本発明は、少なくとも基板上にゲート電極� ��ソース電極及びドレイン電極の3端子、絶縁 体層並びに有機半導体層が設けられ、ソース -ドレイン間電流をゲート電極に電圧を印加� �ることによって制御する有機薄膜トランジ� �タであって、前記有機半導体層と前記絶縁� �層の間に、イオン化ポテンシャルが5.8eV未満 である非晶質有機化合物を含むチャネル制御 層を有することを特徴とする有機薄膜トラン ジスタ(有機TFT)である。
 本発明の有機TFTは、非晶質有機化合物のガ� ��ス転移温度が100℃以上である、本発明の第� ��の有機TFTであると好ましく、また、非晶質� ��機化合物の分子量が1000以上である、本発明 の第二の有機TFTであっても好ましい。

 以下、本発明の有機TFTの詳細について説明� ��る。
(基本素子構成)
 本発明の有機TFTの素子構成としては、少な� ��とも基板上にゲート電極、ソース電極及び� ��レイン電極の3端子、絶縁体層及び有機半導 体層が設けられ、前記有機半導体層と前記絶 縁体層の間にチャネル制御層が挿入されてお り、ソース-ドレイン間電流をゲート電極に� �圧を印加することによって制御するTFTであ� �ば、限定されない。公知の素子構成を基本� �するものであっても良い。本発明ではこの� �機半導体層と前記絶縁体層の間にチャネル� �御層が挿入されていることを特徴とする。
 本発明の素子構成A~Dを図2~5に例示する。有� ��TFTの素子構成はA~Dに限定されるものではな� ��。素子構成A~Dに示すように、電極の位置、� ��の積層順などによりいくつかの公知の基本� ��成が知られているが、本発明の有機TFTは、� ��界効果トランジスタ(FET: Field Effect Transisto r)構造を有するものである。有機TFTは、有機� ��導体層、絶縁体層と、相互に所定の間隔を� ��けて対向するように形成されたソース電極� ��びドレイン電極と、ソース電極、ドレイン� ��極からそれぞれ所定の距離をあけて形成さ� ��たゲート電極とを有し、ゲート電極に電圧� ��印加することによってソース-ドレイン電極 間に流れる電流を制御する。ここで、ソース 電極とドレイン電極の間隔は通常、用途によ って決定され、通常は0.1μm~1mm、好ましくは1� �m~100μm、さらに好ましくは5μm~100μmである。

 素子A~Dのうち、図4に記載の素子Cを例と� �てさらに詳しく説明する。素子Cは、基板上� ��、ゲート電極、絶縁体層、チャネル制御層� ��有機半導体層をこの順に有し、有機半導体� ��上に、所定の間隔をあけて形成された一対� ��ソース電極及びドレイン電極を有している� ��ゲート電極に印加される電圧でソース電極� ��ドレイン電極の間に流れる電流が制御され� ��オン/オフ動作する。

(チャネル制御層の機能)
 チャネル制御層は、その上に成膜される有� ��半導体層との界面でのキャリアトラップを� ��減させ移動度を向上させる機能を有する。� ��た、キャリアトラップの低減により、TFTの� ��気中での安定性が向上する。

(チャネル制御層が含む非晶質有機化合物の� �理特性)
 チャネル制御層は、5.8eV未満、好ましくは5. 7eV以下、より好ましくは5.5eV以下のイオン化� ��テンシャル(Ip)を有する非晶質有機化合物を 含む。チャネル制御層が含む非晶質有機化合 物のIpが5.8eV以上であると、キャリアトラッ� �が発生するため、移動度が不十分となる。Ip の下限値は、特に限定されないが、材料の入 手容易性の点で4.0eV以上であることが好まし� ��。
 更にもう一つの要件は、上記非晶質有機化� ��物は本質的に非晶質であるという点である� ��非晶質であることにより、通常、単結晶や� ��結晶物質で構成される有機半導体層との界� ��のチャネル領域が平滑となってキャリアの� ��動度が向上する。また、ピンホールや欠陥� ��分ができにくい点も移動度の向上に寄与す� ��。チャネル制御層は完全に非晶質化してい� ��必要はなく、本発明の効果を損なわない範� ��であれば、結晶化部分を含んでいてもよい� ��
 上記イオン化ポテンシャルとガラス転移温� ��の条件を満たす、非晶質有機化合物をチャ� ��ル制御層に用いることにより、非晶質材料� ��チャネル制御層が形成できる。この層の形� ��により、チャネル領域内を移動するキャリ� ��のトラップが低減され、移動度の向上を図� ��ことできるため、チャネル制御層と名づけ� ��。
 本発明の第一の有機TFTでは、ガラス転移温� ��が100℃以上の非晶質有機化合物を用いる。� ��帯用電子デバイスは100℃以上の高温環境に� ��かれたりする可能性もあるので、後記する� ��温保存性が必要である。そのためチャネル� ��御層にはガラス転移温度100℃以上の材料を� ��いることにより、携帯用途の電子デバイス� ��必須である100℃の高温保存が可能となるこ� ��を見出した。これにより、高温環境下での� ��能低下を抑制することができる。
 一方、本発明の第二の有機TFTでは、分子量� ��1000以上の非晶質有機化合物が用いられる。 例えば、携帯用電子デバイスは100℃以上の高 温環境におかれたりする可能性もあるので、 後記する高温保存性が必要である。そのため チャネル制御層には分子量1000以上の非晶質� �機化合物を用いることにより、携帯用途の� �子デバイスに必須である100℃の高温保存が� �能となる。これにより、高温環境下での性� �低下を抑制することができる。また,分子量� ��1000以上の非晶質有機化合物を用いてチャネ ル制御層を形成すると,有機溶媒に対する耐� �が発現するため、その上に有機半導体層や� �縁体層を塗布によって積層することが可能� �なる。溶液からの塗布法を用いてもチャネ� �制御層は溶媒により完全に溶かされること� �無く,チャネル制御層の移動度向上効果が損� ��われることがない。このように分子量は膜� ��安定性に大きく寄与する。上記非晶質有機� ��合物の分子量は、より好ましくは10,000以上� ��あり,特に好ましくは100,000以上である。ま� �、その上限値については、特に制限されな� �が通常は、10,000,000以下である。

(非晶質化合物の具体例)
 前記の物理特性を満たす非晶質化合物であ� ��ば特に限定されないが、具体的には以下に� ��示する非晶質有機化合物を好ましく挙げる� ��とができる。このような非晶質有機化合物� ��チャネル制御層に用いることにより、大き� ��移動度と、高温条件での優れた安定性が得� ��れる。この場合、本発明の効果を損なわな� ��範囲であれば、結晶性化合物を配合しても� ��い。

(第一の有機TFTに用いる非晶質化合物)
 本発明の第一の有機TFTにおいてチャネル制� ��層に用いる非晶質化合物として好ましい例� ��以下に挙げるがこれに制限されるわけでは� ��い。

 上記例示化合物は、次の4種類に分けられる 。
(1)アミノ基含有有機化合物
 イオン化ポテンシャル(Ip)5.8eV以下を達成す� ��ため芳香族アミン化合物が好ましい。一般� ��芳香族アミン化合物はIpが小さい化合物と� �て知られ有機ELの正孔輸送材料として用いら れている。芳香族アミン化合物において、芳 香族基がナフタレン、アントラセン、フェナ ントレン、クリセン等の縮合芳香族の残基や 、ビフェニルの残基、スピロ結合を有する化 合物が、中でも高いTgが得られるので好まし� ��。
(2)縮合芳香族炭化水素化合物
 縮合芳香族基としては、ナフタレン、アン� ��ラセン等の残基が挙げられる。また、ビフ� ��ニルやターフェニルの残基、およびスピロ� ��合を有する縮合芳香族炭化水素化合物も好� ��しく挙げられる。
(3)末端変性されたチオフェンオリゴマー
 チオフェンオリゴマーもIpが小さな化合物� �して代表的なものであるが通常、結晶性で� �る。そこで、非晶性とするため、末端を芳� �族炭化水素基で置換したものが好ましい。
(4)特定構造の金属錯体
 化合物(28)のような金属錯体が挙げられる。

