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TW201535816A - 有機薄膜電晶體及其製造方法 - Google Patents

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TW201535816A
TW201535816A TW104106565A TW104106565A TW201535816A TW 201535816 A TW201535816 A TW 201535816A TW 104106565 A TW104106565 A TW 104106565A TW 104106565 A TW104106565 A TW 104106565A TW 201535816 A TW201535816 A TW 201535816A
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Hiroo Takizawa
Teruki Niori
Yasunori Yonekuta
Hayato Yoshida
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Abstract

本發明提供一種有機薄膜電晶體及有機薄膜電晶體的製造方法，所述有機薄膜電晶體於基板上具有閘極電極、有機半導體層、閘極絕緣層、源極電極及汲極電極，並且有機半導體層含有有機半導體及嵌段共聚物，嵌段共聚物為選自苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物等特定的嵌段共聚物中的至少一種或發生相分離，所述有機薄膜電晶體的製造方法製造具備含有經相分離的嵌段共聚物的有機半導體的有機薄膜電晶體，並且所述有機薄膜電晶體的製造方法中，塗佈含有有機半導體及嵌段共聚物的塗佈液進行成膜，對所得的膜進行加熱而使嵌段共聚物進行自組裝。

Description

有機薄膜電晶體及其製造方法
本發明是有關於一種有機薄膜電晶體及其製造方法。
於液晶顯示器、有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示器及電泳型顯示器等顯示裝置中，大多具備薄膜電晶體(Thin Film Transistor，稱為TFT)作為顯示開關元件。TFT具有閘極電極、閘極絕緣層、源極電極及汲極電極，且具有源極電極-汲極電極間經半導體層而連結的結構。
作為形成TFT的半導體層的材料，矽等無機材料成為主流。
然而近年來，有機材料受到關注且正在進行研究，所述有機材料可藉由印刷法等塗佈法以較無機材料更低的溫度、例如常溫附近，高速、有效率而且以低成本進行成膜。
作為有機材料，已知有機聚合物等有機半導體。
另外，亦報告將此種有機半導體與有機半導體以外的聚合物併用。例如專利文獻1的實施例12中，將「末端經封端的2,4-二甲基聚合物(式12)」與「聚苯乙烯-(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物」 併用。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2004-525501號公報
然而，如專利文獻1所記載，只是將有機半導體、與作為有機半導體以外的聚合物的聚苯乙烯-(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物等併用，有機薄膜電晶體的特性亦尚不充分，載子遷移率、耐久性及臨限電壓有改善的餘地。
本發明的課題在於提供一種載子遷移率高、耐久性亦優異的有機薄膜電晶體。進而，本發明的課題在於提供一種亦顯示出低的臨限電壓的有機薄膜電晶體。
另外，本發明的課題在於提供一種製造所述具有優異特性的有機薄膜電晶體的方法。
本發明者等人對形成有機半導體層的有機材料進行了研究，結果發現，藉由將有機半導體、與作為有機半導體以外的聚合物的特定的嵌段共聚物併用來形成有機半導體層，具備該有機半導體層的有機薄膜電晶體可維持高的載子遷移率，進而顯示出低的臨限電壓。
進而，對與有機半導體併用的嵌段共聚物進行了研究，結果 發現，藉由在有機半導體層中於有機半導體的存在下使嵌段共聚物發生相分離，可確保有機半導體層的電荷遷移通道，於有機薄膜電晶體中維持高的載子遷移率，進而可進一步改善臨限電壓的降低。
本發明是根據該些發現而完成。
所述課題是藉由以下的手段而解決。
(1)一種有機薄膜電晶體，於基板上具有閘極電極、有機半導體層、設於閘極電極與有機半導體層之間的閘極絕緣層、以及與有機半導體層接觸而設置且經由有機半導體層而連結的源極電極及汲極電極，並且有機半導體層含有有機半導體及嵌段共聚物，嵌段共聚物為選自苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸嵌段共聚物、苯乙烯-二烷基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-烷基芳基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-二芳基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-倍半矽氧烷(silsesquioxane)取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸酯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物、苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-環氧乙烷嵌段共聚物及乙烯基萘-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物中的至少一種嵌段共聚物。
(2)一種有機薄膜電晶體，於基板上具有閘極電極、有機半導體層、設於閘極電極與有機半導體層之間的閘極絕緣層、以及與有機半導體層接觸而設置且經由有機半導體層而連結的源極電 極及汲極電極，並且有機半導體層含有有機半導體及嵌段共聚物，該嵌段共聚物發生相分離。
(3)如(2)所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體偏向存在於嵌段共聚物的各嵌段所形成的相中親和性高的嵌段所形成的相中、或該相與閘極絕緣層之間。
(4)如(3)所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體偏向存在於閘極絕緣層側。
(5)如(1)至(4)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體為低分子化合物。
(6)如(1)至(5)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體為縮合多環芳香族化合物。
(7)如(1)至(6)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體為下述通式(C)~通式(T)的任一個所表示的化合物。
通式(C)中，AC1、AC2表示氧原子、硫原子或硒原子；RC1~RC6表示氫原子或取代基，RC1~RC6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(D)中，XD1及XD2表示NRD9、氧原子或硫原子；AD1表示CRD7或氮原子，AD2表示CRD8或氮原子，RD9表示氫原子、 烷基、烯基、炔基或醯基；RD1~RD8表示氫原子或取代基，RD1~RD8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(E)中，XE1及XE2表示氧原子、硫原子或NRE7；AE1及AE2表示CRE8或氮原子；RE1~RE8表示氫原子或取代基，RE1~RE8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(F)中，XF1及XF2表示氧原子、硫原子或硒原子；RF1~RF10、RFa及RFb表示氫原子或取代基，RF1~RF10、RFa及RFb中的至少一個為通式(W)所表示的取代基；p及q表示0~2的整數；通式(G)中，XG1及XG2表示NRG9、氧原子或硫原子；AG1表示CRG7或氮原子，AG2表示CRG8或氮原子；RG9表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基，RG1~RG8表示氫原子或取代基，RG1~RG8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(H)中，XH1~XH4表示NRH7、氧原子或硫原子，RH7表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基；RH1~RH6表示氫原子或取代基，RH1~RH6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(J)中，XJ1及XJ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRJ9；XJ3及XJ4表示氧原子、硫原子或硒原子；RJ1~RJ9表示氫原子或取代基，RJ1~RJ9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(K)中，XK1及XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9； XK3及XK4表示氧原子、硫原子或硒原子；RK1~RK9表示氫原子或取代基，RK1~RK9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(L)中，XL1及XL2表示氧原子、硫原子或NRL11；RL1~RL11表示氫原子或取代基，RL1~RL11中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(M)中，XM1及XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9；RM1~RM9表示氫原子或取代基，RM1~RM9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(N)中，XN1及XN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRN13；RN1~RN13表示氫原子或取代基，RN1~RN13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(P)中，XP1及XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13；RP1~RP13表示氫原子或取代基，RP1~RP13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(Q)中，XQ1及XQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13；RQ1~RQ13表示氫原子或取代基，RQ1~RQ13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(R)中，XR1、XR2及XR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NRR9；RR1~RR9表示氫原子或取代基，RR1~RR9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(S)中，XS1、XS2、XS3及XS4表示氧原子、硫原子、硒 原子或NRS7；RS1~RS7表示氫原子或取代基，RS1~RS7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(T)中，XT1、XT2、XT3及XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRT7；RT1~RT7表示氫原子或取代基，RT1~RT7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(W)：-L-RW
通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基、或2以上的下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基；RW表示經取代或未經取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基、或者經取代或未經取代的三烷基矽烷基；
通式(L-1)~通式(L-25)中，波線部分表示與所述通式(C)~通式(T)所表示的形成各骨架的任一個環的鍵結位置；*表示與Rw的鍵結位置或與通式(L-1)~通式(L-25)的波線部分的鍵結位置；通式(L-13)中的m表示4，通式(L-14)及通式(L-15)中的m表示3，通式(L-16)~通式(L-20)中的m表示2，(L-22)中的m表示6；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-6)及通式(L-13)~通 式(L-24)中的RLZ分別獨立地表示氫原子或取代基；RN表示氫原子或取代基，Rsi分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基或炔基。
(8)如(7)所記載的有機薄膜電晶體，其中有機半導體為通式(C)、通式(F)、通式(J)或通式(L)的任一個所表示的化合物。
(9)如(1)至(8)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中嵌段共聚物的分散度小於1.20。
(10)如(1)至(9)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中嵌段共聚物為選自苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物、苯乙烯-二烷基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸酯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物、苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物及乙烯基萘-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物中的至少一種嵌段共聚物。
(11)如(1)至(10)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中嵌段共聚物具有包含下述通式(I)所表示的重複單元的嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重複單元的嵌段，
