:樹脂及び有機半導体が偏在していなかった場合
(キャリア移動度μの測定)
 各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間に-40Vの電圧を印加し、ゲート電圧Vgを40V~-40Vの範囲で変化させ、ドレイン電流Idを表す下記式を用いてキャリア移動度μ(cm/Vs)を算出した。
  Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)
 式中、Lはゲート長、wはゲート幅、Ciはゲート絶縁層2の単位面積当たりの容量、Vgはゲート電圧、Vthは閾値電圧
(キャリア移動度維持率の評価)
大気下25度にて2週間放置した後に、キャリア移動度μを測定し、下記式よりキャリア移動度維持率を算出した。
 キャリア移動度維持率(%)=移動度(2週間放置後)/移動度(初期値)
(on/off比の測定)
 各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間にかかる電圧を-40Vに固定し、ゲート電圧Vgを40~-40Vまで変化させた時の(|Id|の最大値)/(|Id|の最小値)をOn/Off比とした。
(閾値電圧Vthの測定)
 各OTFTのソース電極3及びドレイン電極4間に-40Vの電圧を印加し、ゲート電圧を40V~-40Vの範囲で変化させて、閾値電圧Vthを測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
 表2に示されるように、上記特定の基を有する樹脂(C)を有機半導体と併用して有機半導体層を成膜すると、有機半導体層中でその厚さ方向に樹脂(C)と有機半導体とが偏在すること、特に樹脂(C)が有機半導体層の表面側に偏在することが分かった。
樹脂(C)及び有機半導体の種類を変更しても樹脂(C)の偏在が確認された。
 このように樹脂(C)と有機半導体とが偏在してなる有機半導体層は、有機半導体が偏在した領域がゲート絶縁層に隣接し、ボトムゲート形態のOTFT、特にボトムゲート-ボトムコンタクト形態のOTFTの性能向上に適している。具体的には、いずれの有機半導体を用いても、樹脂(C)と有機半導体とが偏在してなる有機半導体層を備えた本発明のOTFTは、有機半導体のみを用いて形成した有機半導体層を備えたOTFT(試料No.c1-3、c2-3、c3-3及びc4-3)に比べて、キャリア移動度μ及びキャリア移動度μの維持率が高かった(耐久性に優れた)。またOn/Off比も高く、さらには閾値電圧Vthが低く、優れた特性を有していた。
 本発明によるOTFTの上記性能向上効果は、PS及びPαPSを有機半導体に対して相分離させた有機半導体層を形成した場合(試料No.c1-1、c1-2、c2-1、c2-2、c3-1、c3-2、c4-1及びc4-2)に比べても、優れていることが分かった。
 表面エネルギーから考察すると、特に、樹脂(C)の表面エネルギーが30mNm-1以下である場合に、樹脂(C)が有機半導体層の表面側に偏在しやすく、特にボトムゲート形態のOTFTに、好ましいことが分かった。
 樹脂(C)の表面エネルギーは、27mNm-1以下ではその傾向がより強まって好ましく、25mNm-1以下になると、偏在する傾向がさらに強くなって相分離まで起こし、より好ましいことが分かった。
 樹脂(C)が有する特定の基に着目すると、フッ素原子を有する基>ケイ素原子を有する>フッ素原子もケイ素原子も有しない基、の順で、OTFTの特性が向上する傾向があった。
 また、樹脂(C)と有機半導体との偏在状態にに着目すると、相分離(評価A)>偏在(評価B)>偏在(評価C)及び偏在しない(評価D)の順で、OTFTの特性が向上する傾向があった。
 なお、ポリテトラフルオロエチレン及びポリクロロトリフルオロエチレンはトルエンに溶解せず、OTFTを製造できなかった。このように主鎖に直接フッ素を有する樹脂は、トルエン等、有機半導体を溶解する溶媒への溶解性が極めて低く、実質的に本発明の目的に使用することは困難であった。
[実施例2]
 [ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
 実施例2では、有機半導体及び樹脂(C)の含有率を変更して、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
 すなわち、実施例1の試料1-4、1-6、1-10、2-4、2-6、2-10、3-4、3-6、3-10、4-4、4-6及び4-10それぞれにおいて、有機半導体4mg及び樹脂(C)1mgをトルエン1mLに溶解して塗布したこと以外、又は、有機半導体3mg及び樹脂(C)2mgをトルエン1mLに溶解して塗布したこと以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[実施例3]
 [ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
 実施例3では、有機半導体と併用する樹脂として樹脂(C)及びPαMSを用いて、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
 すなわち、実施例1の試料1-3、2-3、3-3及び4-3において、樹脂(HR-24)の半分(1.25mg)をPαMSに置き換えたこと(樹脂(HR-24)とPαMSの合計2.5mg)以外は試料1-3、2-3、3-3及び4-3と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 また、実施例1の試料1-4、2-4、3-4及び4-4において、樹脂(HR-61)の半分(1.25mg)をPαMSに置き換えたこと(樹脂(HR-24)とPαMSの合計2.5mg)以外は試料1-4、2-4、3-4及び4-4と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[実施例4]
 [ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
 実施例4では、上記有機半導体以外の有機半導体を用いて、ボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
 すなわち、実施例1において、有機半導体として、上記A26、A27、C1、C4、C7、D1、E2、F2、F5、F10、G12、G14、H10、H11、J2、J3、K2、K3、L2、L5、L6、L8、L15、M8、N4、P3、Q3、R1、S1又はT1を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[実施例5]
 [ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
 実施例5では、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子を代えてボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
 すなわち、実施例1において、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子をポリ(4-ビニルフェノール)に代えて、ポリビニルフェノール(日本曹達製、VP-8000、Mn11000、分散度1.1)、ポリシルセスキオキサン(東亞合成製、OX-SQ HDXOX-SQ NDX)、又は、フッ素樹脂(旭硝子製、CYTOP(登録商標) CTL-809M)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