(第二の有機TFTに用いる非晶質化合物)
 以下、本発明の第二の有機TFTにおいてチャ� ��ル制御層に用いる非晶質化合物として好ま� ��い例を以下に挙げるがこれに制限されるわ� ��ではない。
 チャネル制御層に用いる非晶質化合物とし� ��好ましいのはアミノ基含有有機化合物や、� ��合芳香環を有する炭化水素化合物である。� ��ミノ基含有有機化合物としては、5.8eV以下� �達成するため芳香族アミン化合物が好まし� �。一般に芳香族アミン化合物はイオン化ポ� �ンシャル(Ip)が小さい化合物として知られ有� ��ELの正孔輸送材料として用いられている。� �香族アミン化合物において、芳香族基がナ� �タレン、アントラセン、フェナントレン、� �リセン等の縮合芳香族の残基や、ビフェニ� �の残基、スピロ結合を有する化合物がこの� �しい。これらの代表的な例を以下に示す。

 本発明の第二の有機TFTにおいて用いられる� ��晶質化合物としては、下記一般式(A)で表さ� ��るものを用いることができる。
(式中、Ar ¹ ~Ar ⁶ は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の 核炭素数6~40のアリール基又は置換もしくは� �置換の核炭素数3~40のヘテロアリール基であ� ��、Ar ¹ とAr ² 及びAr ⁵ とAr ⁶ は、それぞれ独立に、単結合で連結してカル バゾリル基を形成してもよく、
 R ¹ ~R ⁴ は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、カルボ キシル基、アミノ基、水酸基、置換もしくは 無置換の炭素数1~40のアルキル基、置換もし� �は無置換の炭素数2~40のアルケニル基、置換� ��しくは無置換の炭素数2~40のアルキニル基、 又は置換もしくは無置換の炭素数1~40のアル� �キシ基であり、
 n、m、p、及びqは、それぞれ独立に、0~4の整 数であり、
 Lは、下記一般式(B)又は(C)で表される2価の� �結基である。)
    -(Ar ⁷ ) _a -(Ar ⁸ ) _b -(Ar ⁹ ) _c -   (B)
(式中、Ar ₇ ~Ar ₉ は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の 核炭素数6~40の2価のアリール基又は置換もし� ��は無置換の核炭素数3~40の2価のヘテロアリ� �ル基であり、
 a、b及びcは、それぞれ独立に、1~3の整数で� ��る。)
(式中、R ⁵ 及びR ⁶ は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、カルボ キシル基、アミノ基、水酸基、置換もしくは 無置換の炭素数1~40のアルキル基、置換もし� �は無置換の炭素数2~40のアルケニル基、置換� ��しくは無置換の炭素数2~40のアルキニル基、 又は置換もしくは無置換の炭素数1~40のアル� �キシ基であり、
 R ⁵ とR ⁶ は、互いに連結して環構造を形成してもよい 。)

 前記一般式(A)における核炭素数6~40のアリー ル基の具体例としては、ベンゼン、ナフタレ ン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン 、フェナントレン、クリセン、トリフェニレ ン、コラニュレン、コロネン、ヘキサベンゾ トリフェニレン、ヘキサベンゾコロネン、ス マネン等を置換基としたものが挙げられる。 また、核炭素数3~40のヘテロアリール基の具� �例としては、ピリジン、ピラジン、キノリ� �、ナフチリジン、キノキサリン、フェナジ� �、ジアザアントラセン、ピリドキノリン、� �リミドキナゾリン、ピラジノキノキサリン� �フェナントロリン、カルバゾール、6,12-ジヒ ドロ-6,12-ジアザインデノフルオレン、ジベン ゾチオフェン、ジチアインダセン、ジチアイ ンデノインデン、チエノチオフェン、ジチエ ノチオフェン、ジベンゾフラン、ベンゾジフ ラン、ジベンゾセレノフェン、ジセレナイン ダセン、ジセレナインデノインデン、ジベン ゾシロール等が挙げられる。
 前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素� ��臭素及びヨウ素原子が挙げられる。
 前記炭素数1~40のアルキル基の具体例として は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソ� �チル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキ� �ル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等が挙げ� ��れる。
 前記炭素数2~40のアルケニル基は、直鎖状及 び分岐状アルケニル基の両者を含み、炭素数 2~15のものが好ましい。
 前記炭素数2~40のアルキニル基は、直鎖状及 び分岐状アルキニル基の両者を含み、炭素数 2~15のものが好ましい。
 前記アルコキシ基は、-OX ¹ で表される基であり、X ¹ の具体例としては、前記アルキル基で説明し たものと同様の例が挙げられる。
 前記環構造の具体例としては、シクロブタ� ��、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダ� ��ンタン、ノルボルナン等の炭素数4~12のシク ロアルカン、シクロブテン、シクロペンテン 、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロ オクテン等の炭素数4~12のシクロアルケン、� �クロヘキサジエン、シクロヘプタジエン、� �クロオクタジエン等の炭素数6~12のシクロア� ��カジエン、ベンゼン、ナフタレン、フェナ� ��トレン、アントラセン、ピレン、クリセン� ��アセナフチレン等の炭素数6~50の芳香族環、 ピロリジン、ピペリジン等の複素環が挙げら れる。

 上記一般式(A)で表される非晶質有機化合物� ��具体例としては、以下の化合物が挙げられ� ��。

 本発明の第二の有機TFTにおいて用いられる� ��晶質有機化合物は、上記一般式(A)で表され� ��ものに限られず、分子量が1000以上であるア ミノ基を有するオリゴマーでもよく、以下に 示す化合物が挙げられる。

 また、上記非晶質有機化合物は、下記一般� ��(D)又は(E)で表される繰り返し単位を有する� ��ミノ基含有高分子化合物であっても好まし� ��。
(式中、R ⁷ ~R ¹³ は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原 子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のア� ��ケニル基、炭素数1~20のアルキニル基、炭素 数1~20のハロアルキル基、炭素数1~30のアルコ� ��シル基又は炭素数1~20のカルボニル基を有す る基であり、またR ⁹ ~R ¹³ のうち隣接するもの同士で飽和又は不飽和の 環状構造を形成していても良く、
 dは1又は2である。)

(式中、R ¹⁴ ~R ²⁰ は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原 子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のア� ��ケニル基、炭素数1~20のアルキニル基、炭素 数1~20のハロアルキル基、炭素数1~30のアルコ� ��シル基又は炭素数1~20のカルボニル基を有す る基であり、またR ¹⁶ ~R ²⁰ のうち隣接するもの同士で飽和又は不飽和の 環状構造を形成していても良い。)

 前記一般式(D)及び(E)におけるハロゲン原子� ��しては、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素原� ��が挙げられる。
 前記炭素数1~20のアルキル基の具体例として は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソ� �チル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキ� �ル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等が挙げ� ��れる。
 前記炭素数1~20のアルケニル基は、直鎖状及 び分岐状アルケニル基の両者を含み、炭素数 2~15のものが好ましい。
 前記炭素数1~20のアルキニル基は、直鎖状及 び分岐状アルキニル基の両者を含み、炭素数 2~15のものが好ましい。
 前記炭素数1~20のハロアルキル基としては、 例えば、クロロメチル基、1-クロロエチル基� ��2-クロロエチル基、2-クロロイソブチル基、 1,2-ジクロロエチル基、1,3-ジクロロイソプロ� ��ル基、2,3-ジクロロ-t-ブチル基、1,2,3-トリク ロロプロピル基、ブロモメチル基、1-ブロモ� ��チル基、2-ブロモエチル基、2-ブロモイソブ チル基、1,2-ジブロモエチル基、1,3-ジブロモ� ��ソプロピル基、2,3-ジブロモ-t-ブチル基、1,2 ,3-トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、 1-ヨードエチル基、2-ヨードエチル基、2-ヨー ドイソブチル基、1,2-ジヨードエチル基、1,3-� ��ヨードイソプロピル基、2,3-ジヨード-t-ブチ ル基、1,2,3-トリヨードプロピル基、フルオロ メチル基、1-フルオロメチル基,2-フルオロメ� ��ル基、2-フルオロイソブチル基、1,2-ジフロ� ��エチル基、ジフルオロメチル基、トリフル� ��ロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パ� ��フルオロイソプロピル基、パーフルオロブ� ��ル基、パーフルオロシクロヘキシル基等が� ��げられる。
 前記炭素数1~30のアルコキシル基は、-OX ¹ で表される基であり、X ¹ の具体例としては、前記アルキル基で説明し たものと同様の例が挙げられる。
 前記炭素数1~20のカルボニル基を有する基の 具体例としては、ホルミル基,アセチル基,プ� ��パノイル基,メトキシカルボニル基等が挙げ られる。
 前記飽和又は不飽和の環状構造としては、� ��クロブタン、シクロペンタン、シクロヘキ� ��ン、アダマンタン、ノルボルナン等の炭素� ��4~12のシクロアルカン、シクロブテン、シク ロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテ ン、シクロオクテン等の炭素数4~12のシクロ� �ルケン、シクロヘキサジエン、シクロヘプ� �ジエン、シクロオクタジエン等の炭素数6~12� ��シクロアルカジエン、ベンゼン、ナフタレ� ��、フェナントレン、アントラセン、ピレン� ��クリセン、アセナフチレン等の炭素数6~50の 芳香族環などが挙げられる。