通式(I)中，R1表示氫原子、烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基或芳烷基；R11表示氫原子或烷基；通式(II)中，R2表示氫原子、烷基或環烷基；R3表示烷基或環烷基。
(12)如(11)所記載的有機薄膜電晶體，其中包含通式(II)所表示的重複單元的嵌段為包含下述通式(II-1)、通式(II-2)及通式(II-3)的任一個所表示的重複單元的嵌段，
通式(II-1)、通式(II-2)及通式(II-3)中，R2與通式(II)中的R2為相同含意；R4a及R5a表示氫原子或甲基；R7表示碳數1~12的未經取代的烷基或碳數3~12的未經取代的環烷 基；R8及R9表示氫原子或氟原子；其中，鍵結於同一碳原子上的R8及R9的至少一個為氟原子；R10表示氫原子、烷基、環烷基或芳基；n1a表示2~4的整數，n2a表示1~6的整數；n3表示1或2，n4表示1~8的整數。
(13)如(11)或(12)所記載的有機薄膜電晶體，其中通式(I)所表示的重複單元的SP值與通式(II)所表示的重複單元的SP值之差的絕對值為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2。
(14)如(1)至(10)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中於構成嵌段共聚物的嵌段為兩種的情形時，兩種重複單元的SP值之差的絕對值為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2。
(15)如(1)至(14)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其中閘極絕緣層是由有機高分子所形成。
(16)如(1)至(15)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，其於有機半導體層的基板側具有基底層。
(17)如(16)所記載的有機薄膜電晶體，其中基底層含有聚合物B，所述聚合物B具有與構成嵌段共聚物的至少一種單體成分相同的單體成分作為構成成分。
(18)如(16)所記載的有機薄膜電晶體，其中基底層含有無規共聚物A，所述無規共聚物A具有與構成嵌段共聚物的所有單體成分相同的單體成分作為構成成分。
(19)如(17)或(18)所記載的有機薄膜電晶體，其中無規共聚物A及聚合物B含有含交聯基的單體成分作為構成成分。
(20)如(16)至(19)中任一項所記載的薄膜電晶體，其中薄膜電晶體為底部閘極形態，閘極絕緣層兼作基底層。
(21)一種有機薄膜電晶體的製造方法，製造如(2)至(20)中任一項所記載的有機薄膜電晶體，並且所述有機薄膜電晶體的製造方法中，將含有有機半導體及嵌段共聚物的塗佈液塗佈於基板或閘極絕緣層上進行成膜，對所得的膜進行加熱而使嵌段共聚物發生相分離。
(22)如(21)所記載的有機薄膜電晶體的製造方法，其中藉由塗佈而使有機半導體偏向存在。
本說明書中，於存在多個由特定符號表示的取代基或連結基等(以下稱為取代基等)時，或者同時規定多個取代基等時，是指各取代基等可彼此相同亦可不同。這一情況對於取代基等的個數的規定而言亦相同。另外，於式中具有由同一表述所示的多個重複的部分結構的情形時，各部分結構或重複單元可相同亦可不同。另外，即便於未特別說明的情形時，於多個取代基等接近(特別是鄰接)時該些取代基亦可相互連結或縮環而形成環。
本說明書中關於化合物(包含樹脂)的表述，是用於除了該化合物本身以外亦包含其鹽、其離子的含意。另外，是指包含在發揮目標效果的範圍內使結構的一部分變化所得的化合物。
本說明書中，關於未明確記載經取代或未經取代的取代基(對於連結基而言亦相同)，是指亦可於不損及所需效果的範圍內於該基團上具有任意的取代基。
這一情況對於未明確記載經取代或未經取代的化合物(包含聚合物)而言亦為相同含意。例如於提及嵌段共聚物時，包含未經取代的嵌段共聚物、及具有取代基的嵌段共聚物。此處，取代基可於形成嵌段共聚物的分子鏈的主鏈上具有，亦可於自主鏈分支的側鏈上具有。
因此，例如α-甲基苯乙烯為苯乙烯的主鏈甲基取代物，根據所述思想，具有苯乙烯的嵌段共聚物中較佳地包含具有α-甲基苯乙烯的嵌段共聚物。
本說明書中使用「~」所表示的數值範圍是指包含「~」前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
本發明的有機薄膜電晶體的載子遷移率高，耐久性亦優異。進而亦顯示出低的臨限電壓。
本發明的有機薄膜電晶體的製造方法可製造如下有機薄膜電晶體，所述有機薄膜電晶體具備含有經相分離的嵌段共聚物的有機半導體，且具有所述優異特性。
關於本發明的所述及其他特徵及優點，適當參照隨附圖式根據下述記載將更為清楚明瞭。
1‧‧‧有機半導體層
1A‧‧‧嵌段共聚物的含有率多的區域(包含嵌段共聚物的層)
1B‧‧‧有機半導體的含有率多的區域(包含有機半導體的層)
2‧‧‧閘極絕緣層
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧閘極電極
6‧‧‧基板
7‧‧‧基底層
圖1(A)到圖1(D)為示意性地表示本發明的有機薄膜電晶體的形態的圖。
[有機薄膜電晶體]
以下對本發明的有機薄膜電晶體(Organo Thin Film Transistor，以下簡稱為「本發明的OTFT」)的形態加以說明。
本發明的OTFT於基板上具有閘極電極、有機半導體層、設於閘極電極與有機半導體層之間的閘極絕緣層、以及經由有機半導體層而連結的源極電極及汲極電極(與有機半導體層接觸而設置的源極電極及汲極電極)。若對閘極電極施加電壓，則於源極電極-汲極電極間的有機半導體層與鄰接的層的界面上形成電流的流道(通道)。即，根據對閘極電極施加的輸入電壓，而控制在源極電極與汲極電極之間流動的電流。
根據圖式對本發明的OTFT的較佳形態加以說明。各圖式所示的OTFT為用以使本發明的理解容易的示意圖，各構件的尺寸或相對的大小關係等有時為了便於說明而改變大小，並非直接表示實際的關係。另外，本發明中規定的事項以外的內容不限定於該些圖式所示的外形、形狀。例如於圖1(A)及圖1(B)中，閘極電極5未必一定要將基板6全部覆蓋，設於基板6的中央部分的形態亦作為本發明的OTFT的形態而較佳。
圖1(A)~圖1(D)分別為示意性地表示OTFT的具代表性的較佳形態的縱剖面圖。於圖1(A)~圖1(D)中，1表示有機半導體層，2表示閘極絕緣層，3表示源極電極，4表示汲極電極，5表示閘極電極，6表示基板。
另外，圖1(A)表示底部閘極-底部接觸形態(結構)的OTFT，圖1(B)表示底部閘極-頂部接觸形態的OTFT，圖1(C)表示頂部閘極-底部接觸形態的OTFT，圖1(D)表示頂部閘極-頂部接觸形態的OTFT。
本發明的OTFT中包含所述4個形態的全部。雖省略圖示，但有時亦於各OTFT的圖式最上部(相對於基板6而為相反側的最上部)形成外塗層。圖1(A)的圓A內為示意性地表示有機半導體及嵌段共聚物的偏向存在狀態的有機半導體層1的概略放大圖。另外，圖1(A)的圓B內為表示OTFT1具有基底層7的情形的絕緣層2的表面附近的概略放大圖，圖1(D)的圓C內為表示OTFT1具有基底層7的情形的基板6的表面附近的概略放大圖。
底部閘極形態於基板6上依序配置有閘極電極5、閘極絕緣層2及有機半導體層1。另一方面，頂部閘極形態於基板6上依序配置有有機半導體層1、閘極絕緣層2及閘極電極5。
另外，底部接觸形態相對於有機半導體層1而於基板6側(即，圖1(A)到圖1(D)中為下方)配置有源極電極3及汲極電極4。另一方面，頂部接觸形態相對於有機半導體層1而於基板6的相反側配置有源極電極3及汲極電極4。
本發明的OTFT中，有機半導體層1含有有機半導體及嵌段共聚物。
作為本發明中所用的嵌段共聚物，將所述具體例示的苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物等特定的嵌段共聚物稱為「嵌段共聚 物(I)」，將必需相分離的嵌段共聚物稱為「嵌段共聚物(II)」。另外，於提及嵌段共聚物時，只要無特別說明，則是指嵌段共聚物(I)及嵌段共聚物(II)兩者。下文中將對該些嵌段共聚物加以描述。
有機半導體較佳為於有機半導體層1的厚度方向上偏向存在。若有機半導體於有機半導體層1中偏向存在，則可確保電荷遷移通道，顯示出更高的載子遷移率。於該情形時，有機半導體層1具有有機半導體的含有率多的區域1B、及嵌段共聚物的含有率多的區域1A。該些區域1A及區域1B只要分別存在於有機半導體層的至少表面附近即可，亦可不遍及有機半導體層總體而存在。再者，有時亦如圖1(A)中虛線所示般無法明確判別兩區域1A及區域1B的邊界。
較佳為有機半導體與嵌段共聚物彼此發生相分離。於該情形時，有機半導體層1具有包含有機半導體的層1B、及包含嵌段共聚物的層1A。
此處，所謂「偏向存在」，是指具有雖然有機半導體或嵌段共聚物的任一種成分較其總體質量比更多、但亦存在另一成分的相的狀態，所謂「相分離」，是指具有有機半導體或嵌段共聚物的任一種單獨存在的相的狀態。
如此，偏向存在與相分離的成分質量比的程度不同，偏向存在的程度若變高則會成為相分離。其邊界於學術上並未特別明確地規定，但於形成的是有機半導體或嵌段共聚物的任一種以99% 以上的質量比存在的相的情形時，於本申請案中規定為「相分離」狀態。因此，本發明中，於提及偏向存在時，只要無特別說明，則有時包括相分離。
另外，關於有機半導體是否偏向存在，可併用蝕刻用離子束，藉由飛行時間型二次離子質譜分析(Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometry，TOF-SIMS)對有機半導體層進行元素匹配測定而確認。
再者，本發明中，可藉由所述飛行時間型二次離子質譜分析來確認有機半導體的偏向存在，除此以外，亦可藉由以下方法來推定偏向存在。即，測定後述表面能量，根據表面能量接近有機半導體與嵌段聚合物的各成分的哪一種的值，亦可類推哪一種更多地存在於有機半導體的表面上。再者，嵌段聚合物的各成分的表面能量可藉由測定各成分的均聚物的膜的表面能量來推定。
再者，表面能量可利用水及有機溶劑(主要使用甘油或二碘甲烷)兩者來測定包含嵌段共聚物的膜的接觸角，並代入至下述歐文斯(Owens)式中，藉此利用公知的方法而求出(下述為有機溶劑使用甘油(gly)的情形)。
歐文斯(Owens)式
此處，若於代入γH2O d=21.8、γgly d=37.0、γH2O h=51.0、γgly h=26.4、γH2O,V=72.8、γgly,V=63.4的文獻測定值後，對θH2O代入水的接觸角的測定值、對θgly代入甘油的接觸角的測定值，則分別求出表面能量的分散力成分γS d、極性成分γS h，可求出其和γS Vh=γS d+γS h作為表面能量(mNm-1)。
再者，有機半導體層的水平方向的偏向存在可藉由偏光顯微鏡對有機半導體層的表面中的任意幾個部位進行觀察而確認。具體而言，於正交尼科耳條件下看起來明亮的部分(具有屈折率異向性)為有機半導體，可藉由對該看起來明亮的部分的水平方向的偏向存在性(均勻性)進行觀察而確認。
關於有機半導體偏向存在的理由，嵌段共聚物(I)的情況下，可認為於嵌段共聚物(I)總體的表面能量與有機半導體的表面能量的差異大時，與有機半導體的相容性降低，與有機半導體發生偏向存在或發生相分離。此時，可認為總體的表面能量小的嵌段共聚物(I)相對於有機半導體而於塗佈層中、於厚度方向上、通常於表面(空氣)側偏向存在或發生相分離。
另一方面，嵌段共聚物(II)的情況下，可認為除了所述以外，進而受到由嵌段共聚物(II)的自組裝所致的相分離的影響，有機半導體的偏向存在亦受到促進、助長。詳細情況將於後述。
於有機半導體層中，有機半導體偏向存在的態樣只要於有機半導體層的厚度方向上，則並無特別限定。只要有機半導體或嵌段共聚物的任一種於有機半導體層的厚度方向(深度方向、基板6的方向)上偏向存在即可。
較佳為於有機半導體層中，有機半導體偏向存在於閘極絕緣層側，嵌段共聚物偏向存在於閘極絕緣層的相反側。藉此，可於閘極絕緣層與有機半導體層的界面上確保充分的電荷遷移通道，顯示出更高的載子遷移率。
此時，本發明的OTFT可採取於閘極絕緣層上設有有機半導體層的底部閘極形態、及於有機半導體層上設有閘極絕緣層的頂部閘極形態。
底部閘極形態的情況下，較佳為與有機半導體層的下表面接觸而設有源極電極及汲極電極的底部接觸形態。另外，頂部閘極形態的情況下，較佳為與有機半導體層的上表面接觸而設有源極電極及汲極電極的頂部接觸形態。藉此，載子容易自源極電極注入至有機半導體層中，另外所注入的載子容易流至汲極電極而臨限電壓降低。
尤其若本發明的OTFT為底部閘極-底部接觸形態，則於有機半導體層中確保電荷遷移通道，而且有機半導體層中嵌段共聚物保護有機半導體偏向存在的區域，由此可進一步增大載子遷移率、載子遷移率的維持率(耐久性)的提高效果。進而，臨限電壓的降低效果亦優異。
於所述有機半導體層1所含有的嵌段共聚物為嵌段共聚物(I)的情形時，嵌段共聚物(I)可藉由自組裝而發生相分離，亦可不藉由自組裝而發生相分離。就可促進、助長有機半導體的偏向存在的方面而言，較佳為嵌段共聚物(I)發生相分離，且較佳為於有機半導體層1中發生相分離。
另一方面，於有機半導體層1所含有的嵌段共聚物為後述嵌段共聚物(II)的情形時，嵌段共聚物(II)藉由自組裝而發生相分離。
本發明中，所謂「嵌段共聚物發生相分離」，是指製出嵌段共聚物藉由自組裝而自律地具有秩序的結構，亦可列舉由微相分離所得的結構。所謂微相分離是指以下現象：嵌段共聚物因構成其的各嵌段的性狀差異而以較佳為幾奈米(nm)~幾微米(μm)、更佳為幾十奈米(nm)~幾百奈米(nm)形成微觀的相分離。
關於有機半導體層中嵌段共聚物是否發生相分離，可與確認有機半導體的厚度方向的偏向存在的方法同樣地操作而進行確認。
若嵌段共聚物於有機半導體層1中發生相分離，則對應於嵌段共聚物的各嵌段所形成的相，有機半導體容易偏向存在，促進、助長嵌段共聚物與有機半導體的分離(偏向存在)。
因此，於嵌段共聚物發生相分離的情形時，有機半導體較佳為偏向存在於嵌段共聚物的各嵌段所形成的相中親和性更高的嵌 段所形成的相(嵌段共聚物發生微相分離而成的一個相)中，或偏向存在於該相與閘極絕緣層之間，即與嵌段共聚物彼此發生相分離而形成不同的層。不同的層可列舉：與嵌段共聚物發生微相分離而成的一個相鄰接的包含有機半導體的層。較佳為如此般嵌段共聚物發生相分離，且有機半導體偏向存在。藉此，載子遷移率及耐久性的提高效果高，進而亦顯示出優異的臨限電壓的降低效果。
另外，若嵌段共聚物發生相分離，則促進有機半導體的結晶熟化，有時結晶粒徑變大，載子遷移率的增大效果提高。
微相分離中，較佳為嵌段共聚物沿著有機半導體層的厚度方向以線狀發生相分離而成的層狀(lamellar)相分離，更佳為以溶解度參數(Solubility Parameter，SP值)小的嵌段、例如聚苯乙烯嵌段成為絕緣層側的方式發生相分離而成的層狀相分離。藉此，可使有機半導體層偏向存在於閘極絕緣層側，可於閘極絕緣層與有機半導體的界面上確保充分的電荷遷移通道，顯示出更高的載子遷移率。此處所謂線狀，可為直線狀亦可為曲線狀。
所謂嵌段共聚物與有機半導體的「親和性」，是指嵌段共聚物的嵌段所形成的相與有機半導體的特性、例如後述溶解性參數(SP值)、表面能量或接觸角彼此近似。所謂「親和性高」，是指有機半導體與嵌段共聚物的嵌段所形成的相的特性的特性近似，即特性之差小。