[実施例6]
 [ボトムゲート型OTFTの製造及び評価]
 実施例6では、無機酸化物で形成したゲート絶縁層2を備えたボトムゲート型OTFTの製造し、その特性等を評価した。
 すなわち、実施例1において、ゲート絶縁層2を形成する有機高分子に代えて、表面0.3μmを熱酸化してSiOを形成したシリコン基板をゲート絶縁層2として用いたこと以外は実施例1と同様にして、図1(A)に示されるOTFTを、それぞれ、製造した。
 製造したOTFTそれぞれについて、実施例1と同様にして、キャリア移動度μ、キャリア移動度μの維持率、On/Off比及び閾値電圧Vthを評価した。その結果、いずれも実施例1と同様の結果が得られた。
 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
 本願は、2014年3月3日に日本国で特許出願された特願2014-40903に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
1 有機半導体層
 1A 樹脂(C)の含有率が多い領域(樹脂(C)からなる層)
 1B 有機半導体の含有率が多い領域(有機半導体かならる層)
2 ゲート絶縁層
3 ソース電極
4 ドレイン電極
5 ゲート電極
6 基板

Claims (15)

  1.  基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、前記ゲート電極及び前記有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、前記有機半導体層に接して設けられ、前記有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタであって、
     前記有機半導体層が、有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含む有機薄膜トランジスタ。
  2.  前記樹脂(C)が、下記一般式(C-Ia)~(C-Id)のいずれかで表される繰り返し単位を有する請求項1に記載の有機薄膜トランジスタ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     一般式中、R10及びR11は、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。
     Wは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
     Wは、フッ素原子、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基及びシクロアルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
     W及びWは、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基からなる群より選択される1つ以上を有する有機基を表す。
     Ar11は、(r+1)価の芳香環基を表す。
     rは、1~10の整数を表す。
  3.  前記樹脂(C)が、フッ素原子を有する基及びケイ素原子を有する基の少なくとも一方の基を有する請求項1又は2に記載の有機薄膜トランジスタ。
  4.  前記有機半導体が前記ゲート絶縁層側に偏在し、前記樹脂(C)が前記ゲート絶縁層の反対側に偏在している請求項1~3のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  5.  前記有機半導体が前記ゲート絶縁層側に、また前記樹脂(C)が前記ゲート絶縁層の反対側に、互いに相分離している請求項1~4のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  6.  前記樹脂(C)の表面エネルギーが、30mNm-1以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  7.  ボトムゲート形態である請求項1~6のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  8.  ボトムコンタクト形態である請求項7に記載の有機薄膜トランジスタ。
  9.  前記有機半導体が、低分子化合物である請求項1~8のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  10.  前記有機半導体が、縮合多環芳香族化合物である請求項1~9のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  11.  前記有機半導体が、下記一般式(C)~(T)のいずれかで表される化合物である請求項1~10のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     一般式(C)中、AC1、AC2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RC1~RC6は水素原子又は置換基を表し、RC1~RC6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(D)中、XD1及びXD2はNRD9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AD1はCRD7又は窒素原子を表し、AD2はCRD8又は窒素原子を表し、RD9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアシル基を表す。RD1~RD8は水素原子又は置換基を表し、RD1~RD8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(E)中、XE1及びXE2は酸素原子、硫黄原子又はNRE7を表す。AE1及びAE2はCRE8又は窒素原子を表す。RE1~RE8は水素原子又は置換基を表し、RE1~RE8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(F)中、XF1及びXF2は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RF1~RF10、RFa及びRFbは水素原子又は置換基を表し、RF1~RF10、RFa及びRFbのうち少なくとも一つは一般式(W)で表される置換基である。p及びqは0~2の整数を表す。