 上記一般式(D)、(E)で表される繰り返し単位� ��具体例としては、以下のものが挙げられる� ��

 さらに、本発明の第二の有機TFTにおいて� ��いられる非晶質有機化合物は、架橋部位を� ��するアミノ基含有低分子化合物を架橋して� ��るものであっても好ましく、上記アミノ基� ��有低分子化合物の架橋部位が下記一般式(1)~ (4)で示される基であるであるとより好ましく 、また、上記非晶質有機化合物が、少なくと も1種のオニウム化合物を添加してアミノ基� �有低分子化合物を架橋した架橋体であると� �らに好ましい。具体的には下記(1)~(4)で示さ� ��る架橋部位をアミノ基含有低分子化合物に� ��め設けておき,薄膜として成膜後,熱や光で� �橋して高分子量へと変性して得られた薄膜� �熱安定性や有機溶媒への耐性に優れ、特に� �ましい。

(式中、R ²¹ は、出現毎に同一であるか異なり、水素原子 、炭素数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状� �アルキル基、アルコキシアルキル基、アル� �キシ基若しくはチオアルコキシ基、4~18個の� ��香族環原子を有するアリール基若しくはヘ� ��ロアリール基、または炭素数2~10のアルケニ ル基であって、ここで、1以上の水素原子は� �ハロゲンまたはCNにより置き換えられてもよ く、また1以上の非隣接の炭素原子は、-O-、-S -、-CO-、-COO-、-O-CO-により置き換えられても� �く、R ²² は、出現毎に同一であるか異なり、水素原子 、炭素数1~20の直鎖状、分岐状若しくは環状� �アルキル基若しくはアルコキシアルキル基� �4~18個の芳香族環原子を有するアリール基若� ��くはヘテロアリール基、または炭素数2~10の アルケニル基であって、ここで、1以上の水� �原子は、ハロゲンまたはCNにより置き換えら れてもよく、また1以上の非隣接の炭素原子� �、-O-、-S-、-CO-、-COO-、-O-CO-により置き換え� �れてもよく、Zは、出現毎に同一であるか異� ��り、二価の基-(CR ²³ R ²⁴ ) _r -(ここで、1以上の非隣接の炭素原子は、-O-、 -S-、-CO-、-COO-、-O-CO-により置き換えられても よい)、または4~40個の炭素原子を有する二価� ��アリール基若しくはN-、S-および/またはO-ヘ テロアリール基(これは、1以上のR ²³ 基により置換されていてもよい)であり、R ²³ 、R ²⁴ は、出現毎に同一であるか異なり、水素原子 、炭素数1~20の直鎖、分岐若しくは環状のア� �キル基、アルコキシ基、アルコキシアルキ� �基若しくはチオアルコキシ基、4~20個の芳香� ��環原子を有するアリール基若しくはヘテロ� ��リール基、または炭素数2~10個のアルケニル 基であって、ここで、1以上の水素原子は、� �ロゲンまたはCNにより置き換えられてもよく 、R ²³ またはR ²⁴ 基は、互いに、またはR ²¹ 若しくはR ²² と環構造を形成していてもよく、
 rは、出現毎に同一であるか異なり、0~30の� �数であり、
 xは、出現毎に同一であるか異なり、0~5の整 数である。
 ここでの破線は、前記非晶質有機化合物へ� ��結合を示す。)
 上記低分子化合物は、少なくとも1つの水素 原子が、式(1)の基により置き換えられている アミノ基を有する有機化合物であると特に好 ましい。

 前記一般式(1)~(4)における炭素数1~20のアル� �ル基の具体例としては、メチル基、エチル� �、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基 、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n- ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n- オクチル基等が挙げられる。
 前記アルコキシ基は、-OX ¹ で表される基であり、X ¹ の具体例としては、前記アルキル基で説明し たものと同様の例が挙げられる。
 前記チオアルコキシ基は、-SX ² で表される基であり、X ² の例としては、前記アルキル基で説明したも のと同様の例が挙げられる。
 前記4~18の芳香族環原子を有するアリール基 の具体例としては、前記一般式(A)における核 炭素数6~40のアリール基の具体例として挙げ� �れたもののうち、4~18の芳香族原子を有する� ��のが挙げられる。
 前記へテロアリール基の具体例としては、� ��記一般式(A)における核炭素数3~40のヘテロア リール基の具体例として挙げられたもののう ち、4~18の芳香族環原子を有するものが挙げ� �れる。
 前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素� ��臭素及びヨウ素原子が挙げられる。
 前記4~40個の炭素原子を有する二価のアリー ル基若しくはN-、S-および/またはO-ヘテロア� �ール基としては、前記一般式(A)における核� �素数6~40のアリール基あるいは核炭素数3~40の ヘテロアリール基の具体例として挙げられた もののうち、条件を満たすものが挙げられる 。
 前記環構造の具体例としては、シクロブタ� ��、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダ� ��ンタン、ノルボルナン等の炭素数4~12のシク ロアルカン、シクロブテン、シクロペンテン 、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロ オクテン等の炭素数4~12のシクロアルケン、� �クロヘキサジエン、シクロヘプタジエン、� �クロオクタジエン等の炭素数6~12のシクロア� ��カジエン、ベンゼン、ナフタレン、フェナ� ��トレン、アントラセン、ピレン、クリセン� ��アセナフチレン等の炭素数6~50の芳香族環、 ピロリジン、ピペリジン等の複素環が挙げら れる。

 架橋反応は光照射によって開始されること� ��好ましく,好ましいオニウム化合物は、ジア リールヨードニウム塩、ジアリールブロモニ ウム塩、ジアリールクロロニウム塩、および トリアリールスルホニウム塩であり、特に好 ましくはジアリールヨードニウム塩、ジアリ ールブロモニウム塩、およびジアリールクロ ロニウム塩であり、ここで、アニオンは変え ることができるが、一般的には、例えば、PF ₆ ^- 、SbF ₆ ^- 、SbC _l6 ^- 、BF ₄ ^- 、B(C ₆ F ₅ ) ₄ ^- 等の弱い求核アニオンが選択される。混合物 中または層中のオニウム化合物の割合は、広 い範囲で変化させることができるが,分解反� �の反応生成物が、出来るだけ有機薄膜トラ� �ジスタの機能に影響を与えないように、出� �るだけ低い割合を保つことが好ましい。一� �で、この割合は、出来るだけ十分に架橋を� �始するために十分であることを確保するこ� �が必要である。開始剤(オニウム化合物)の割 合は、それぞれのアミノ基を有する有機化合 物について、およびそれぞれのオニウム化合 物について別個に最適化される。一般的に、 混合物中のオニウム化合物の割合が、0.001~5� �量%から選択されることが好ましく、特に好� ��しくは0.01~3質量%,特に0.1~2質量%から選択さ� �ることを見出した。これらの値は、特にジ� �リールヨードニウム化合物に当てはまり、� �の化合物については、これらの値がこれか� �外れることは十分にあり得る。アミノ基を� �する有機化合物が容易に酸化しない場合に� �、非常に低い割合のオニウム化合物、好ま� �くは0.01~0.5質量%の範囲におけるオニウム化� �物が、良好な架橋に適切である一方で、非� �に電子リッチな、容易に酸化し得る半導体� �場合には、より高い割合のオニウム化合物� �好ましくは1~2質量%の範囲におけるオニウム� ��合物が、良好な架橋に必要とされるという� ��とが見出された。