有機半導體層1可直接設置於閘極絕緣層2上，或例如 亦可如圖1(A)的圓B或圖1(D)的圓C所示，於閘極絕緣層2上設置基底層7，與該基底層7接觸而設置有機半導體層1。
於將有機半導體層1設置於基底層7上的情形時，為了使嵌段共聚物發生相分離，較佳為基底層7含有如下無規共聚物(以下稱為「基底層用聚合物A」)，所述無規共聚物以與構成有機半導體層所含有的嵌段共聚物的所有單體成分相同的單體成分作為構成成分。另外，亦較佳為含有如下聚合物(以下稱為「基底層用聚合物B」)，所述聚合物以與構成有機半導體層1所含有的嵌段共聚物的至少一種單體成分相同的單體成分作為構成成分。於該情形時，基底層用聚合物B的構成成分的成分數是以較構成嵌段共聚物的單體成分的成分數少一種的成分數作為上限，較佳為一種。
基底層7更佳為由基底層用聚合物A或基底層用聚合物B所構成。
基底層用聚合物A的各單體成分的質量比可與對應的嵌段共聚物中的單體成分的質量比相同，亦可不同。
基底層用聚合物B亦可為以與構成有機半導體層所含有的嵌段共聚物的單體成分不同的單體成分作為構成成分的共聚物，較佳為僅以與所述至少一種單體成分相同的單體成分作為構成成分的均聚物。
基底層用聚合物A及基底層用聚合物B亦較佳為於構成其的單體成分的一部分中導入交聯性基。交聯性基只要可於嵌段 共聚物中導入交聯結構，則並無特別限制，例如可較佳地使用選自環氧基及氧雜環丁烷基中的基團。於該情形時，基底層用聚合物A及基底層用聚合物B較佳為藉由在酸觸媒(例如二苯基錪六氟磷酸鹽等熱酸產生劑)或硬化劑(具有2個以上的活性氫的化合物，例如二胺、二羧酸、雙酚)的存在下進行加熱等而形成橋聯結構。基底層用聚合物A及基底層用聚合物B藉由具有交聯結構而耐溶劑性提高。因此，即便將嵌段共聚物溶解於溶劑中，並將其塗佈於含有基底層用聚合物A及基底層用聚合物B的層上、成膜而形成有機半導體層，含有基底層用聚合物A及基底層用聚合物B的基底層亦不易受到溶劑的影響，OTFT的製造效率或性能穩定性進一步提高。
於基底層用聚合物A及基底層用聚合物B具有交聯結構的情形時，基底層用聚合物A及基底層用聚合物B較佳為於其所有單體成分的合計質量中，含交聯性基的單體成分為1質量%~20質量%，更佳為1質量%~10質量%。
另外，於閘極絕緣層2上直接設置有機半導體層的情形時，為了使嵌段共聚物發生相分離，較佳為閘極絕緣層兼作基底層(閘極絕緣層亦為基底層)。於該情形時，閘極絕緣層2較佳為含有基底層用聚合物A或基底層用聚合物B，更佳為閘極絕緣層2是由基底層用聚合物A或基底層用聚合物B所構成。
本發明中所用的嵌段共聚物與後述有機半導體一併含有於有機半導體層中。該嵌段共聚物為與作為有機半導體的有機 聚合物不同的高分子化合物，且構成嵌段共聚物的嵌段可為2種，亦可為3種以上。
用作嵌段共聚物(I)的嵌段共聚物可不發生由自組裝所致的相分離，亦可發生相分離。嵌段共聚物(I)無論是否發生相分離，均較佳為以下將說明者。
發生相分離者更佳為進一步滿足以下記載的數量平均分子量等特性、物性等，未發生相分離者亦可不滿足以下記載的特性、物性等。
另一方面，用作嵌段共聚物(II)的嵌段共聚物發生由自組裝所致的相分離，可列舉以下說明的嵌段共聚物。除此以外，只要為進行自組裝者，則可無特別限制地使用公知的嵌段共聚物。
以下，對較佳的嵌段共聚物加以說明。
較佳的嵌段共聚物以引起相分離的組合而具有多種嵌段。嵌段共聚物(I)具有後述特定組合的嵌段。另一方面，嵌段共聚物(II)的嵌段的組合並無特別限定。可較佳地選擇相互非相容的嵌段彼此的組合。
此種組合已知各種組合，例如可列舉後述嵌段共聚物中的多種嵌段的組合。
關於嵌段彼此是否相互非相容，可藉由溶解性參數(SP值)來判斷。例如於構成嵌段共聚物的嵌段為兩種的情形時，彼此成為非相容的兩種嵌段的組合較佳為該等的溶解性參數(SP值)之差的絕對值、即形成兩種嵌段的重複單元的SP值之差的絕對值成 為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2，更佳為成為0.5MPa1/2~3.0MPa1/2。
本說明書中，「溶解性參數(SP值)」可藉由漢森(Hansen)方法來求出。漢森方法為本技術領域眾所周知的算出SP值的一個方法，以包含分散項、極性項、氫鍵項的多維向量來表述SP值。漢森的SP值可利用「國際熱物理雜誌(Int.J.Thermophys)」(2008，29，568-585頁)中記載的方法預測，本說明書中記載的SP值為藉由該文獻的方法所預測的值。
本說明書中，嵌段共聚物的特定嵌段的SP值是設定為構成該特定嵌段(換言之，僅包含特定重複單元的均聚物)的重複單元的SP值。例如聚苯乙烯的重複單元(苯乙烯單元)的SP值為20.8MPa1/2，聚甲基丙烯酸甲酯的重複單元(甲基丙烯酸甲酯單元)的SP值為20.5MPa1/2，故將聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯這兩種嵌段鍵結而成的共聚物的嵌段間的SP值之差的絕對值成為0.3MPa1/2。
對構成嵌段共聚物的各嵌段之質量比並無特別限制，於由兩種嵌段所構成的嵌段共聚物中，較佳為各嵌段的數量平均分子量之比(SP值大的嵌段：SP值小的嵌段)為80：20~20：80，更佳為70：30~30：70。藉由如此般設定，能更可靠、更有效率地形成作為較佳相分離形態的層狀相分離。
嵌段共聚物亦可使用市售品(聚合物源(Polymer sourse)公司等的產品)，亦可藉由利用自由基聚合或陰離子聚合的公知方法來合成。
本發明中所用的嵌段共聚物的重量平均分子量(Mw)較佳為3,000~1,000,000，更佳為10,000~800,000，進而佳為20,000~600,000。
另外，本發明中所用的嵌段共聚物的數量平均分子量(Mn)較佳為3,000~1,000,000，更佳為10,000~800,000，進而佳為20,000~600,000。若嵌段共聚物的Mn在所述範圍內，則可於層厚40nm~1000nm、較佳為50nm~400nm的有機半導體層中，使嵌段共聚物於厚度方向上生成相分離，較佳為使嵌段共聚物的各嵌段逐層生成相分離。進而可增大有機半導體層中的有機半導體的結晶粒徑。因此，可進一步提高OTFT的載子遷移率。
本發明中所用的嵌段共聚物的分散度(Mw/Mn)較佳為1.0~1.5，更佳為1.0以上且小於1.2，尤佳為1.0~1.1。就容易形成相分離結構等觀點而言，分散度更佳為1.10以下，進而佳為1.07以下。
本說明書中，Mw及Mn例如可藉由以下方式求出：使用HLC-8120(東曹(Tosoh)(股)製造)，使用TSK gel Multipore HXL-M(東曹(Tosoh)(股)製造，7.8mm HD×30.0cm)作為管柱，使用四氫呋喃(Tetrahydrofuran，THF)或N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)作為溶離液。另外，Mw與Mn為聚苯乙烯換算值。
為了降低嵌段共聚物的分散度(即單分散化)，較佳為藉由公知的活性陰離子聚合或活性自由基聚合來進行聚合，其中 較佳為藉由活性陰離子聚合來進行聚合。另外，如日本專利特開2009-67999號公報所記載，亦較佳為使用微反應器合成裝置(流動反應系)來進行活性陰離子聚合。
本發明中所用的嵌段共聚物較佳為以下的特定的嵌段共聚物。
所述較佳的嵌段共聚物例如可列舉：將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含以(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含以(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含矽氧烷或矽氧烷衍生物的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以(甲基)丙烯酸酯作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含以(甲基)丙烯酸酯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含乙烯基吡啶或乙烯基吡啶衍生物的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含羥基苯乙烯或羥基苯乙烯衍生物的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以苯乙烯或苯乙烯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含環氧烷或環氧烷衍生物的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；將包含以乙烯基萘或乙烯基萘 衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段、與包含以(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯衍生物作為單體成分的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物；及將包含環氧烷的嵌段、與包含以(甲基)丙烯酸酯作為單體成分的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物。
本發明中，所謂衍生物，是指經環烷基、後述通式(I)的R1可具有的後述取代基T、包含倍半矽氧烷(鉑斯(POSS)(註冊商標))的一價基等取代的化合物。所述環烷基與後述R2的環烷基為相同含意，較佳基團亦相同。
所述苯乙烯衍生物例如可列舉：2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-第三丁基苯乙烯、4-正辛基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-第三丁氧基苯乙烯、4-羥基苯乙烯、4-硝基苯乙烯、3-硝基苯乙烯、4-氯苯乙烯、4-氟苯乙烯、4-乙醯氧基乙烯基苯乙烯、4-乙烯基苄基氯、1-乙烯基萘、4-乙烯基聯苯、9-乙烯基蒽及α-甲基苯乙烯。
所述(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯的衍生物較佳為選自(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯中。所述(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基較佳為碳數1~12的烷基。該烷基可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀的任一種。另外，所述(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的羥基烷基較佳為其碳數為1~10。
所述(甲基)丙烯酸酯或其衍生物的具體例例如可列舉：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯 酸環己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲基及(甲基)丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯、以及該些化合物的衍生物。
所述矽氧烷或矽氧烷衍生物可列舉二烷基矽氧烷、烷基芳基矽氧烷、二芳基矽氧烷。烷基及芳基的碳數並無特別限定，例如烷基較佳為1~12，芳基較佳為6~20。
所述矽氧烷或矽氧烷衍生物的具體例例如可列舉：二甲基矽氧烷、二乙基矽氧烷、二苯基矽氧烷及甲基苯基矽氧烷。
所述環氧烷例如可列舉：環氧乙烷、環氧丙烷、環氧異丙烷及環氧丁烷。
本發明中所用的嵌段共聚物的更佳例例如可列舉以下所示的嵌段共聚物。如上所述，該些嵌段共聚物均可具有取代基亦可不具有取代基。藉由該些基團，有機半導體的偏向存在受到促進、助長。另外，有機半導體的結晶粒徑變大。
苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物((甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4)、苯乙烯-(甲基)丙烯酸嵌段共聚物、苯乙烯-二烷基矽氧烷嵌段共聚物(二烷基矽氧烷的烷基的碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4。)、苯乙烯-烷基芳基矽氧烷嵌段共聚物(烷基芳基矽氧烷的烷基 的碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4。另外，烷基芳基矽氧烷的芳基的碳數較佳為6~20，更佳為6~15，進而佳為6~12，進而更佳為苯基)、苯乙烯-二芳基矽氧烷嵌段共聚物(二芳基矽氧烷的芳基的碳數較佳為6~20，更佳為6~15，進而佳為6~12，進而更佳為苯基)、苯乙烯-鉑斯(POSS)取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物(鉑斯(POSS)取代(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4)、(甲基)丙烯酸酯-鉑斯(POSS)取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物((甲基)丙烯酸烷基酯及鉑斯(POSS)取代(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基的碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4)、苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物、苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-環氧乙烷嵌段共聚物、乙烯基萘-(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物。
所謂所述「鉑斯(POSS)」(註冊商標)是指倍半矽氧烷。即，本發明中所用的嵌段共聚物亦較佳為日本專利特開2012-036078號公報等中記載的具有倍半矽氧烷結構的共聚物。
另外，本發明中所用的嵌段共聚物較佳為具有包含下述通式(I)所表示的重複單元的嵌段及包含下述通式(II)所表示的重複單元的嵌段。藉此，有機半導體的偏向存在受到促進、助 長。
通式(I)中，R1表示氫原子、烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基或芳烷基。R1亦可與和R1所鍵結的碳原子鄰接的碳原子鍵結而與苯環縮環。
於R1為烷基的情形時，其碳數較佳為1~12，更佳為2~9，進而佳為4~6。於R1為烷基的情形時，較佳為未經取代的烷基。烷基可為直鏈狀，或亦可為分支結構。
於R1為烯基或炔基的情形時，其碳數較佳為2~12，更佳為2~9，進而佳為4~6。
於R1為環烷基的情形時，其碳數較佳為3~12，更佳為3~9，進而佳為3~6。於R1為環烷基的情形時，較佳為未經取代的環烷基。
於R1為芳基的情形時，其碳數較佳為6~12，更佳為6~9。於R1為芳基的情形時，較佳為未經取代的芳基。