     一般式(G)中、XG1及びXG2はNRG9、酸素原子又は硫黄原子を表す。AG1はCRG7又は窒素原子を表し、AG2はCRG8又は窒素原子を表す。RG9は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表し、RG1~RG8は水素原子又は置換基を表し、RG1~RG8のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(H)中、XH1~XH4はNRH7、酸素原子又は硫黄原子を表し、RH7は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アシル基、アリール基又はヘテロアリール基を表す。RH1~RH6は水素原子又は置換基を表し、RH1~RH6のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(J)中、XJ1及びXJ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRJ9を表す。XJ3及びXJ4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RJ1~RJ9は水素原子又は置換基を表し、RJ1~RJ9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(K)中、XK1及びXK2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRK9を表す。XK3及びXK4は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。RK1~RK9は水素原子又は置換基を表し、RK1~RK9のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(L)中、XL1及びXL2は酸素原子、硫黄原子又はNRL11を表す。RL1~RL11は水素原子又は置換基を表し、RL1~RL11のうち少なくとも1つが下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(M)中、XM1及びXM2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRM9を表す。RM1~RM9は水素原子又は置換基を表し、RM1~RM9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(N)中、XN1及びXN2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRN13を表す。RN1~RN13は水素原子又は置換基を表し、RN1~RN13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(P)中、XP1及びXP2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRP13を表す。RP1~RP13は水素原子又は置換基を表し、RP1~RP13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(Q)中、XQ1及びXQ2は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRQ13を表す。RQ1~RQ13は水素原子又は置換基を表し、RQ1~RQ13のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(R)中、XR1、XR2及びXR3は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRR9を表す。RR1~RR9は水素原子又は置換基を表し、RR1~RR9のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(S)中、XS1、XS2、XS3及びXS4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRS7を表す。RS1~RS7は水素原子又は置換基を表し、RS1~RS7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
     一般式(T)中、XT1、XT2、XT3及びXT4は酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNRT7を表す。RT1~RT7は水素原子又は置換基を表し、RT1~RT7のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。
    一般式(W):  -L-R
     一般式(W)中、Lは下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基又は2以上の下記一般式(L-1)~(L-25)のいずれかで表される2価の連結基が結合した2価の連結基を表す。
     Rは置換又は無置換のアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、オキシエチレン基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換又は無置換のトリアルキルシリル基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     一般式(L-1)~(L-25)中、波線部分は上記一般式(C)~(T)で表される各骨格を形成するいずれかの環との結合位置を表す。*はRwとの結合位置又は一般式(L-1)~(L-25)の波線部分との結合位置を表す。
     一般式(L-13)におけるmは4を表し、一般式(L-14)及び(L-15)におけるmは3を表し、一般式(L-16)~(L-20)におけるmは2を表し、(L-22)におけるmは6を表す。
     一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)及び(L-13)~(L-24)におけるRLZはそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
     Rは水素原子又は置換基を表し、Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
  12.  前記有機半導体が、前記一般式(C)、前記一般式(F)、前記一般式(J)又は前記一般式(L)のいずれかで表される化合物である請求項11に記載の有機薄膜トランジスタ。
  13.  前記ゲート絶縁層が、有機高分子で形成されている請求項1~12のいずれか1項に記載の有機薄膜トランジスタ。
  14.  基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、前記ゲート電極及び前記有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、前記有機半導体層に接して設けられ、前記有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタの製造方法であって、
     有機半導体と、フッ素原子を有する基、ケイ素原子を有する基、炭素数1以上、アルコキシカルボニル基を形成する場合は炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリールオキシカルボニル基、少なくとも1個のアルキル基で置換された芳香環基、及び、少なくとも1個のシクロアルキル基で置換された芳香環基からなる群より選択される1つ以上の基を有する樹脂(C)とを含有する塗布液を、前記基板又は前記ゲート絶縁層上に塗布する有機薄膜トランジスタの製造方法。
  15.  前記塗布により、前記樹脂(C)を前記基板又は前記ゲート絶縁層の反対側に偏在させる請求項14に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
     
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