 上述のようにして架橋反応を行って形成し� ��チャネル制御層に対して、以下に述べる状� ��調節処理を施すと、架橋の度合いを上昇さ� ��ることができため好ましい。上述の光照射� ��完了した後、好ましくは50~250℃の温度範囲� ��、より好ましくは80~150℃の温度範囲で、好� ��しくは0.1~30分間、より好ましくは1~5分間、� ��態調節処理を施すことができる。但し、上� ��温度範囲は、用いられる非晶質有機化合物� ��によって異なる。この状態調節処理により� ��チャネル制御層中の反応性オキセタン単位� ��移動性が増し、架橋の度合いが上昇し、ポ� ��マーネットワークが得られる。このように� ��て得られたチャネル制御層は、THF等の一般� ��な有機溶媒に対して、実質的に不溶である� ��
 また、上述のようにして架橋反応を行って� ��成したチャネル制御層、あるいは、上述の� ��うにして架橋反応を行って形成し、その後� ��態調節処理を施したチャネル制御層に対し� ��、さらに洗浄処理を施すことができる。洗� ��処理は、チャネル制御層をTHF等の一般的な� ��媒を用いて行うことができる。洗浄処理に� ��り、チャネル制御層中の添加剤等が除去さ� ��る。添加剤としては、LiAlH ₄ 、MBDQフリーラジカルアニオン=2,6-ジメチル2� �,6’-ジ-tert-ブチルジキノンフリーラジカル� �ニオン、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体等� �還元剤、テトラブチルアンモニウムアセテ� �トまたはブロミド等の弱塩基/求核試薬等が� ��げられ、これらの添加剤の濃度は低く、好� ��しくは10 ^-4 モル/リットル未満、特に好ましくは10 ^-5 モル/リットル未満である。

 オニウム化合物の存在下で進行し、照射に� ��り開始される本架橋反応は、照射をオニウ� ��化合物の吸収帯において行わないことが好� ��しく、オニウム化合物の吸収極大よりも少� ��くとも80nm長い波長において照射することが より好ましく、オニウム化合物の吸収極大よ りも100nm長い波長において照射することが特� ��好ましい。これらの数値は、吸収の極大と� ��出との分離に相当する。このことは、オニ� ��ム化合物は、光酸発生物質として直接的に� ��用することはできず、すなわち、直接的に� ��ロトンを遊離することはできないというこ� ��を意味する。しかしながらオキセタン基の� ��橋は、非常に効率的に且つ迅速に起こり、� ��際に、照射が、他の点に関しては同様の条� ��下で、オニウム化合物の吸収帯においてで� ��なく、アミノ基を有する有機化合物の吸収� ��において行われる場合には、架橋された層� ��より耐久性を有するということが見出され� ��。これはオキセタン官能化された有機化合� ��は、反応のための光増感剤としての役割を� ��たすと考えている。
 照射を、好ましくは、アミノ基を有する有� ��化合物の吸収帯において、特に個々の吸収� ��の吸収極大の+/-50nmまでの範囲における波長 において行うときは。照射時間は、非常に短 いものを選択することができ、非常に良好な 架橋結果がやはり得られる。照射を、好まし くは、0.01~10秒間、特に好ましくは0.1~3秒間で 行う。これらの時間は、<1mW/cm ² の光量に対応し、より高い光量においては、 適切な場合には、さらにより短い露光時間で 十分であり得る。
 架橋は、オキセタン官能基無しでは進行し� ��い。従って、本発明は、さらに、照射を光� ��発生物質の吸収帯外で、好ましくは、オニ� ��ム化合物の吸収極大よりも少なくとも80nm長 い、特に好ましくは少なくとも100nm長い波長� ��おいて行うことを特徴とする。

 架橋のもう一つの方法は、酸化剤の添加に� ��る架橋反応の直接の酸化的開始である。適� ��な酸化剤は、例えば、ニトロソニウム塩、� ��リアリールアンモニウムフリーラジカルカ� ��オンの塩、または例えば、揮発性化合物若� ��くは易溶性の化合物のような、その反応生� ��物を、架橋後フィルムから容易に除去する� ��とができる他の酸化剤、またはその反応生� ��物が不活性であり、且つ有機薄膜トランジ� ��タの作動中、フィルムにおける不利な影響� ��有さない酸化剤である。容易に取り扱えるN O化合物は、例えば、NO(BF ₄ )またはNO(SbF ₆ )である。トリス(4-ブロモフェニルアンモニ� �ム)塩は、安定なフリーラジカルカチオンの� ��である。添加される酸化剤は、オキセタン� ��の架橋が開始されることを可能にする。架� ��は、オキセタン官能基無しでは進行しない� ��

 上記架橋方法は、従来技術に従って(照射が 、光酸発生物質の吸収帯において行われる)� �誘起される架橋に対して、以下の利点を提� �する。
1)架橋を、従来技術に従って可能であるもの� ��りも、より穏やかな条件下で行うことがで� ��る。プロトンを遊離し且つ架橋を開始する� ��めに、光酸発生物質の場合には、より高いU V放射が必要である一方で、本発明による方� �の場合における反応を、有意により低いエ� �ルギー(=より長い波長)の光で開始すること� �できる。とりわけ、光化学的に不安定であ� �アミノ基を有する有機化合物について(この� ��とは、今日までのところ必要とされるUV放� �の場合において、殆どのアミノ基を有する� �機化合物にも当てはまる。)、上記架橋方法� ��、高エネルギーUV放射による層における副� �応および分解を実質的に回避するために、� �らかな利点を提供する。
2)架橋は、従来技術に従う場合と比較して、� ��り迅速且つ効率的に進行する。それによっ� ��、架橋を、これまでと比較してより短い時� ��で行うことができ、これは、より短い露光� ��間のために、材料を保護し、副反応を低減� ��せる。加えて、より短い架橋時間は、工業� ��生産方法における明らかな利点を示す。従� ��て、デバイスの構造化は、非常に効率的で� ��り、これまでと比べてより短い時間で同様� ��可能である。
3)より少ない光酸発生物質の添加を伴う本発� ��による方法により架橋される層は、それで� ��なお、溶媒に対するより良好な耐性を有す� ��。従って、これらは、一方ではより良好に� ��造化されると同時に、他方では、順に重ね� ��複数の層の適用も改善される。

 以下に前記アミノ基含有低分子化合物の� ��体的な構造式を示すがこれに制限されるも� ��ではない。

 これらチャネル制御層が含有する非晶質� ��機化合物の好ましい例として挙げたアミン� ��有機化合物は,たとえば非特許文献C. W. Tang  and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (19 87).に見られるように有機EL素子の正孔注入層 や正孔輸送層として用いられることがある。 有機ELではアミン化合物の層を電流が流れる� ��,本発明の有機TFTでは電流はチャネル制御層 に沿って有機半導体層を流れるためまったく 異なるデバイスである。実際,これらアミン� �合物を有機半導体層として用いた場合には� �界効果移動度が著しく小さい値であると,た� ��えば非特許文献T. P. I. Saragi, T. Fuhrmann-Lie ker and J. Salbeck, "Comparison of Charge Transport  in Thin Films of Spiro-Linked Compounds and Their Co rresponding Parent Compounds", Advanced Functional Mate rials 16,966(2006)などでよく知られている。

(チャネル制御層の積層)
 チャネル制御層は、上記架橋又は非架橋の� ��オン化ポテンシャルが5.8eV未満の非晶質有� �化合物を含有する1層のみから成っていても� ��く、または複数の層から成っていてもよい� ��,特に好ましくは少なくとも1層が架橋され� �得られた非晶質有機化合物を含有する。