於R1為芳烷基的情形時，其碳數較佳為7~12，更佳為7~9。
藉由將R1的碳數設定為所述較佳範圍內，通式(I)所表示的重複單元的疏水性進一步提高，可進一步提高包含通式(I)所表示的重複單元的嵌段與包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段的相分離性。
於R1與和R1所鍵結的碳原子鄰接的碳原子(即，相對於R1所鍵結的碳原子而位於鄰位的碳原子)鍵結而與通式(I)中的苯環縮環的情形時，與通式(I)中的苯環縮環的含有R1的環結構較佳為苯環(即，縮環結構總體較佳為形成萘環)。
於後述R11為氫原子的情形時，R1較佳為烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基或芳烷基的任一個，更佳為烷基或芳基，進而佳為烷基，尤佳為第三丁基。
於後述R11為烷基的情形時，R1較佳為氫原子或烷基，更佳為氫原子。
R1亦可具有取代基(本說明書中稱為取代基T)。取代基T並無特別限定，例如可列舉：鹵素原子(氟原子、氯原子等)、芳基或者含有鹵素原子、氧原子或硫原子的含雜原子的基團等。含雜原子的基團例如可列舉：烷氧基(較佳為碳數1~10、更佳為碳數1~5的烷氧基，進而佳為乙氧基或甲氧基)、羥基、硝基、醯基(較佳為碳數2~10、更佳為碳數2~5、進而佳為碳數2或3的醯基)、醯氧基(較佳為碳數2~10、更佳為碳數2~5、進而佳為碳數2或3的醯氧基)、醯基胺基(較佳為碳數2~10、更佳為碳數2~5、進而佳為碳數2或3的醯基胺基)、磺醯基胺基、二烷 基胺基(較佳為碳數2~20、更佳為碳數2~10的二烷基胺基，進而佳為二乙基胺基或二甲基胺基)、烷硫基(較佳為碳數1~10、更佳為碳數1~5的烷硫基，進而佳為乙硫基或甲硫基)、芳硫基(較佳為碳數6~20、更佳為碳數6~15的芳硫基，進而佳為苯硫基或萘硫基)、芳烷硫基(較佳為碳數7~20、更佳為碳數7~15的芳烷硫基)、噻吩基羰氧基、噻吩基甲基羰氧基及吡咯啶酮殘基等雜環殘基。另外，亦可列舉：包含鉑斯(POSS)的一價基、氧伸烷基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸烷基。
R1具有取代基T的形態中，包含重複單元中的多個R1中的一部分具有取代基T的形態、及多個R1全部具有取代基T的形態的任一種。另外，多個R1亦可具有不同的取代基T。
具有該取代基T的形態及可具有不同取代基T的情況亦可應用於除了R1以外亦具有取代基T的基團(例如R2、R3等)。
通式(I)中，R11表示氫原子或烷基，較佳為表示氫原子或甲基。
通式(II)中，R2表示氫原子、烷基或環烷基。
就提高嵌段共聚物的玻璃點轉移(Tg)、穩定地維持暫且形成的嵌段共聚物層的相分離結構的觀點而言，R2較佳為烷基(較佳為碳數1~12、更佳為碳數1~8、進而佳為碳數1~4的烷基)或環烷基(較佳為碳數3~12、更佳為碳數3~8的環烷基)，更佳為碳數1~4的烷基，進而佳為甲基。
R2亦可具有取代基T，較佳為未經取代。
通式(II)中，R3表示烷基或環烷基。
於R3為烷基的情形時，其碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4，進而更佳為甲基或乙基。
另外，於R3為環烷基的情形時，其碳數較佳為3~12，更佳為3~8。
R3亦可具有取代基T。
於R3具有取代基T的情形時，取代基T較佳為鹵素原子、或者含雜原子的基團中含有氧原子或硫原子的基團(例如烷氧基或烷硫基)。
R3較佳為具有鹵素原子作為取代基，更佳為經鹵素取代的烷基，尤佳為經氟取代的烷基。於該情形時，通式(II)所表示的重複單元較佳為由下述通式(II-2)所表示。
包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段較佳為包含下述通式(II-1)、通式(II-2)或通式(II-3)的任一個所表示的重複單元的嵌段，更佳為包含下述通式(II-2)或通式(II-3)所表示的重複單元的嵌段。
所述通式(II-1)、通式(II-2)及通式(II-3)中，R2 與所述通式(II)中的R2為相同含意，較佳形態亦相同。
所述通式(II-1)中，R7表示碳數1~12的未經取代的烷基或碳數為3~12的未經取代的環烷基。於R7為未經取代的烷基的情形時，其碳數較佳為1~8，更佳為1~4。R7進而佳為甲基或乙基。另外，於R7為未經取代的環烷基的情形時，其碳數較佳為4~10，更佳為5~8。R7進而佳為環己基。
所述通式(II-2)中，R8及R9表示氫原子或氟原子。其中，鍵結於同一碳原子上的R8及R9的至少1個表示氟原子。更佳為R8及R9兩者為氟原子。
所述通式(II-2)中，n3表示1或2，較佳為1。n4表示1~8的整數。n4更佳為1~6的整數，進而佳為1~4的整數，進而更佳為1或2。
所述通式(II-3)中，R4a及R5a表示氫原子或甲基。就進一步提高包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段與包含所述通式(II-3)所表示的重複單元的嵌段的相分離性的觀點而言，R4a及R5a較佳為氫原子。
所述通式(II-3)中，R10表示氫原子、烷基、環烷基或芳基。
於R10為烷基的情形時，其碳數較佳為1~12，更佳為1~8，進而佳為1~4。於R10為烷基的情形時，R10進而佳為乙基或甲基。
於R10為環烷基的情形時，其碳數較佳為3~12，更佳為3~8。於R10為環烷基的情形時，R10進而佳為環己基。
於R10為芳基的情形時，與通式(I)中的R1的芳基為相同含意，較佳形態亦相同。
所述通式(II-3)中，R10亦可具有取代基T。
n1a表示2~4的整數。n2a表示1~6的整數。
於本發明中所用的嵌段共聚物具有包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段及包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段的情形時，本發明中所用的嵌段共聚物亦可具有並非由所述通式(I)或通式(II)所表示的其他重複單元，較佳為包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段與包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段鍵結的結構。
包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段、與包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段的數量平均分子量之比較佳為通式(I)：通式(II)=80：20~20：80，更佳為70：30~30：70。藉由如此般設定，能更可靠、更有效率地形成作為較佳相分離形態的層狀相分離結構。
以下示出所述通式(I)所表示的重複單元的具體例，但本發明不限定於該些具體例。
以下示出所述通式(II)所表示的重複單元的具體例，但本發明不限定於該些具體例。下述例示中，Me表示甲基，Bu表示丁基。
所述通式(I)所表示的重複單元的SP值(包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段的SP值)與所述通式(II)所表示的重複單元的SP值(包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段的SP值)之差的絕對值較佳為0.5(MPa1/2)~4.0(MPa1/2)。
藉由將各重複單元的溶解參數(SP值)之差設定為所述範圍內，可更高品質且高效率地進行嵌段共聚物的相分離。
就相分離的觀點而言，通式(I)所表示的重複單元的 溶解參數(SP值)與通式(II)所表示的重複單元的溶解參數(SP值)之差的絕對值較佳為0.5(MPa1/2)~3.5(MPa1/2)，更佳為0.5(MPa1/2)~3.0(MPa1/2)。
以下示出將包含所述通式(I)所表示的重複單元的嵌段、與包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段鍵結而成的嵌段共聚物的重複單元的組合的具體例，但本發明不限定於該些具體例。下述例中，重複單元的比率(a、b)為質量比。另外，Me表示甲基，Bu表示丁基，Ph表示苯基。△SP表示各重複單元的嵌段間的SP值之差的絕對值。再者，△SP的單位為MPa1/2。
再者，各嵌段共聚物中，重量平均分子量(Mw，標準聚苯乙烯換算)、數量平均分子量(Mn，標準聚苯乙烯換算)及分散度(Mw/Mn)是使用凝膠滲透層析儀(GPC(Gel Permeation Chromatography)，東曹(Tosoh)公司製造；HLC-8120；Tskgel Multipore HXL-M)所測定的值。
另外，各嵌段共聚物的比率(a、b)為使用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)測定裝置(布魯克-拜厄斯賓(Bruker BioSpin)公司製造；AVANCEIII400型)藉由1H-NMR或13C-NMR所算出的值。
[基板]
基板只要可支撐OTFT及製作於其上的顯示面板等即可。基板只要於表面具有絕緣性、為片材狀且表面平坦，則並無特別限定。
亦可使用無機材料作為基板的材料。包含無機材料的基板例如可列舉：鈉鈣玻璃(soda lime glass)、石英玻璃等各種玻璃基板，或於表面上形成有絕緣膜的各種玻璃基板，於表面上形成有絕緣膜的石英基板，於表面上形成有絕緣膜的矽基板，藍寶石基板，包含不鏽鋼、鋁、鎳等各種合金或各種金屬的金屬基板，金屬箔，紙等。
於基板是由不鏽片材、鋁箔、銅箔或矽晶圓等導電性或半導體性的材料所形成的情形時，通常於表面上塗佈或積層絕緣性的高分子材料或金屬氧化物等而使用。
另外，亦可使用有機材料作為基板的材料。例如可列舉：由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)或聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)、聚乙烯基苯酚(Polyvinyl phenol，PVP)、聚醚碸(Polyether sulfone，PES)、聚醯亞胺、聚醯胺、聚縮醛、聚碳酸酯(Poly carbonate，PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚乙基醚酮、聚烯烴、聚環烯烴所例示的有機聚合物所構成的具有可撓性的塑膠基板(亦稱為塑膠膜、塑膠片材)。另外，亦可列舉由雲母形成的基板。
若使用此種具有可撓性的塑膠基板等，則例如可對具有曲面形狀的顯示器裝置或電子設備組入OTFT或實現一體化。
對於形成基板的有機材料，就於其他層的積層時或加熱時不易軟化的方面而言，較佳為玻璃轉移溫度高，較佳為玻璃轉 移溫度為40℃以上。另外，就不易因製造時的熱處理而引起尺寸變化、電晶體性能的穩定性優異的方面而言，較佳為線膨脹係數小。例如，較佳為線膨脹係數為25×10-5cm/cm．℃以下的材料，更佳為10×10-5cm/cm．℃以下的材料。
另外，構成基板的有機材料較佳為對製作OTFT時所用的溶劑具有耐性的材料，另外，較佳為與閘極絕緣層及電極的密接性優異的材料。
進而，亦較佳為使用阻氣性高的包含有機聚合物的塑膠基板。
亦較佳為於基板的至少單面上設置緻密的矽氧化膜等，或者蒸鍍或積層無機材料。
基板除了所述材料以外，亦可列舉導電性基板(包含金或鋁等金屬的基板、包含高配向性石墨的基板、不鏽鋼製基板等)。
於基板上，亦可形成用以改善密接性或平坦性的緩衝層、用以提高阻氣性的障壁膜等功能性膜，另外亦可於表面上形成易接著層等表面處理層，亦可實施電暈處理、電漿處理、紫外線(Ultraviolet，UV)/臭氧處理等表面處理。
基板的厚度較佳為10mm以下，更佳為2mm以下，尤佳為1mm以下。另外，另一方面，較佳為0.01mm以上，更佳為0.05mm以上。尤其於塑膠基板的情況下，厚度較佳為0.05mm~0.1mm左右。另外，包含無機材料的基板的情況下，厚度較佳為0.1mm~10mm左右。
[閘極電極]
閘極電極可使用作為OTFT的閘極電極而使用的現有公知的電極。構成閘極電極的導電性材料(亦稱為電極材料)並無特別限定。例如可列舉：鉑、金、銀、鋁、鉻、鎳、銅、鉬、鈦、鎂、鈣、鋇、鈉、鈀、鐵、錳等金屬；InO2、SnO2、銦錫氧化物(ITO)、摻氟的氧化錫(FTO)、摻鋁的氧化鋅(AZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)等導電性金屬氧化物；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等導電性高分子；添加有鹽酸、硫酸、磺酸等酸，PF6、AsF5、FeCl3等路易斯酸，碘等鹵素原子，鈉、鉀等金屬原子等摻雜劑的所述導電性高分子；以及分散有碳黑、石墨粉、金屬微粒子等的導電性複合材料等。該些材料可僅使用一種，亦能以任意的組合及比率併用兩種以上。
另外，閘極電極可為包含所述導電性材料的一層，亦可將兩層以上積層。
對閘極電極的形成方法並無限制。例如可列舉：將藉由真空蒸鍍法等物理蒸鍍法(物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition，PVD))、化學蒸鍍法(化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD))、濺鍍法、印刷法(塗佈法)、轉印法、溶膠凝膠法、鍍敷法等所形成的膜視需要以所需的形狀進行圖案化的方法。
塗佈法中，製備所述材料的溶液、膏(paste)或分散液並進行塗佈，藉由乾燥、煅燒、光硬化或老化(aging)等而形成膜，或可直接形成電極。
另外，噴墨印刷、網版印刷、(反轉)套版印刷(offset printing)、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、熱轉印印刷、微接觸印刷法等可實現所需的圖案化，於步驟的簡化、成本降低、高速化的方面而言較佳。
於採用旋塗法、模塗法、微凹版塗佈法、浸塗法的情形時，亦可與下述光微影法等組合來進行圖案化。
光微影法例如可列舉：將光阻劑的圖案化、與利用蝕刻液的濕式蝕刻或利用反應性電漿的乾式蝕刻等蝕刻或舉離(lift-off)法等組合的方法等。
其他圖案化方法亦可列舉：對所述材料照射雷射或電子束等能量線，進行研磨或使材料的導電性變化的方法。
進而亦可列舉：使印刷於基板以外的支撐體上的閘極電極用組成物轉印至基板等基底層上的方法。
閘極電極的厚度為任意，較佳為1nm以上，尤佳為10nm以上。另外，較佳為500nm以下，尤佳為200nm以下。
[基底層]
基底層是藉由所述基底層用聚合物A及基底層用聚合物B所形成。該些基底層用聚合物如上文所述。
基底層用聚合物A及基底層用聚合物B的重量平均分子量及數量平均分子量的較佳範圍與所述嵌段共聚物的重量平均分子量及數量平均分子量相同。
基底層的厚度並無特別限定，例如較佳為5nm~2000nm，更 佳為10nm~1000nm。
形成基底層的方法例如可列舉塗敷基底層用聚合物A或基底層用聚合物B的方法。塗敷方法並無特別限定，可列舉所述各印刷法。
[閘極絕緣層]
閘極絕緣層只要為具有絕緣性的層則並無特別限定，可為單層亦可為多層。
閘極絕緣層較佳為由絕緣性的材料所形成，絕緣性的材料例如可較佳地列舉有機高分子、無機氧化物等。