(チャネル制御層の膜厚)
 本発明の有機TFTにおけるチャネル制御層の� ��厚は特に制限されず、チャネル制御層と有� ��半導体層との界面を平滑化するために必要� ��膜厚があればよい。好ましくは膜厚1nm~100nm� ��あり、5nm~50nmであると更に好ましい。これ� �膜厚が厚すぎるとゲート電圧によってキャ� �アを蓄積する効果が小さくなり、薄すぎる� �有機半導体との界面の平滑性が足りず、チ� �ネル内にキャリアトラップが形成される恐� �があるためである。

(チャネル制御層の形成方法)
 チャネル制御層の形成方法は特に限定され� ��ことはなく、有機半導体層の形成方法とし� ��公知の方法を適用できる。例えば、分子線� ��着法(MBE法)、真空蒸着法、化学蒸着、材料� �溶媒に溶かした溶液のディッピング法、ス� �ンコーティング法、キャスティング法、バ� �コート法、ロールコート法等の印刷、塗布� �及びベーキング、エレクトロポリマライン� �ーション、分子ビーム蒸着、溶液からのセ� �フ・アセンブリ、及びこれらの組合せた手� �により形成される。
 ここで、材料の非晶性が保持されることを� ��慮する必要がある。本発明の第二の有機TFT� ��おける特に好ましい成膜法は、チャネル制� ��層の分子量が1000以上と大きいために溶液プ ロセス、即ち、ディッピング法、スピンコー ティング法、キャスティング法、バーコート 法、ロールコート法,インクジェット,グラビ� ��印刷,凸版印刷,平版,凹版等の印刷、塗布法� ��好ましい。これらの方法を用いると平滑性� ��高い薄膜を得ることができる。また必要に� ��じて架橋剤や重合開始剤を溶液に混合して� ��き光や熱により架橋や重合することも好ま� ��い。

(有機半導体層)
 本発明で用いられる有機半導体としては特� ��制限を受けるものではない。一般に開示さ� ��ているような、有機TFTに用いられる有機半� ��体を用いることができる。
以下に具体例を示す。

(有機半導体層に使用される材料)
 高い移動度が得られるため、通常、結晶性� ��材料が用いられる。具体的には、次のよう� ��材料を例示することができる。
(1)ナフタレン、アントラセン、テトラセン、 ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン等の、 置換基のついてもよいアセン類、例として1,4 -ビススチリルベンゼン、1,4-ビス(2-メチルス� ��リル)ベンゼン、1,4-ビス(3-メチルスチリル)� ��ンゼン(4MSB)、1,4-ビス(4-メチルスチリル)ベ� �ゼン、ポリフェニレンビニレンなどC ₆ H ₅ -CH=CH-C ₆ H ₅ で表されるスチリル構造を有する化合物、こ のような化合物のオリゴマーやポリマー。
(2)以下に示すチオフェン環を含む化合物
(ア)α-4T、α-5T、α-6T、α-7T、α-8Tの誘導体等の 置換基を有してもよいチオフェンオリゴマー
(イ)ポリヘキシルチオフェン、ポリ(9,9-ジオ� �チルフルオレニル-2,7-ジイル-コ-ビチオフェ� ��)等のチオフェン系高分子等のチオフェン系 高分子
(ウ)ビスベンゾチオフェン誘導体、α,α’-ビ� ��(ジチエノ[3,2-b:2’,3’-d]チオフェン)、ジチ� ��ノチオフェン-チオフェンのコオリゴマー、 ペンタチエノアセン等の縮合オリゴチオフェ ン特にチエノベンゼン骨格またはジチエノベ ンゼン骨格を有する化合物、ジベンゾチエノ ベンゾチオフェン誘導体が好ましい。
(3)また、セレノフェンオリゴマー、無金属フ タロシアニン、銅フタロシアニン、鉛フタロ シアニン、チタニルフタロシアニン、白金ポ ルフィリン、ポルフィリン、ベンゾポルフィ リンなどのポルフィリン類、テトラチアフル バレン(TTF)及びその誘導体、ルブレン及びそ� ��誘導体などが挙げられる。

(n型有機TFTを構成する有機半導体)
 本発明の有機TFTの場合、n型有機TFTであると 、特に大きな移動度および更に優れた高温安 定性が得られる。n型有機TFTに用いられる有� �半導体としては、nチャネル駆動能を有する� ��機半導体が好ましく、具体的には以下の化� ��物を挙げることができる。
(1)アセン類、無金属フタロシアニン、銅フタ ロシアニン、フッ素化銅フタロシアニン、鉛 フタロシアニン、チタニルフタロシアニン、 白金ポルフィリン、ポルフィリン、ベンゾポ ルフィリンなどのポルフィリン類、ルブレン 、ポリフェニレンビニレンなどの両極輸送性 化合物。
(2)以下に示すp型半導体を母骨格とし、これ� �に対してF、CF ₃ 、C ₂ F ₅ 等のフッ素、フルオロアルキル基が付加した 化合物。
 ナフタレン、アントラセン、テトラセン、� ��ンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン等の置� ��基のついてもよいアセン類、例として1,4-ビ ススチリルベンゼン、1,4-ビス(2-メチルスチ� �ル)ベンゼン、1,4-ビス(3-メチルスチリル)ベ� �ゼン(4MSB)、1,4-ビス(4-メチルスチリル)ベンゼ ン、ポリフェニレンビニレンなどC ₆ H ₅ -CH=CH-C ₆ H ₅ で表されるスチリル構造を有するオリゴマー 、ポリマー、α-4T、α-5T、α-6T、α-7T、α-8Tの� �導体等の置換基を有してもよいチオフェン� �リゴマーポリヘキシルチオフェン、ポリ(9,9- ジオクチルフルオレニル-2,7-ジイル-コ-ビチ� �フェン)等のチオフェン系高分子等のチオフ� ��ン系高分子ビスベンゾチオフェン誘導体、� �,α’-ビス(ジチエノ[3,2-b:2’,3’-d]チオフェ� �)、ジチエノチオフェン-チオフェンのコオリ ゴマー、ペンタチエノアセン等の縮合オリゴ チオフェン特にチエノベンゼン骨格またはジ チエノベンゼン骨格を有する化合物、ジベン ゾチエノベンゾチオフェン誘導体、セレノフ ェンオリゴマー、無金属フタロシアニン、銅 フタロシアニン、フッ素化銅フタロシアニン 、鉛フタロシアニン、チタニルフタロシアニ ン、白金ポルフィリン、ポルフィリン、ベン ゾポルフィリンなどのポルフィリン類、テト ラチアフルバレン(TTF)及びその誘導体。
(3)単独でn型半導体として知られているもの� �テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、11,11,12,12-� �トラシアノナフト-2,6-キノジメタン(TCNNQ)ら� �キノイドオリゴマー、C60、C70、PCBM等のフラ� ��レン類、N,N’-ジフェニル-3,4,9,10-ペリレン� �トラカルボン酸ジイミド、N,N’-ジオクチル- 3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(C8 -PTCDI)、NTCDA、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボ� ��シルジイミド(NTCDI)等のテトラカルボン酸類 。

(有機半導体層の膜厚及び成膜方法)
 本発明の有機TFTにおける有機半導体層の膜� ��は、特に制限されることはないが、通常、0 .5nm~1μmであり、2nm~250nmであると好ましい。こ の範囲であると、大きな移動度と高温条件で の優れた安定性が得られる。
 有機半導体層の形成方法は特に限定される� ��とはなく公知の方法を適用でき、例えば、� ��子線蒸着法(MBE法)、真空蒸着法、化学蒸着� �材料を溶媒に溶かした溶液のディッピング� �、スピンコーティング法、キャスティング� �、バーコート法、ロールコート法等の印刷� �塗布法及びベーキング、エレクトロポリマ� �インゼーション、分子ビーム蒸着、溶液か� �のセルフ・アセンブリ、及びこれらの組合� �た手段により、前記したような有機半導体� �の材料で形成される。有機半導体層の結晶� �を向上させて、電界効果移動度を向上させ� �ため、気相からの成膜(蒸着、スパッタ等)を 用いる場合は成膜中の基板温度を高温で保持 する方法を採用することができる。その温度 は50~250℃が好ましく、70~150℃であるとさらに 好ましい。また、成膜方法に関わらず成膜後 にアニーリングを実施することで、素子の性 能向上を図ることができる。アニーリングの 温度は50~200℃が好ましく、70~200℃であるとさ らに好ましく、時間は10分~12時間が好ましく� ��1~10時間であるとさらに好ましい。ただし、 チャネル制御層の非晶質が保たれるようなア ニーリング条件を採用する必要がある。

(チャネル制御層および有機半導体層に用い� �れる有機化合物の純度)
 また、本発明の有機薄膜トランジスタにお� ��る、上記チャネル制御層に用いられる非晶� ��有機化合物や有機半導体層に用いられる有� ��半導体としては、純度の高いものを用いる� ��とにより電界効果移動度やオン/オフ比の向 上を図ることができる。したがってこれらは 必要に応じて、カラムクロマトグラフィー、 再結晶、蒸留、昇華などの手法により精製を 加えることが望ましい。好ましくはこれらの 精製方法を繰り返し用いたり、複数の方法を 組み合わせたりすることにより純度を向上さ せることが可能である。さらに精製の最終工 程として昇華精製を少なくとも2回以上繰り� �すことが望ましい。これらの手法を用いる� �とによりHPLCで測定した純度90%以上の材料を� ��いることが好ましく、さらに好ましくは95%� ��上、特に好ましくは99%以上の材料を用いる� ��とにより、有機TFTの電界効果移動度やオン/ オフ比を高め、本来材料の持っている性能を 引き出すことができる。

(基板)
 本発明の有機TFTにおける基板は、有機TFTの� ��造を支持する役目を担うものである。材料� ��してはガラスの他、金属酸化物や窒化物な� ��の無機化合物、プラスチックフィルム(PET,PE S,PC)や金属基板又はこれら複合体や積層体な� ��も用いることが可能である。また、基板以� ��の構成要素により有機TFTの構造を十分に支� ��し得る場合には、基板を使用しないことも� ��能である。また、基板の材料としてはシリ� ��ン(Si)ウエハが用いられることが多い。この 場合、Si自体をゲート電極兼基板として用い� ��ことができる。また、Siの表面を酸化し、Si O ₂ を形成して絶縁層として活用することも可能 である。この場合、基板兼ゲート電極のSi基� ��にリード線接続用の電極として、Auなどの� �属層を成膜することもある。

(電極)
 本発明の有機TFTにおける、ゲート電極、ソ� ��ス電極及びドレイン電極の材料としては、� ��電性材料であれば特に限定されず、白金、� ��、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、ア� ��チモン鉛、タンタル、インジウム、パラジ� ��ム、テルル、レニウム、イリジウム、アル� ��ニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリ� ��デン、タングステン、酸化スズ・アンチモ� ��、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドー� �酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グ� �ッシーカーボン、銀ペースト及びカーボン� �ースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウ� �、マグネシウム、カリウム、カルシウム、� �カンジウム、チタン、マンガン、ジルコニ� �ム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム-カリウ� ��合金、マグネシウム/銅混合物、マグネシウ ム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混� ��物、マグネシウム/インジウム混合物、アル ミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウ� �/アルミニウム混合物等が用いられる。

 前記電極の形成方法としては、例えば、� ��着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、大� ��圧プラズマ法、イオンプレーティング、化� ��気相蒸着、電着、無電解メッキ、スピンコ� ��ティング、印刷又はインクジェット等の手� ��により形成される。また、必要に応じてパ� ��ーニングする方法としては、上記の方法を� ��いて形成した導電性薄膜を、公知のフォト� ��ソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形� ��する方法、アルミニウムや銅などの金属箔� ��に熱転写、インクジェット等により、レジ� ��トを形成しエッチングする方法がある。こ� ��ようにして形成された電極の膜厚は電流の� ��通さえあれば特に制限はないが、好ましく� ��0.2nm~10μm、さらに好ましくは4nm~300nmの範囲� �ある。この好ましい範囲内であれば、膜厚� �薄いことにより抵抗が高くなり電圧降下を� �じることがない。また、厚すぎないため膜� �成に時間がかからず、保護層や有機半導体� �など他の層を積層する場合に、段差が生じ� �ことが無く積層膜が円滑にできる。

 本発明の有機TFTにおいて、上記とは異な� ��ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極お� ��びその形成方法としては、上記の導電性材� ��を含む、溶液、ペースト、インク、分散液� ��どの流動性電極材料を用いて形成する方法� ��採用することができる。この場合、導電性� ��リマー、又は白金、金、銀、銅を含有する� ��属微粒子を含む流動性電極材料を用いるこ� ��が好ましい。また、溶媒や分散媒体として� ��、有機半導体への悪影響を抑制するため、� ��を60質量%以上、好ましくは90質量%以上含有� ��る溶媒又は分散媒体であることが好ましい� ��金属微粒子を含有する分散物としては、例� ��ば、公知の導電性ペーストなどを用いても� ��いが、通常粒子径が0.5nm~50nm、1nm~10nmの金属� ��粒子を含有する分散物であると好ましい。� ��の金属微粒子の材料としては、例えば、白� ��、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫� ��アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パ� ��ジウム、テルル、レニウム、イリジウム、� ��ルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、� ��リブデン、タングステン、亜鉛等を用いる� ��とができる。これらの金属微粒子を、主に� ��機材料からなる分散安定剤を用いて、水や� ��意の有機溶剤である分散媒中に分散した分� ��物を用いて電極を形成するのが好ましい。� ��のような金属微粒子の分散物の製造方法と� ��ては、ガス中蒸発法、スパッタリング法、� ��属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロ� ��ド法、共沈法などの、液相で金属イオンを� ��元して金属微粒子を生成する化学的生成法� ��挙げられ、好ましくは、特開平11-76800号公� �、同11-80647号公報、同11-319538号公報、特開200 0-239853号公報等に示されたコロイド法、特開2 001-254185号公報、同2001-53028号公報、同2001-35255 号公報、同2000-124157号公報、同2000-123634号公� �などに記載されたガス中蒸発法により製造� �れた金属微粒子の分散物である。

 これらの金属微粒子分散物を用いて直接イ� ��クジェット法によりパターニングしても良� ��、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレ� ��ションなどにより形成しても良い。また凸� ��、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷� ��でパターニングする方法も用いることがで� ��る。前記電極を成形し、溶媒を乾燥させた� ��、必要に応じて100℃~300℃、好ましくは150℃ ~200℃の範囲で形状様に加熱することにより� �金属微粒子を熱融着させ、目的の形状を有� �る電極パターンを形成する。
 さらに、上記とは別のゲート電極、ソース� ��極及びドレイン電極の材料として、ドーピ� ��グ等で導電率を向上させた公知の導電性ポ� ��マーを用いることもできる。例えば、導電� ��ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電� ��ポリチオフェン(ポリエチレンジオキシチオ フェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など )、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)と� ��リスチレンスルホン酸の錯体などを好適に� ��いることができる。これらの材料によりソ� ��ス電極とドレイン電極の有機半導体層との� ��触抵抗を低減することができる。これらの� ��成方法もインクジェット法によりパターニ� ��グしても良く、塗工膜からリソグラフやレ� ��ザーアブレーションなどにより形成しても� ��い。また凸版、凹版、平版、スクリーン印� ��などの印刷法でパターニングする方法も用� ��ることができる。