有機高分子及無機氧化物等只要具有絕緣性則並無特別限定，較佳為可形成薄膜、例如厚度1μm以下的薄膜的材料。
有機高分子及無機氧化物分別可使用1種，亦可併用2種以上，另外，亦可將有機高分子與無機氧化物併用。
有機高分子並無特別限定，例如可列舉：聚乙烯基苯酚、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯所代表的聚(甲基)丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)、全氟環狀聚合物(CYTOP)(註冊商標)所代表的環狀氟烷基聚合物、聚環烯烴、聚酯、聚醚碸、聚醚酮、聚醯亞胺、環氧樹脂、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)所代表的聚有機矽氧烷、聚倍半矽氧烷或丁二烯橡膠等。另外，除了所述以外，亦可列舉：酚樹 脂、酚醛清漆樹脂、肉桂酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、聚對二甲苯樹脂等熱硬化性樹脂。
有機高分子亦可與具有烷氧基矽烷基或乙烯基、丙烯醯氧基、環氧基、羥甲基等反應性取代基的化合物併用。
於由有機高分子形成閘極絕緣層的情形時，為了增大閘極絕緣層的耐溶劑性或絕緣耐性等，亦較佳為使有機高分子交聯、硬化。交聯較佳為藉由使用光、熱或該等兩者來產生酸或自由基而進行。
於藉由自由基進行交聯的情形時，藉由光或熱而產生自由基的自由基產生劑例如可較佳地使用：日本專利特開2013-214649號公報的[0182]~[0186]中記載的熱聚合起始劑(H1)及光聚合起始劑(H2)、日本專利特開2011-186069號公報的[0046]~[0051]中記載的光自由基產生劑、日本專利特開2010-285518號公報的[0042]~[0056]中記載的光自由基聚合起始劑等，較佳為將該些內容併入至本說明書中。
另外，亦較佳為使用日本專利特開2013-214649號公報的[0167]~[0177]中記載的「數量平均分子量(Mn)為140~5,000、具有交聯性官能基、且不具有氟原子的化合物(G)」，該些內容較佳為併入至本申請案說明書中。
於藉由酸而交聯的情形時，藉由光而產生酸的光酸產生劑例如可較佳地使用：日本專利特開2010-285518號公報的[0033]~[0034]中記載的光陽離子聚合起始劑、日本專利特開 2012-163946號公報的[0120]~[0136]中記載的酸產生劑、特別是鋶鹽、錪鹽等，較佳為將該些內容併入至本說明書中。
藉由熱而產生酸的熱酸產生劑(觸媒)例如可較佳地使用：日本專利特開2010-285518號公報的[0035]~[0038]中記載的熱陽離子聚合起始劑、特別是鎓鹽等，或日本專利特開2005-354012號公報的[0034]~[0035]中記載的觸媒、特別是磺酸類及磺酸胺鹽等，較佳為將該些內容併入至本說明書中。
另外，亦較佳為使用日本專利特開2005-354012號公報的[0032]~[0033]中記載的交聯劑、特別是二官能以上的環氧化合物、氧雜環丁烷化合物、日本專利特開2006-303465號公報的[0046]~[0062]中記載的交聯劑、特別是以具有2個以上的交聯基且交聯基的至少一個為羥甲基或NH基作為特徵的化合物、及日本專利特開2012-163946號公報的[0137]~[0145]中記載的於分子內具有2個以上的羥基甲基或烷氧基甲基的化合物，該些內容較佳為併入至本說明書中。
除了所述以外，形成閘極絕緣層的有機高分子亦可使用上文所述的嵌段共聚物，或形成由基底層用聚合物A及基底層用聚合物B所得的兼作基底層的閘極絕緣層。
有機高分子及無機氧化物分別可使用1種，亦可併用2種以上，另外，亦可將有機高分子與無機氧化物併用。
由有機高分子來形成閘極絕緣層的方法例如可列舉：塗敷有機高分子並使其硬化的方法。塗敷方法並無特別限定，可列 舉所述各印刷法。其中，較佳為微凹版塗佈法、浸塗法、網版塗佈印刷、模塗法或旋塗法等濕式塗佈法。
所述無機氧化物並無特別限定，例如可列舉：氧化矽、氮化矽(SiNY)、氧化鉿、氧化鈦、氧化鉭、氧化鋁、氧化鈮、氧化鋯、氧化銅、氧化鎳等氧化物，另外可列舉：SrTiO3、CaTiO3、BaTiO3、MgTiO3、SrNb2O6般的鈣鈦礦(perovskite)，或該些物質的複合氧化物或混合物等。此處，氧化矽除了氧化矽(SiOX)以外，包含硼磷矽玻璃(Boron Phosphorus Silicon Glass，BPSG)、磷矽玻璃(Phosphorus Silicon Glass，PSG)、硼矽玻璃(Boron Silicon Glass，BSG)、AsSG(摻As的二氧化矽玻璃)、鉛矽玻璃(Lead Silicon Glass，PbSG)、氮氧化矽(SiON)、旋塗玻璃(Spin-On-Glass，SOG)、低介電常數SiO2系材料(例如聚芳基醚、環全氟碳聚合物及苯并環丁烯、環狀氟樹脂、聚四氟乙烯、氟化芳基醚、氟化聚醯亞胺、非晶碳、有機SOG)。
由無機氧化物來形成閘極絕緣層的方法例如可使用：真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍或CVD法等真空成膜法，另外，亦可於成膜中利用使用任意氣體的電漿或離子槍、自由基槍等進行輔助(asist)。
另外，亦可藉由以下方式來形成閘極絕緣層：使與各金屬氧化物相對應的前驅物、具體而言氯化物、溴化物等金屬鹵化物或金屬烷氧化物、金屬氫氧化物等，在醇或水中與鹽酸、硫酸、硝酸等酸或氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼反應而進行水解。於使用此種 溶液系的製程的情形時，可使用所述濕式塗佈法。
除了所述方法以外，閘極絕緣層亦可藉由將舉離法、溶膠-凝膠法、電鍍法及陰影遮罩(shadow mask)法的任一種視需要與圖案化法組合的方法而設置。
閘極絕緣層亦可實施電暈處理、電漿處理、UV/臭氧處理等表面處理，於該情形時，較佳為不會使由處理所得的表面粗糙度變粗糙。較佳為閘極絕緣層表面的算術平均粗糙度Ra或均方根粗糙度RMS為0.5nm以下。
[自組裝單分子膜層(Self-assembled monolayer membrane，SAM)]
於閘極絕緣層上，亦可形成自組裝單分子膜層。
形成自組裝單分子膜層的化合物只要為進行自組裝的化合物，則並無特別限定，例如進行自組裝的化合物可使用下述式1S所表示的一種以上的化合物。
式1S：R1S-XS
式1S中，R1S表示烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、芳氧基或雜環基(噻吩基、吡咯基、吡啶基、茀基等)的任一個。
XS表示吸附性取代基或反應性取代基，具體而言表示-SiX4X5X6基(X4表示鹵化物基或烷氧基，X5、X6分別獨立地表示鹵化物基、烷氧基、烷基、芳基。X4、X5、X6較佳為分別相同， 更佳為氯基、甲氧基、乙氧基)、膦酸根基(-PO3H2)、次膦酸根基(-PRO2H，R為烷基)、磷酸根基、亞磷酸根基、胺基、鹵化物基、羧基、磺酸根基、硼酸根基(-B(OH)2)、羥基、硫醇基、乙炔基、乙烯基、硝基或氰基的任一個。
R1S較佳為未分支，例如較佳為直鏈狀的正烷基(n-alkyl)、或將三個苯基串聯配置而成的聯三苯基、或於苯基的對位的兩側配置有正烷基般的結構。另外，亦可於烷基鏈中具有醚鍵，亦可具有碳-碳的雙鍵或三鍵。
自組裝單分子膜層是藉由以下方式而形成於閘極絕緣層上：吸附性取代基或反應性取代基XS與對應的閘極絕緣層表面的反應性部位(例如-OH基)相互作用、吸附或反應而形成鍵。藉由更緻密地填充分子，自組裝單分子膜層的表面形成更平滑且表面能量低的表面，故所述式1S所表示的化合物較佳為主骨架為直線狀，且分子長一致。
式1S所表示的化合物的尤佳例具體而言，例如可列舉：甲基三氯矽烷、乙基三氯矽烷、丁基三氯矽烷、辛基三氯矽烷、癸基三氯矽烷、十八烷基三氯矽烷、苯乙基三氯矽烷等烷基三氯矽烷化合物，甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷等烷基三烷氧基矽烷化合物，烷基膦酸，芳基膦酸，烷基羧酸，芳基膦酸，烷基硼酸根基，芳基硼酸根基，烷基硫醇基，芳基硫醇基等。
自組裝單分子膜層可使用以下方法來形成：將所述化合物於真空下蒸鍍於閘極絕緣層上的方法、於所述化合物的溶液中浸漬閘極絕緣層的方法、朗謬爾-布洛節塔(Langmuir-Blodgett)法等。另外，例如藉由利用將烷基氯矽烷化合物或烷基烷氧基矽烷化合物以1質量%~10質量%溶解於有機溶劑中所得的溶液對閘極絕緣層進行處理，可形成自組裝單分子膜層。本發明中，形成自組裝單分子膜層的方法不限於該些方法。
例如，獲得更緻密的自組裝單分子膜層的方法可列舉：「朗謬爾(Langmuir)」(19，1159)(2003)及「物理化學學報(J.Phys.Chem.B)」(110，21101)(2006)等中記載的方法。
具體而言，使閘極絕緣層浸漬於分散有所述化合物的揮發性高的脫水溶劑中而形成膜，取出閘極絕緣層，視需要進行退火等所述化合物與閘極絕緣層的反應步驟後，利用脫水溶劑進行沖洗，然後加以乾燥，可形成自組裝單分子膜層。
脫水溶劑並無特別限定，例如可將氯仿、三氯乙烯、苯甲醚、二乙醚、己烷、甲苯等單獨或混合使用。
進而，較佳為藉由乾燥環境中或乾燥氣體的噴附而使膜乾燥。乾燥氣體中，較佳為使用氮氣等惰性氣體。藉由使用此種自組裝單分子膜層的製造方法，而形成緻密且並無凝聚或缺損的自組裝單分子膜層，故可將自組裝單分子膜層的表面粗糙度抑制為0.3nm以下。
[有機半導體層]
有機半導體層為顯示出半導體性、可蓄積載子的層。
有機半導體層只要為含有有機半導體及所述嵌段共聚物的層即可，較佳為如上文所述，有機半導體與嵌段共聚物於有機半導體層的厚度方向上彼此偏向存在。
有機半導體並無特別限定，可列舉有機聚合物及其衍生物、低分子化合物等。
本發明中，低分子化合物是指有機聚合物及其衍生物以外的化合物。即，是指不具有重複單元的化合物。低分子化合物只要為此種化合物，則分子量並無特別限定。低分子化合物的分子量較佳為300~2000，更佳為400~1000。
低分子化合物可列舉縮合多環芳香族化合物。例如可列舉：萘、稠五苯(2,3,6,7-二苯并蒽)、稠六苯、稠七苯、二苯并稠五苯、四苯并稠五苯等并苯(acene)，雙噻吩蒽(anthradithiophene)、芘、苯并芘、二苯并芘、屈(chrysene)、苝、蔻(coronene)、三苯并[de,kl,rst]戊芬(tribenzo[de,kl,rst]pentaphene)(terrylene)、卵苯(ovalene)、四萘嵌三苯(quaterrylene)、循環蒽(circumanthracene)，及該些碳原子的一部分經N、S、O等原子取代的衍生物或鍵結於所述碳原子上的至少一個氫原子經羰基等官能基取代的衍生物(包含迫呫噸并呫噸(peri-xanthenoxanthene)及其衍生物的二氧雜蒽嵌蒽(dioxa anthanthrene)系化合物、三苯并二噁嗪(triphenodioxazine)、三苯并二噻嗪(triphenodithiazine)、稠六苯-6,15-醌等)，以及所述 氫原子經其他官能基取代的衍生物。
另外亦可列舉：銅酞菁所代表的金屬酞菁，四硫并環戊二烯(tetrathiapentalene)及其衍生物，萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N'-雙(4-三氟甲基苄基)萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺、N,N'-雙(1H,1H-全氟辛基)、N,N'-雙(1H,1H-全氟丁基)、N,N'-二辛基萘-1,4,5,8-四羧酸二醯亞胺衍生物、萘-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等萘四羧酸二醯亞胺，蒽-2,3,6,7-四羧酸二醯亞胺等蒽四羧酸二醯亞胺等稠環四羧酸二醯亞胺，C60、C70、C76、C78、C84等富勒烯及該等的衍生物，單壁式碳奈米管(Single-walled carbon nanotube，SWNT)等碳奈米管，部花青色素、半花青色素等色素及該等的衍生物等。
進而可列舉：聚蒽(polyanthracene)、聯伸三苯(triphenylene)、喹吖啶酮。
另外，低分子化合物例如可例示：4,4'-聯苯二硫醇(BPDT)、4,4'-二異氰基聯苯、4,4'-二異氰基-對聯三苯、2,5-雙(5'-硫代乙醯基-2'-苯硫基)噻吩、2,5-雙(5'-硫代乙醯氧基-2'-苯硫基)噻吩、4,4'-二異氰基苯基、聯苯胺(聯苯-4,4'-二胺)、四氰基醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane，TCNQ)、四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene，TTF)及其衍生物、四硫富瓦烯(TTF)-TCNQ錯合物、雙伸乙基四硫富瓦烯(Bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene，BEDTTTF)-過氯酸錯合物、BEDTTTF-碘錯合物、TCNQ-碘錯合物所代表的電荷遷移錯合 物，聯苯-4,4'-二羧酸、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯(1,4-di(4-thiophenylacetylinyl)-2-ethyl benzene)、1,4-二(4-異氰基苯基乙炔基)-2-乙基苯、1,4-二(4-苯硫基乙炔基)-2-乙基苯(1,4-di(4-thiophenylethynyl)-2-ethyl benzene)、2,2"-二羥基-1,1'：4',1"-聯三苯、4,4'-聯苯二乙醛(4,4'-biphenyldiethanal)、4,4'-聯苯二醇、4,4'-聯苯二異氰酸酯、1,4-二乙炔基苯(1,4-diacetynyl benzene)、二乙基聯苯-4,4'-二羧酸酯、苯并[1,2-c：3,4-c'：5,6-c"]三[1,2]二硫醇-1,4,7-三硫酮、α-六噻吩(α-sexithiophene)、四硫雜稠四苯(tetrathiatetracene)、四硒雜稠四苯(tetraselenotetracene)、四碲稠四苯(tetratellurtetracene)、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-噻吩-β-乙磺酸)、聚(N-烷基吡咯)、聚(3-烷基吡咯)、聚(3,4-二烷基吡咯)、聚(2,2'-噻吩基吡咯)、聚(二苯并噻吩硫醚)。
就容易與嵌段共聚物偏向存在的方面而言，有機半導體較佳為低分子化合物，其中較佳為縮合多環芳香族化合物。若將縮合多環芳香族化合物與嵌段共聚物併用，則載子遷移率及耐久性的提高效果高，進而亦顯示出優異的臨限電壓的降低效果。
縮合多環芳香族化合物較佳為式(A1)~式(A4)的任一個所表示的并苯及下述通式(C)~通式(T)的任一個所表示的化合物，就容易與嵌段共聚物偏向存在的方面而言，更佳為下述通式(C)~通式(T)的任一個所表示的化合物。
作為縮合多環芳香族化合物而較佳的并苯為下述式(A1)或式(A2)所表示的化合物。
式中，RA1~RA6、XA1及XA2表示氫原子或取代基。