 特にソース電極及びドレイン電極を形成す� ��材料は、前述した例の中でも有機半導体層� ��の接触面において電気抵抗が少ないものが� ��ましい。この際の電気抵抗は、すなわち電� ��制御デバイスを作製したとき電界効果移動� ��と対応しており、大きな移動度を得る為に� ��出来るだけ抵抗が小さいことが必要である� ��これは一般に電極材料の仕事関数と有機半� ��体層のエネルギー準位との大小関係で決ま� ��。
 電極材料の仕事関数(W)をa、有機半導体層の イオン化ポテンシャルを(Ip)をb、有機半導体� ��の電子親和力(Af)をcとすると、以下の関係� �を満たすことが好ましい。ここで、a,b及びc� ��いずれも真空準位を基準とする正の値であ� ��。

 p型有機TFTの場合には、b-a<1.5eV(式(I))であ� ��ことが好ましく、さらに好ましくはb-a<1.0 eVである。有機半導体層との関係において上� ��関係が維持できれば高性能なデバイスを得� ��ことができるが、特に電極材料の仕事関数� ��できるだけ大きいことものを選ぶことが好� ��しく、仕事関数4.0eV以上であることが好ま� �く、さらに好ましくは仕事関数4.2eV以上であ る。
 金属の仕事関数の値は、例えば化学便覧 � �礎編II-493頁(改訂3版 日本化学会編 丸善株� �会社発行1983年)に記載されている4.0eV又はそ� ��以上の仕事関数をもつ有効金属の前記リス� ��から選別すれば良く、高仕事関数金属は、� ��としてAg(4.26,4.52,4.64,4.74eV),Al(4.06,4.24,4.41eV),Au (5.1,5.37,5.47eV),Be(4.98eV),Bi(4.34eV),Cd(4.08eV),Co(5.0eV) ,Cu(4.65eV),Fe(4.5,4.67,4.81eV),Ga(4.3eV),Hg(4.4eV),Ir(5.42, 5.76eV),Mn(4.1eV),Mo(4.53,4.55,4.95eV),Nb(4.02,4.36,4.87eV), Ni(5.04,5.22,5.35eV),Os(5.93eV),Pb(4.25eV),Pt(5.64eV),Pd(5.5 5eV),Re(4.72eV),Ru(4.71eV),Sb(4.55,4.7eV),Sn(4.42eV),Ta(4.0, 4.15,4.8eV),Ti(4.33eV),V(4.3eV),W(4.47,4.63,5.25eV),Zr(4.05e V)である。これらの中でも、貴金属(Ag,Au,Cu,Pt) ,Ni,Co,Os,Fe,Ga,Ir,Mn,Mo,Pd,Re,Ru,V,Wが好ましい。金� �以外では、ITO、ポリアニリンやPEDOT:PSSのよ� �な導電性ポリマー及び炭素が好ましい。電� �材料としてはこれらの高仕事関数の物質を1� ��又は複数含んでいても、仕事関数が前記式( I)を満たせば特に制限を受けるものではない� ��

 n型有機TFTの場合にはa-c<1.5eV(式(II))である ことが好ましく,さらに好ましくはa-c<1.0eV� �ある。有機半導体層との関係において上記� �係が維持できれば高性能なデバイスを得る� �とができるが、特に電極材料の仕事関数は� �きるだけ小さいものを選ぶことが好ましく� �仕事関数4.3eV以下であることが好ましく、さ らに好ましくは仕事関数3.7eV以下である。
 低仕事関数金属の具体例としては、例えば� ��学便覧 基礎編II-493頁(改訂3版 日本化学会� �� 丸善株式会社発行1983年)に記載されている 4.3eV又はそれ以下の仕事関数をもつ有効金属� ��前記リストから選別すれば良く、Ag(4.26eV),Al (4.06,4.28eV),Ba(2.52eV),Ca(2.9eV),Ce(2.9eV),Cs(1.95eV),Er(2 .97eV),Eu(2.5eV),Gd(3.1eV),Hf(3.9eV),In(4.09eV),K(2.28),La(3 .5eV),Li(2.93eV),Mg(3.66eV),Na(2.36eV),Nd(3.2eV),Rb(4.25eV), Sc(3.5eV),Sm(2.7eV),Ta(4.0,4.15eV),Y(3.1eV),Yb(2.6eV),Zn(3.6 3eV)等が挙げられる。これらの中でも、Ba,Ca,Cs ,Er,Eu,Gd,Hf,K,La,Li,Mg,Na,Nd,Rb,Y,Yb,Znが好ましい。� �極材料としてはこれらの低仕事関数の物質� �1種又は複数含んでいても、仕事関数が前記� ��(II)を満たせば特に制限を受けるものではな い。n型有機TFTにおいて、Auを用いることもで きる。
 ただし、低仕事関数金属は、大気中の水分� ��酸素に触れると容易に劣化してしまうので� ��必要に応じてAgやAuのような空気中で安定な 金属で被覆することが望ましい。被覆に必要 な膜厚は10nm以上必要であり、膜厚が熱くな� �ほど酸素や水から保護することができるが� �実用上、生産性を上げる等の理由から1um以� �にすることが望ましい。

(バッファ層)
 また、本実施の有機薄膜トランジスタでは� ��例えば、キャリアの注入効率を向上させる� ��的で、有機半導体層とソース電極及びドレ� ��ン電極との間に、バッファ層を設けても良� ��。バッファ層としてはn型有機薄膜トランジ スタに対しては有機EL素子の陰極に用いられ� ��いるLiF、Li ₂ O、CsF、NaCO ₃ 、KCl、MgF ₂ 、CaCO ₃ などのアルカリ金属、アルカリ土類金属イオ ン結合を持つ化合物が望ましい。また、Alqな ど有機ELで電子注入層、電子輸送層として用� ��られる化合物を挿入しても良い。
 p型有機薄膜トランジスタに対してはFeCl ₃ 、TCNQ、F ₄ -TCNQ、HATなどのシアノ化合物、CFxやGeO ₂ 、SiO ₂ 、MoO ₃ 、V ₂ O ₅ 、VO ₂ 、V ₂ O ₃ 、MnO、Mn ₃ O ₄ 、ZrO ₂ 、WO ₃ 、TiO ₂ 、In ₂ O ₃ 、ZnO、NiO、HfO ₂ 、Ta ₂ O ₅ 、ReO ₃ 、PbO ₂ などのアルカリ金属、アルカリ土類金属以外 の金属酸化物、ZnS、ZnSeなどの無機化合物が� �ましい。これらの酸化物は多くの場合、酸� �欠損を起こし、これが正孔注入に好適であ� �。更にはTPDやNPDなどのアミン系化合物やCuPc� ��ど有機EL素子において正孔注入層、正孔輸� �層として用いられる化合物でもよい。また� �上記の化合物二種類以上からなるものが望� �しい。
 バッファ層はキャリアの注入障壁を下げる� ��とにより閾値電圧を下げ、有機TFTを低電圧� ��動させる効果がある。また、移動度を高め� ��効果もある。バッファ層は電極と有機半導� ��層との間に薄く存在すればよく、その厚み� ��0.1nm~30nm、好ましくは0.3nm~20nmである。

(絶縁体層)
 本発明の有機TFTにおける絶縁体層の材料と� ��ては、電気絶縁性を有し薄膜として形成で� ��るものであるのなら特に限定されず、金属� ��化物(珪素の酸化物を含む)、金属窒化物(珪� ��の窒化物を含む)、高分子、有機低分子など 室温での電気抵抗率が10ωcm以上の材料を用い ることができ、特に、比誘電率の高い無機酸 化物膜が好ましい。
 無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化ア� ��ミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸� ��スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウム� ��トロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バ� ��ウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン� ��鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チ� ��ン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウ� ��、ランタン酸化物、フッ素酸化物、マグネ� ��ウム酸化物、ビスマス酸化物、チタン酸ビ� ��マス、ニオブ酸化物,チタン酸ストロンチウ ムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビス マス、五酸化タンタル、タンタル酸ニオブ酸 ビスマス、トリオキサイドイットリウム及び これらを組合せたものが挙げられ、酸化ケイ 素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化 チタンが好ましい。
 また、窒化ケイ素(Si ₃ N ₄ 、SixNy(x、y>0))、窒化アルミニウム等の無機 窒化物も好適に用いることができる。