ZA1及ZA2表示S、O、Se或Te。
nA1及nA2表示0~3的整數。其中，nA1及nA2不同時為0。
RA1~RA6、XA1及XA2各自所表示的取代基並無特別限定，可列舉：烷基(例如甲基、乙基、丙基、異丙基、第三丁基、戊基、第三戊基、己基、辛基、第三辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、環烷基(例如環戊基、環己基等)、烯基(例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、異丙烯基等)、炔基(例如乙炔基、炔丙基等)、芳香族烴基(亦稱為芳香族碳環基、芳基等，例如為苯基、對氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、茀基、菲基、茚基、芘基、聯苯基等)、芳香族雜環基(亦稱為雜芳基，例如吡啶基、嘧啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吡嗪基、三唑基(例如1,2,4-三唑-1-基、1,2,3-三唑-1-基等)、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、異噁唑基、異噻唑基、 呋呫基、噻吩基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、咔啉基、二氮雜咔唑基(表示構成咔啉基的咔啉環的一個碳原子經氮原子取代而成的基團)、喹噁啉基、噠嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪基(phthalazinyl)等)、雜環基(亦稱為雜芳基環基等，例如吡咯啶基、咪唑啶基(imidazolidinyl)、嗎啉基、噁唑啉基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、環烷氧基(例如環戊氧基、環己氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、萘氧基等)、烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、環烷硫基(例如環戊硫基、環己硫基等)、芳硫基(例如苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、胺磺醯基(例如胺基磺醯基、甲基胺基磺醯基、二甲基胺基磺醯基、丁基胺基磺醯基、己基胺基磺醯基、環己基胺基磺醯基、辛基胺基磺醯基、十二烷基胺基磺醯基、苯基胺基磺醯基、萘基胺基磺醯基、2-吡啶基胺基磺醯基等)、醯基(例如乙醯基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、環己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、醯氧基(例如乙醯氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、醯胺基(例如甲基羰基胺基、乙基羰基胺基、二甲基羰基胺基、丙基羰基胺基、戊基羰基胺基、環己基 羰基胺基、2-乙基己基羰基胺基、辛基羰基胺基、十二烷基羰基胺基、苯基羰基胺基、萘基羰基胺基等)、胺甲醯基(例如胺基羰基、甲基胺基羰基、二甲基胺基羰基、丙基胺基羰基、戊基胺基羰基、環己基胺基羰基、辛基胺基羰基、2-乙基己基胺基羰基、十二烷基胺基羰基、苯基胺基羰基、萘基胺基羰基、2-吡啶基胺基羰基等)、脲基(例如甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、環己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基胺基脲基等)、亞磺醯基(例如甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、丁基亞磺醯基、環己基亞磺醯基、2-乙基己基亞磺醯基、十二烷基亞磺醯基、苯基亞磺醯基、萘基亞磺醯基、2-吡啶基亞磺醯基等)、烷基磺醯基(例如甲基磺醯基、乙基磺醯基、丁基磺醯基、環己基磺醯基、2-乙基己基磺醯基、十二烷基磺醯基等)、芳基磺醯基(苯基磺醯基、萘基磺醯基、2-吡啶基磺醯基等)、胺基(例如胺基、乙基胺基、二甲基胺基、丁基胺基、環戊基胺基、2-乙基己基胺基、十二烷基胺基、苯胺基、萘基胺基、2-吡啶基胺基等)、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子等)、氟化烴基(例如氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羥基、巰基、矽烷基(例如三甲基矽烷基、三異丙基矽烷基、三苯基矽烷基、苯基二乙基矽烷基等)、下述通式(SG1)所表示的基團(其中，XA為Ge或Sn)等。
該些取代基亦可更具有多個取代基。可具有多個的取代基可列舉所述RA1~RA6所表示的取代基。
所述并苯中，更佳為下述式(A3)或式(A4)所表示的并苯。
式中，RA7、RA8、XA1及XA2表示氫原子或取代基。RA7、RA8、XA1及XA2可相同亦可不同。RA7及RA8所表示的取代基較佳為上文中作為可用作式(A1)及(A2)的RA1~RA6的取代基而列舉的基團。
ZA1及ZA2表示S、O、Se或Te。
nA1及nA2表示0~3的整數。其中，nA1與nA2不同時為0。
式(A3)或式(A4)中，RA7及RA8較佳為由下述式(SG1)所表示。
式中，RA9~RA11表示取代基。XA表示Si、Ge或Sn。RA9~RA11所表示的取代基較佳為上文中作為可用作式(A1)及(A2)的RA1~RA6的取代基而列舉的基團。
以下示出式(A1)~式(A4)所表示的并苯或并苯衍生物的具體例，但不限定於該些具體例。
縮合多環芳香族化合物進而亦較佳為下述通式(C)~通式(T)所表示的化合物。
通式(C)中，AC1、AC2表示氧原子、硫原子或硒原子。較佳為AC1、AC2均表示氧原子、硫原子，更佳為表示硫原子。RC1~RC6表示氫原子或取代基。RC1~RC6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(D)中，XD1及XD2表示NRD9、氧原子或硫原子。AD1 表示CRD7或氮原子，AD2表示CRD8或氮原子，RD9表示氫原子、烷基、烯基、炔基或醯基。RD1~RD8表示氫原子或取代基，RD1~RD8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(E)中，XE1及XE2表示氧原子、硫原子或NRE7。AE1及AE2表示CRE8或氮原子。RE1~RE8表示氫原子或取代基。RE1~RE8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(F)中，XF1及XF2表示氧原子、硫原子或硒原子。較佳為XF1及XF2表示氧原子、硫原子，更佳為表示硫原子。RF1~RF10、RFa及RFb表示氫原子或取代基。RF1~RF10、RFa及RFb中的至少一個為通式(W)所表示的取代基。p及q表示0~2的整數。
通式(G)中，XG1及XG2表示NRG9、氧原子或硫原子。AG1表示CRG7或氮原子。AG2表示CRG8或氮原子。RG9表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基。RG1~RG8表示氫原子或取代基。RG1~RG8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(H)中，XH1~XH4表示NRH7、氧原子或硫原子。XH1~XH4較佳為表示硫原子。RH7表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基。RH1~RH6表示氫原子或取代基。RH1~RH6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(J)中，XJ1及XJ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRJ9。XJ3及XJ4表示氧原子、硫原子或硒原子。XJ1、XJ2、XJ3 及XJ4較佳為表示硫原子。RJ1~RJ9表示氫原子或取代基。RJ1~RJ9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(K)中，XK1及XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9。XK3及XK4表示氧原子、硫原子或硒原子。XK1、XK2、XK3及XK4較佳為表示硫原子。RK1~RK9表示氫原子或取代基。RK1~RK9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(L)中，XL1及XL2表示氧原子、硫原子或NRL11。XL1及XL2較佳為表示氧原子或硫原子。RL1~RL11表示氫原子或取代基，RL1~RL11中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(M)中，XM1及XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9。XM1及XM2較佳為表示硫原子。RM1~RM9表示氫原子或取代基。RM1~RM9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(N)中，XN1及XN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRN13。XN1及XN2較佳為表示硫原子。RN1~RN13表示氫原子或取代基。RN1~RN13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(P)中，XP1及XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13。XP1及XP2較佳為表示硫原子。RP1~RP13表示氫原子或取代基。RP1~RP13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(Q)中，XQ1及XQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13。XQ1及XQ2較佳為表示硫原子。RQ1~RQ13表示氫原子或取代基。RQ1~RQ13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代 基。
通式(R)中，XR1、XR2及XR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NRR9。XR1、XR2及XR3較佳為表示硫原子。RR1~RR9表示氫原子或取代基。RR1~RR9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(S)中，XS1、XS2、XS3及XS4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRS7。XS1、XS2、XS3及XS4較佳為表示硫原子。RS1~RS7表示氫原子或取代基。RS1~RS7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
通式(T)中，XT1、XT2、XT3及XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRT7。XT1、XT2、XT3及XT4較佳為表示硫原子。RT1~RT7表示氫原子或取代基。RT1~RT7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基。
以下，對所述通式(C)~通式(T)中表示氫原子或取代基的RC1~RC6、RD1~RD8、RE1~RE8、RF1~RF10、RFa及RFb、RG1~RG8、RH1~RH6、RJ1~RJ9、RK1~RK9、RL1~RL11、RM1~RM9、RN1~RN13、RP1~RP13、RQ1~RQ13、RR1~RR9、RS1~RS7及RT1~RT7(以下稱為取代基RC~取代基RT)加以說明。
取代基RC~取代基RT可取的取代基可列舉：鹵素原子、烷基(甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等碳數1~40的烷基，其中包含2,6-二甲基辛基、2-癸基十四 烷基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、1-辛基壬基、2-乙基辛基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、環烷基、雙環烷基、三環烷基等)、烯基(包含1-戊烯基、環烯基、雙環烯基等)、炔基(包含1-戊炔基、三甲基矽烷基乙炔基、三乙基矽烷基乙炔基、三異丙基矽烷基乙炔基、2-對丙基苯基乙炔基等)、芳基(包含苯基、萘基、對戊基苯基、3,4-二戊基苯基、對庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯基的碳數6~20的芳基等)、雜環基(亦稱為雜環基(heterocyclo group)。包含2-己基呋喃基等)、氰基、羥基、硝基、醯基(包含己醯基、苯甲醯基等)、烷氧基(包含丁氧基等)、芳氧基、矽烷氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯氧基、胺基(包含苯胺基)、醯基胺基、胺基羰基胺基(包含脲基)、烷氧基羰基胺基及芳氧基羰基胺基、烷基磺醯基胺基及芳基磺醯基胺基、巰基、烷硫基及芳硫基(包含甲硫基、辛硫基等)、雜環硫基、胺磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基及芳基亞磺醯基、烷基磺醯基及芳基磺醯基、烷氧基羰基及芳氧基羰基、胺甲醯基、芳基偶氮基及雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基胺基、膦醯基、矽烷基(二-三甲基矽烷氧基甲基丁氧基等)、肼基、脲基、硼酸根基(-B(OH)2)、磷酸根基(-OPO(OH)2)、硫酸根基(-OSO3H)、其他公知的取代基。
該些取代基亦可更具有所述取代基。
該些基團中，取代基RC~取代基RT可取的取代基較佳為烷基、芳基、烯基、炔基、雜環基、烷氧基、烷硫基、後述通 式(W)所表示的基團，更佳為碳數1~12的烷基、碳數6~20的芳基、碳數2~12的烯基、碳數2~12的炔基、碳數1~11的烷氧基、碳數5~12的雜環基、碳數1~12的烷硫基、後述通式(W)所表示的基團，尤佳為後述通式(W)所表示的基團，進而尤佳為後述通式(W)所表示的基團。
所述RD9、RG9及RH7的烷基、烯基、炔基、醯基、芳基分別與取代基RC~取代基RT可取的取代基中說明的烷基、烯基、炔基、醯基、芳基為相同含意。
另外，雜芳基與RA1~RA6的取代基中說明的雜芳基為相同含意。
對通式(W)：-L-RW所表示的基團加以說明。
通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基、或2以上(較佳為2個~10個、更佳為2個~6個、進而佳為2個或3個)的下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基。RW表示經取代或未經取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基、或者經取代或未經取代的三烷基矽烷基。
通式(L-1)~通式(L-25)中，波線部分表示與所述通式(C)~通式(T)所表示的形成各骨架的任一個環的鍵結位置。再者，本說明書中，於L表示2個以上的通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基的情形時，波線部分表示與所述通式(C)~通式(T)所表示的形成各骨架的任一個環的鍵結位置、及與通式(L-1)~通式(L-25)所表示的二價連結基的任一個的鍵結位置。
*表示與Rw的鍵結位置或與通式(L-1)~通式(L-25)的波 線部分的鍵結位置。
通式(L-13)中的m表示4，通式(L-14)及通式(L-15)中的m表示3，通式(L-16)~通式(L-20)中的m表示2，(L-22)中的m表示6。
通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-6)及通式(L-13)~通式(L-24)中的RLZ分別獨立地表示氫原子或取代基，通式(L-1)及通式(L-2)中的RLZ亦可分別與鄰接於L的RW鍵結而形成稠環。
RN表示氫原子或取代基，Rsi分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基或炔基。
其中，通式(L-17)~通式(L-21)、通式(L-23)及通式(L-24)所表示的二價連結基更佳為下述通式(L-17A)~通式(L-21A)、通式(L-23A)及通式(L-24A)所表示的二價連結基。
此處，於經取代或未經取代的烷基、氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基、或者經取代或未經取代的三烷基矽烷基存在於取代基的末端的情形時，可單獨解釋為通式(W)中的-RW，亦可解釋為通式(W)中的-L-RW。
本發明中，於主鏈碳數為N個的經取代或未經取代的烷基存在於取代基的末端的情形時，視為包括對於取代基的末端而言儘可能的連結基，於此基礎上解釋為通式(W)中的-L-RW，而並不單獨解釋為通式(W)中的-RW。具體而言，解釋為「相當於通式(W)中的L的1個(L-1)」與「相當於通式(W)中的RW的主鏈碳數為N-1個的經取代或未經取代的烷基」鍵結而成的取代基。例如於作為碳數8的烷基的正辛基存在於取代基的末端的情形時，解釋為2個RLZ為氫原子的1個(L-1)、與碳數7的正庚基鍵結而成的取代基。另外，於通式(W)所表示的取代基為碳數8的烷氧基的情形時，解釋為1個作為-O-的通式(L-4)所表示的連結基、2個RLZ為氫原子的1個(L-1)所表示的連結基、及碳數7的正庚基鍵結而成的取代基。
另一方面，本發明中，於氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基、或者經取代或未經取代的三烷基矽烷基存在於取代基的末端的情形時，包括對於取代基的末端而言儘可能的連結基後，單獨解釋為通式(W)中的RW。例如於 -(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-(OCH2CH2)-OCH3基存在於取代基的末端的情形時，取代基單獨解釋為氧伸乙基單元的重複數v為3的寡聚氧伸乙基。
於L形成通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的連結基的情形時，較佳為通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基的鍵結數為2~4，更佳為2或3。
通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-6)及通式(L-13)~通式(L-24)中的取代基RLZ可列舉：作為通式(C)~通式(T)的取代基RC~取代基RT可取的取代基而例示的基團。其中，通式(L-6)中的取代基RLZ較佳為烷基，於(L-6)中的RLZ為烷基的情形時，烷基的碳數較佳為1~9，就化學穩定性、載子傳輸性的觀點而言，更佳為4~9，進而佳為5~9。於(L-6)中的RLZ為烷基的情形時，就可提高載子遷移率的觀點而言，較佳為烷基為直鏈烷基。
RN可列舉：作為取代基RC~取代基RT可取的取代基而例示的基團。其中，RN較佳為氫原子或甲基。
Rsi較佳為烷基。Rsi可取的烷基並無特別限制，但Rsi可取的烷基的較佳範圍與RW為矽烷基的情形時矽烷基可取的烷基的較佳範圍相同。Rsi可取的烯基並無特別限制，較佳為經取代或未經取代的烯基，更佳為分枝烯基，烯基的碳數較佳為2~3。Rsi可取的炔基並無特別限制，較佳為經取代或未經取代的炔基，更佳為 分枝炔基，炔基的碳數較佳為2~3。
L較佳為通式(L-1)~通式(L-5)、通式(L-13)、通式(L-17)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基，或者2以上的通式(L-1)~通式(L-5)、通式(L-13)、通式(L-17)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基，更佳為通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基，或者2以上的通式(L-1)、通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基，尤佳為(L-1)、(L-3)、(L-13)或(L-18)所表示的二價連結基，或者通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基與通式(L-1)所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基。通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基與通式(L-1)所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基較佳為通式(L-1)所表示的二價連結基鍵結於RW側。
就化學穩定性、載子傳輸性的觀點而言，尤佳為含有通式(L-1)所表示的二價連結基的二價連結基，進而尤佳為通式(L-1)所表示的二價連結基，進而更尤佳為L為通式(L-18)及通式(L-1)所表示的二價連結基，且經由(L-1)而與RW鍵結，RW為經取代或未經取代的烷基，進一步更尤佳為L為通式(L-18A)及通式(L-1)所表示的二價連結基，且經由(L-1)而與RW鍵結，RW為經取代或未經取代的烷基。
通式(W)中，RW較佳為經取代或未經取代的烷基。通式(W)中，於鄰接於RW的L為通式(L-1)所表示的二價連結基的情形時，RW較佳為經取代或未經取代的烷基、氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基，更佳為經取代或未經取代的烷基。
通式(W)中，於鄰接於RW的L為通式(L-2)及通式(L-4)~通式(L-25)所表示的二價連結基的情形時，RW更佳為經取代或未經取代的烷基。
通式(W)中，於鄰接於RW的L為通式(L-3)所表示的二價連結基的情形時，RW較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的矽烷基。
於RW為經取代或未經取代的烷基的情形時，碳數較佳為4~17，就化學穩定性、載子傳輸性的觀點而言，更佳為6~14，進而佳為6~12。就分子的直線性提高、可提高載子遷移率的觀點而言，較佳為RW為所述範圍的長鏈烷基，尤佳為長鏈的直鏈烷基。
於RW表示烷基的情形時，可為直鏈烷基，亦可為分枝烷基，亦可為環狀烷基，就分子的直線性提高、可提高載子遷移率的觀點而言，較佳為直鏈烷基。
該些基團中，關於通式(W)中的RW與L的組合，就提高載子遷移率的觀點而言，較佳為通式(C)~通式(T)的L為通式(L-1)所表示的二價連結基，且RW為直鏈的碳數4~17的烷基；或者L為通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)的任一個所 表示的二價連結基與通式(L-1)所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基，且RW為直鏈的烷基。
於L為通式(L-1)所表示的二價連結基、且RW為直鏈的碳數4~17的烷基的情形時，就提高載子遷移率的觀點而言，更佳為RW為直鏈的碳數6~14的烷基，尤佳為直鏈的碳數6~12的烷基。
於L為通式(L-3)、通式(L-13)或通式(L-18)的任一個所表示的二價連結基與通式(L-1)所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基，且RW為直鏈的烷基的情形時，更佳為RW為直鏈的碳數4~17的烷基，就化學穩定性、載子傳輸性的觀點而言，更佳為直鏈的碳數6~14的烷基，就提高載子遷移率的觀點而言，尤佳為直鏈的碳數6~12的烷基。
另一方面，就提高於有機溶劑中的溶解度的觀點而言，RW較佳為分枝烷基。
RW為具有取代基的烷基的情形的取代基可列舉鹵素原子等，較佳為氟原子。再者，於RW為具有氟原子的烷基的情形時，烷基的氫原子亦可全部經氟原子取代而形成全氟烷基。然而，RW較佳為未經取代的烷基。
於RW為伸乙氧基或寡聚伸乙氧基的情形時，所謂RW所表示的「寡聚氧伸乙基」，於本說明書中是指-(OCH2CH2)vOY所表示的基團(氧伸乙基單元的重複數v表示2以上的整數，末端的Y表示氫原子或取代基)。再者，寡聚氧伸乙基的末端的Y為 氫原子的情形時成為羥基。氧伸乙基單元的重複數v較佳為2~4，更佳為2~3。較佳為寡聚氧伸乙基的末端的羥基經封端，即Y表示取代基。於該情形時，較佳為羥基經碳數為1~3的烷基封端，即Y為碳數1~3的烷基，Y更佳為甲基或乙基，尤佳為甲基。
於RW為矽氧烷基或寡聚矽氧烷基的情形時，矽氧烷單元的重複數較佳為2~4，更佳為2~3。另外，較佳為於Si原子上鍵結氫原子或烷基。於烷基鍵結於Si原子上的情形時，烷基的碳數較佳為1~3，例如較佳為甲基或乙基鍵結。於Si原子上可鍵結相同的烷基，亦可鍵結不同的烷基或氫原子。另外，構成寡聚矽氧烷基的矽氧烷單元可全部相同亦可不同，較佳為全部相同。
於鄰接於RW的L為通式(L-3)所表示的二價連結基的情形時，亦較佳為RW為經取代或未經取代的矽烷基。於RW為經取代或未經取代的矽烷基的情形時，其中較佳為RW為經取代的矽烷基。矽烷基的取代基並無特別限制，較佳為經取代或未經取代的烷基，更佳為分枝烷基。於RW為三烷基矽烷基的情形時，鍵結於Si原子的烷基的碳數較佳為1~3，例如較佳為甲基或乙基或異丙基鍵結。於Si原子上可鍵結相同的烷基，亦可鍵結不同的烷基。RW為於烷基上進而具有取代基的三烷基矽烷基的情形的取代基並無特別限制。
通式(W)中，L及RW所含的碳數的合計較佳為5~18。若L及RW所含的碳數的合計為所述範圍的下限值以上，則載子遷移率提高，使驅動電壓降低。若L及RW所含的碳數的合計為所述 範圍的上限值以下，則於有機溶劑中的溶解性提高。
L及RW所含的碳數的合計較佳為5~14，更佳為6~14，尤佳為6~12，進而尤佳為8~12。
通式(C)~通式(T)所表示的各化合物中，就提高載子遷移率、提高於有機溶劑中的溶解性的觀點而言，較佳為取代基RC~取代基RT中，通式(W)所表示的基團為1個~4個，更佳為1個或2個，尤佳為2個。
取代基RC~取代基RT中，對通式(W)所表示的基團的位置並無特別限制。
通式(C)所表示的化合物中，較佳為RC1、RC2、RC3、RC6的任一個為通式(W)所表示的基團，更佳為RC1與RC2兩者或RC3與RC6兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(D)所表示的化合物中，較佳為RD6為通式(W)所表示的基團，更佳為RD5與RD6兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(E)所表示的化合物中，較佳為RE6為通式(W)所表示的基團，更佳為RE5與RE6兩者為通式(W)所表示的基團。另外，於RE5及RE6為通式(W)所表示的基團以外的取代基的情形時，亦較佳為2個RE7為通式(W)所表示的基團。
通式(F)所表示的化合物中，較佳為RF2、RF3、RF8及RF9中的至少一個為通式(W)所表示的取代基。
通式(G)所表示的化合物中，就提高載子遷移率、提高於有機溶劑中的溶解性的觀點而言，較佳為RG5或RG6為通式(W)所 表示的基團。
通式(H)所表示的化合物中，較佳為RH4或RH6為通式(W)所表示的基團，更佳為RH4或RH6、及RH3或RH5為通式(W)所表示的基團。
通式(J)所表示的化合物中，較佳為RJ8為通式(W)所表示的基團，更佳為RJ8與RJ4兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(K)所表示的化合物中，較佳為RK7為通式(W)所表示的基團，更佳為RK7與RK3兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(L)所表示的化合物中，更佳為RL2、RL3、RL6及RL7中的至少一個為通式(W)所表示的基團。
通式(M)所表示的化合物中，較佳為RM2為通式(W)所表示的基團，更佳為RM2與RM6兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(N)所表示的化合物中，較佳為RN3為通式(W)所表示的基團，更佳為RN3與RN9兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(P)所表示的化合物中，較佳為RP2或RP3為通式(W)所表示的基團，更佳為RP2與RP8兩者或RP3與RP9兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(Q)所表示的化合物中，較佳為RQ3為通式(W)所表示的基團，更佳為RQ3與RQ9兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(R)所表示的化合物中，較佳為RR2為通式(W)所表示的基團，更佳為RR2與RR7兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(S)所表示的化合物中，較佳為RS2為通式(W) 所表示的基團，更佳為RS2與RS5兩者為通式(W)所表示的基團。
通式(T)所表示的化合物中，較佳為RT2為通式(W)所表示的基團，更佳為RT2與RT5兩者為通式(W)所表示的基團。
取代基RC~取代基RT中，通式(W)所表示的基團以外的取代基較佳為0個~4個，更佳為0個~2個。
以下，以下示出通式(C)~式(T)所表示的各化合物的具體例，但本發明中可使用的化合物不應受到該些具體例的限定性解釋。
示出通式(C)所表示的化合物C的具體例。