 さらに、絶縁体層は、アルコキシド金属を� ��む前駆物質で形成されていても良く、この� ��駆物質の溶液を、例えば基板に被覆し、こ� ��を熱処理を含む化学溶液処理をすることに� ��り絶縁体層が形成される。
 前記アルコキシド金属における金属として� ��、例えば、遷移金属、ランタノイド、又は� ��族元素から選択され、具体的には、バリウ� ��(Ba)、ストロンチウム(Sr)、チタン(Ti)、ビス� ��ス(Bi)、タンタル(Ta)、ジルコン(Zr)、鉄(Fe)、 ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、鉛(Pb)、ランタン (La)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム (K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、フランシ� ��ム(Fr)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、� ��ルシウム(Ca)、ニオブ(Nb) 、タリウム(Tl)、� �銀(Hg)、銅(Cu)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、� ��カンジウム(Sc)及びイットリウム(Y)等が挙げ られる。また、前記アルコキシド金属におけ るアルコキシドとしては、例えば、メタノー ル、エタノール、プロパノール、イソプロパ ノール、ブタノール、イソブタノール等を含 むアルコール類、メトキシエタノール、エト キシエタノール、プロポキシエタノール、ブ トキシエタノール、ペントキシエタノール、 ヘプトキシエタノール、メトキシプロパノー ル、エトキシプロパノール、プロポキシプロ パノール、ブトキシプロパノール、ペントキ シプロパノール、ヘプトキシプロパノールを 含むアルコキシアルコール類等から誘導され るものが挙げられる。

 本発明において、絶縁体層を上記したよう� ��材料で構成すると、絶縁体層中に分極が発� ��しやすくなり、有機TFT動作の閾電圧を低減� ��ることができる。また、上記材料の中でも� ��特に、Si ₃ N ₄ 、SixNy、SiONx(x、y>0)等の窒化ケイ素で絶縁� �層を形成すると、分極がいっそう発生しや� �くなり、閾電圧をさらに低減させることが� �きる。
 有機化合物を用いた絶縁体層としては、ポ� ��イミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ� ��クリレート、光ラジカル重合系、光カチオ� ��重合系の光硬化性樹脂、アクリロニトリル� ��分を含有する共重合体、ポリビニルフェノ� ��ル、ポリビニルアルコール、ノボラック樹� ��、及びシアノエチルプルラン等を用いるこ� ��もできる。その他、ワックス、ポリエチレ� ��、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフ� ��レート、ポリオキシメチレン、ポリビニル� ��ロライド、ポリフッ化ビニリデン、ポリメ� ��ルメタクリレート、ポリサルホン、ポリカ� ��ボネート、ポリイミドシアノエチルプルラ� ��、ポリ(ビニルフェノール)(PVP)、ポリ(メチ� �メタクレート)(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、 ポリスチレン(PS)、ポリオレフィン、ポリア� �リルアミド、ポリ(アクリル酸)、ノボラック 樹脂、レゾール樹脂、ポリイミド、ポリキシ リレン、エポキシ樹脂に加え、プルランなど の高い誘電率を持つ高分子材料を使用するこ とも可能である。

 絶縁体層の材料として、特に好ましいのは� ��水性を有する有機化合物であり、撥水性を� ��することにより絶縁体層とチャネル制御層� ��の相互作用を抑え、チャネル制御層が本来� ��有している非晶質性を保持できるので、チ� ��ネル制御層の機能を発揮し素子性能を向上� ��せることができる。このような例としては� ��Yasudaら Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42 (2003) pp.66 14-6618に記載のポリパラキシリレン誘導体やJa nos Veres ら Chem. Mater., Vol. 16 (2004) pp. 4543 -4555に記載のものが挙げられる。
 また、図2及び図5に示すようなトップゲー� �構造を用いるときに、このような有機化合� �を絶縁体層の材料として用いると、有機半� �体層に与えるダメージを小さくして成膜す� �ことができるため有効な方法である。

 前記絶縁体層は、前述したような無機又は� ��機化合物材料を複数用いた混合層であって� ��良く、これらの積層構造体であっても良い� ��この場合、必要に応じて誘電率の高い材料� ��撥水性を有する材料を混合したり、積層し� ��りすることによりデバイスの性能を制御す� ��こともできる。
 また、前記絶縁体層は、陽極酸化膜、又は� ��陽極酸化膜を構成として含んでも良い。陽� ��酸化膜は封孔処理されることが好ましい。� ��極酸化膜は、陽極酸化が可能な金属を公知� ��方法により陽極酸化することにより形成さ� ��る。陽極酸化処理可能な金属としては、ア� ��ミニウム又はタンタルを挙げることができ� ��陽極酸化処理の方法には特に制限はなく、� ��知の方法を用いることができる。陽極酸化� ��理を行なうことにより、酸化被膜が形成さ� ��る。陽極酸化処理に用いられる電解液とし� ��は、多孔質酸化皮膜を形成することができ� ��ものならばいかなるものでも使用でき、一� ��には、硫酸、燐酸、蓚酸、クロム酸、ホウ� ��、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等� ��るいはこれらを2種類以上組み合わせた混酸 又はそれらの塩が用いられる。陽極酸化の処 理条件は使用する電解液により種々変化する ので一概に特定し得ないが、一般的には、電 解液の濃度が1~80質量%、電解液の温度5~70℃、 電流密度0.5~60A/cm ² 、電圧1~100ボルト、電解時間10秒~5分の範囲が 適当である。好ましい陽極酸化処理は、電解 液として硫酸、リン酸又はホウ酸の水溶液を 用い、直流電流で処理する方法であるが、交 流電流を用いることもできる。これらの酸の 濃度は5~45質量%であることが好ましく、電解� ��の温度20~50℃、電流密度0.5~20A/cm ² で20~250秒間電解処理するのが好ましい。
 絶縁体層の厚さとしては、層の厚さが薄い� ��有機半導体に印加される実効電圧が大きく� ��るので、素子自体の駆動電圧、閾電圧を下� ��ることができるが、逆にソースーゲート間� ��リーク電流が大きくなるので、適切な膜厚� ��選ぶ必要があり、通常10nm~5μm、好ましくは5 0nm~2μm、さらに好ましくは100nm~1μmである。

 前記絶縁体層の形成方法としては、真空� ��着法、分子線エピタキシャル成長法、イオ� ��クラスタービーム法、低エネルギーイオン� ��ーム法、イオンプレーティング法、CVD法、� ��パッタリング法、特開平11-61406号公報、同11 -133205号公報、特開2000-121804号公報、同2000-1472 09号公報、同2000-185362号公報に記載の大気圧� �ラズマ法などのドライプロセスや、スプレ� �コート法、スピンコート法、ブレードコー� �法、デイップコート法、キャスト法、ロー� �コート法、バーコート法、ダイコート法な� �の塗布による方法、印刷やインクジェット� �どのパターニングによる方法などのウェッ� �プロセスが挙げられ、材料に応じて使用で� �る。ウェットプロセスは、無機酸化物の微� �子を、任意の有機溶剤又は水に必要に応じ� �界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散� �た液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆� �、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布、� �燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる� �

(有機TFTの形成プロセス)
 本発明の有機TFTを形成する方法としては、� ��に限定されず公知の方法によれば良いが、� ��望の素子構成に従い、基板投入、ゲート電� ��形成、絶縁体層形成、チャネル制御層形成, 有機半導体層形成、ソース電極形成、ドレイ ン電極形成までの一連の素子作製工程を全く 大気に触れることなく形成すると、大気との 接触による大気中の水分や酸素などによる素 子性能の阻害を防止できるため好ましい。や むをえず、一度大気に触れさせなければなら ないときは、有機半導体層成膜以後の工程は 大気に全く触れさせない工程とし、有機半導 体層成膜直前には、有機半導体層を積層する 面(例えば素子Bの場合は絶縁層に一部ソース� ��極、ドレイン電極が積層された表面)を紫外 線照射、紫外線/オゾン照射、酸素プラズマ� �アルゴンプラズマ等で清浄化・活性化した� �、有機半導体層を積層することが好ましい� �また,p型TFT材料の中には一旦大気に触れさせ ,酸素等を吸着させることにより性能が向上� �るものもあるので,材料によっては適宜大気� ��触れさせる。
 さらに、例えば、大気中に含まれる酸素、� ��などの有機半導体層に対する影響を考慮し� ��有機トランジスタ素子の外周面の全面又は� ��部に、ガスバリア層を形成しても良い。ガ� ��バリア層を形成する材料としては、この分� ��で常用されるものを使用でき、例えば、ポ� ��ビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコ ール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ ニリデン、ポリクロロトリフロロエチレンな どが挙げられる。さらに、前記絶縁体層で例 示した、絶縁性を有する無機物も使用できる 。