通式(C)所表示的化合物較佳為分子量為3000以下，更佳為2000以下，進而佳為1000以下，尤佳為850以下。若分子量在所述範圍內，則可提高於溶劑中的溶解性。
另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量較佳為300以上，更佳為350以上，進而佳為400以上。
示出通式(D)所表示的化合物D的具體例。
關於通式(D)所表示的化合物的分子量，上限與通式 (C)所表示的化合物相同的情況下可提高於溶劑中的溶解性，因而較佳。另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量較佳為400以上，更佳為450以上，進而佳為500以上。
依序示出通式(E)所表示的化合物E、通式(F)所表示的化合物F、通式(G)所表示的化合物G及通式(H)所表示的化合物H各自的具體例。
關於所述化合物E、化合物F、化合物G及化合物H的分子量，各自的上限與通式(C)所表示的化合物C相同的情況下可提高於溶劑中的溶解性，因而較佳。另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
示出通式(J)及通式(K)所表示的化合物J及化合物K的具體例。
關於所述化合物J及化合物K的分子量，各自的上限與通式(C)所表示的化合物C相同的情況下可提高於溶劑中的溶解性，因而較佳。另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
依序示出通式(L)所表示的化合物L、通式(M)所表示的化合物M、通式(N)所表示的化合物N、通式(P)所表示的化合物P及通式(Q)所表示的化合物Q各自的具體例。
關於所述化合物L、化合物M、化合物N、化合物P及化合物Q的分子量，各自的上限與通式(C)所表示的化合物C相同的情況下可提高於溶劑中的溶解性，因而較佳。另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
依序示出通式(R)所表示的化合物R、通式(S)所表示的化合物S及通式(T)所表示的化合物T各自的具體例。
關於所述化合物R、化合物S及化合物T的分子量，各自的上限與通式(C)所表示的化合物C相同的情況下可提高於溶劑中的溶解性，因而較佳。另一方面，就薄膜的膜質穩定性的觀點而言，分子量的下限與通式(D)所表示的化合物相同。
有機聚合物及其衍生物例如可列舉：聚吡咯及其取代 物、聚二酮基吡咯及其取代物、聚噻吩及其衍生物、聚異苯并噻吩(polyisothianaphthene)等異苯并噻吩、聚伸噻吩伸乙烯(polythienylene vinylene)等伸噻吩伸乙烯、聚(對苯伸乙烯)等聚(對苯伸乙烯)、聚苯胺及其衍生物、聚乙炔、聚二乙炔、聚薁、聚芘、聚咔唑、聚硒吩(polyselenophene)、聚呋喃、聚(對苯)、聚吲哚、聚噠嗪、聚碲吩(polytellurophene)、聚萘、聚乙烯基咔唑、聚苯硫醚、聚乙烯硫醚等聚合物及縮合多環芳香族化合物的聚合物等。
聚噻吩及其衍生物並無特別限定，例如可列舉：於聚噻吩中導入有己基的聚-3-己基噻吩(P3HT)、聚伸乙基二氧噻吩、聚(3,4-伸乙基二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等。
另外，亦可列舉具有與該些聚合物相同的重複單元的寡聚物(例如寡聚噻吩)。
另外，有機聚合物可列舉下述通式(C)~通式(T)所表示的化合物具有重複結構的高分子化合物。
此種高分子化合物可列舉：通式(C)~通式(T)所表示的化合物介隔至少一個以上的伸芳基、伸雜芳基(噻吩、聯噻吩等)而顯示出重複結構的π共軛聚合物，或通式(C)~通式(T)所表示的化合物經由側鏈而鍵結於高分子主鏈的懸掛(pendant)型聚合物。高分子主鏈較佳為聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚矽氧烷等，側鏈較佳為伸烷基、聚環氧乙烷基等。懸掛型聚合物的情況下，高分子主鏈亦可為取代基RC~取代基RT的至少一個具有來源於 聚合性基的基團且該基團進行聚合而成者。
該些有機聚合物較佳為重量平均分子量為3萬以上，更佳為5萬以上，進而佳為10萬以上。藉由將重量平均分子量設定為所述下限值以上，可提高分子間相互作用，可獲得高的遷移率。
有機半導體層所含有的嵌段共聚物如上文所述。
除了本發明中所用的嵌段共聚物以外，亦較佳為進而使用除此以外的樹脂(D)。樹脂(D)可列舉：聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚矽氧烷、聚倍半矽氧烷、聚碸、聚甲基丙烯酸甲酯所代表的聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯所代表的聚丙烯酸酯、三乙醯纖維素所代表的纖維素、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯基苯酚、聚乙烯醇、聚乙烯基丁醛等絕緣性聚合物、及將該些構成成分的2種以上共聚合所得的共聚物。
於使用樹脂(D)的情形時，嵌段共聚物相對於嵌段共聚物與樹脂(D)的總量之質量比例較佳為10質量%以上且小於100質量%，更佳為20質量%以上且小於100質量%。
有機半導體層中，本發明中所用的嵌段共聚物及樹脂(D)的合計含有率較佳為1質量%~80質量%，更佳為5質量%~60質量%，進而佳為10質量%~50質量%。若本發明中所用的嵌段共聚物及樹脂(D)的合計含有率在所述範圍內，則可使本發明中所用的嵌段共聚物及有機半導體偏向存在，遷移率維持率(耐久性)增加，且可確保有機半導體的導電通道，亦可提高遷移率， 因而較佳。
有機半導體層中，所述有機半導體的含有率較佳為與後述塗佈液的總固體成分中的含有率相同。
若利用濕式法(濕式塗佈法)於閘極絕緣層上形成有機半導體層，則容易簡便地以低成本獲得高性能的OTFT，而且亦適於大面積化。因此，有機半導體層的形成方法較佳為濕式法。
濕式法並無特別限定，例如可藉由以下方式來形成有機半導體層：藉由旋塗法、噴墨法、噴嘴印刷(nozzle print)、模壓印刷(stamp-print)、網版印刷、凹版印刷、電噴霧沈積(electrospray deposition)法等塗佈半導體材料後，使其乾燥。
於藉由濕式塗佈法於閘極絕緣層上形成有機半導體層的情形時，為了使OTFT容易成為高性能，有機半導體層較佳為實施結晶化處理，尤佳為實施利用加熱或雷射照射的結晶化處理。
結晶化處理的方法並無特別限定，可列舉利用加熱板、烘箱等的加熱或雷射照射等。關於加熱溫度，就容易進行結晶化的方面而言較佳為高溫，另外，另一方面就不易對基板等造成熱影響的方面而言較佳為低溫。具體而言，較佳為100℃以上，尤佳為150以上，另外，另一方面較佳為300℃以下，尤佳為250℃以下。
有機半導體層的膜厚為任意，較佳為1nm以上，更佳為10nm以上。另外，較佳為10μm以下，更佳為1μm以下，尤佳為500nm以下。
[源極電極、汲極電極]
本發明的OTFT中，源極電極為電流自外部通過配線流入的電極。另外，汲極電極為通過配線向外部送出電流的電極，通常是與所述半導體層接觸而設置。
源極電極及汲極電極的材料可使用以前有機薄膜電晶體中所用的導電性材料，例如可列舉所述閘極電極中說明的導電性材料等。
源極電極及汲極電極分別可藉由與所述閘極電極的形成方法相同的方法來形成。
所述光微影法可採用舉離法或蝕刻法。
尤其閘極絕緣層對蝕刻液或剝離液的耐性優異，故源極電極及汲極電極亦可藉由蝕刻法而較佳地形成。蝕刻法為將導電性材料成膜後藉由蝕刻將不需要的部分去除的方法。若藉由蝕刻法進行圖案化，則可於抗蝕劑去除時防止殘留於基底的導電性材料的剝離、及抗蝕劑殘渣或經去除的導電性材料對基底的再附著，電極邊緣部的形狀優異。於該方面而言，較舉離法更佳。
舉離法為以下方法：於基底的一部分上塗佈抗蝕劑，於其上將導電性材料成膜，藉由溶劑將抗蝕劑等溶出或剝離等，藉此連同抗蝕劑上的導電性材料一起去除，僅於未塗佈抗蝕劑的部分形成導電性材料的膜。
源極電極及汲極電極的厚度為任意，分別較佳為1nm以上，尤佳為10nm以上。另外，較佳為500nm以下，尤佳為300nm以下。
源極電極與汲極電極之間的間隔(通道長)為任意，較佳為100μm以下，尤佳為50μm以下。另外，通道寬較佳為5000μm以下，尤佳為1000μm以下。
[外塗層]
本發明的OTFT亦可具有外塗層。外塗層通常為於OTFT的表面上作為保護層而形成的層。可為單層結構亦可為多層結構。
外塗層可為有機系的外塗層，亦可為無機系的外塗層。
形成有機系的外塗層的材料並無特別限定，例如可列舉：聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇、聚烯烴、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚苊(polyacenaphthylene)、環氧樹脂等有機聚合物，及於該些有機聚合物中導入有交聯性基或撥水基等的衍生物等。該些有機聚合物或其衍生物亦可與交聯成分、氟化合物、矽化合物等併用。
形成無機系的外塗層的材料並無特別限定，可列舉：氧化矽、氧化鋁等金屬氧化物，氮化矽等金屬氮化物等。
該些材料可使用一種，亦能以任意的組合及比率併用兩種以上。
對外塗層的形成方法並無限制，可藉由公知的各種方法來形成。
例如，有機系的外塗層例如可藉由以下等方法來形成：於成為其基底的層上塗佈含有成為外塗層的材料的溶液後加以乾燥；將含有成為外塗層的材料的溶液塗佈、乾燥後進行曝光、顯影而 圖案化。再者，關於外塗層的圖案化，亦可藉由印刷法或噴墨法等來直接形成圖案。另外，亦可於外塗層的圖案化後，藉由曝光或加熱而使外塗層交聯。
另一方面，無機系的外塗層可藉由濺鍍法、蒸鍍法等乾式法或溶膠凝膠法般的濕式法來形成。
[其他層]
本發明的OTFT亦可設置所述以外的層或構件。
其他層或構件例如可列舉擋堤(bank)等。擋堤是以如下目的等而使用：於藉由噴墨法等來形成半導體層或外塗層等時，將噴出液攔截於既定的位置。因此，擋堤通常具有撥液性。擋堤的形成方法可列舉：藉由光微影法等進行圖案化後，實施氟電漿法等撥液處理的方法；使含有氟化合物等撥液成分的感光性組成物等硬化的方法等。
本發明的有機薄膜電晶體的情況下，由於閘極絕緣層為有機層，故後者的使含有撥液成分的感光性組成物硬化的方法中，閘極絕緣層不可能受到撥液處理的影響，因而較佳。再者，亦可使用以下技術：不使用擋堤而使基底具有與撥液性相對照的性質，使之具有與擋堤相同的作用。
[製造方法]
本發明的有機薄膜電晶體的製造方法(以下有時稱為本發明的方法)為製造具備含有嵌段共聚物及有機半導體的有機半導體層的OTFT的方法。
本發明的方法中，將含有有機半導體及嵌段共聚物的塗佈液塗佈於基板6或閘極絕緣層2上而成膜，較佳為對該膜實施熱處理而使嵌段共聚物進行自組裝。
可藉由成膜使有機半導體與嵌段共聚物發生相分離，進而藉由進行自組裝，可促進有機半導體的偏向存在。
有機半導體及嵌段共聚物如上文所述。
塗佈液除了有機半導體及嵌段共聚物以外，亦可含有其他成分。例如可列舉：包含所述嵌段共聚物以外的共聚物的樹脂、矽烷偶合劑等進行自組裝的化合物、界面活性劑等。
塗佈液較佳為含有溶劑。該溶劑只要可使有機半導體及嵌段共聚物溶解或分散，則並無限定。例如可列舉：有機溶劑、水及該等的混合溶劑。
有機溶劑例如可列舉：己烷、辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、四氫萘、十氫萘、1-甲基萘等烴系溶劑，丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑，二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、二氯苯、氯甲苯等鹵化烴系溶劑，乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等酯系溶劑，甲醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、環己醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、乙二醇等醇系溶劑，二丁基醚、四氫呋喃、二噁烷、苯甲醚等醚系溶劑，N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、1-甲基-2-吡咯啶酮、1-甲基-2-咪唑啶酮等醯胺或醯亞胺系溶劑，二甲基亞碸等亞碸系溶劑，乙腈、苯甲腈等腈系溶劑等。
有機溶劑可單獨使用，亦可混合使用兩種以上。有機溶劑尤佳為甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氫萘、甲基乙基酮、環戊酮、二氯甲烷、氯仿、氯苯、二氯苯、苯甲醚、苯甲腈等。
塗佈液中的總固體成分濃度較佳為0.01質量%~20質量%，更佳為0.1質量%~10質量%，尤佳為0.2質量%~5質量%。
於塗佈液的總固體成分中，嵌段共聚物及樹脂(D)於塗佈液中的合計含有率較佳為1質量%~80質量%，更佳為5質量%~60質量%，進而佳為10質量%~50質量%。
再者，嵌段共聚物相對於嵌段共聚物與樹脂(D)的總量之質量比例較佳為10質量%~100質量%，更佳為20質量%以上且100質量%。
於塗佈液的總固體成分中，有機半導體於塗佈液中的含有率較佳為20質量%~99質量%，更佳為40質量%~95質量%，進而佳為50質量%~90質量%。
本發明的方法中，塗佈塗佈液。塗佈液是根據要製造的OTFT的形態而塗佈於基板或閘極絕緣層上。即，於製造底部閘極形態的OTFT的情形時，於基板上設置閘極電極及閘極絕緣層，於該閘極絕緣層上塗佈塗佈液。另一方面，於製造頂部閘極形態的OTFT的情形時，於基板(底部接觸形態中為進一步設於基板上的源極電極及汲極電極)上塗佈塗佈液。
塗佈塗佈液的方法並無特別限定，可採用所述方法。其中，較佳為印刷法，更佳為旋塗法。
塗佈條件並無特別限定。可於室溫附近塗佈，為了增大有機半導體於塗佈溶劑中的溶解性，亦可於加熱狀態下塗佈。塗佈溫度較佳為15℃~150℃，更佳為15℃~100℃，進而佳為15℃~50℃，尤佳為室溫附近(20℃~30℃)。
旋塗法中，較佳為將轉速設定為100rpm~3000rpm。
本發明的方法中，較佳為將所塗佈的塗佈液乾燥。乾燥條件只要為可將溶劑揮發、去除的條件即可，例如可列舉室溫放置、加熱乾燥、送風乾燥、減壓乾燥等方法。
藉此，可將含有嵌段共聚物及有機半導體的層成膜。
本發明的方法中，若如此般將塗佈液塗佈、乾燥，則如上文所述，嵌段共聚物與有機半導體彼此偏向存在。
本發明的方法中，較佳為對該含有嵌段共聚物及有機半導體的層進行加熱，藉此使嵌段共聚物藉由自組裝而發生相分離。該加熱較佳為於嵌段共聚物的玻璃轉移溫度以上的溫度下進行。另外，較佳為於嵌段共聚物的熱分解溫度以下的溫度下進行加熱退火。加熱溫度較佳為50~250℃，更佳為60~200℃，尤佳為80~160℃。另外，加熱時間較佳為1秒鐘~10小時，更佳為1分鐘~2小時。
本發明中，除了加熱退火以外，亦可採用暴露於溶劑蒸氣下的溶劑退火等。
所述嵌段共聚物較佳為沿著有機半導體層的厚度方向而發生層狀相分離。藉由將嵌段共聚物中的嵌段單元的組成設定為所述 較佳範圍，可發生層狀相分離。
若如此般使嵌段共聚物發生相分離，則於所述層中，藉由嵌段共聚物的各嵌段所形成的相而使有機半導體偏向存在，促進嵌段共聚物與有機半導體的分離(偏向存在)。
再者，閘極電極、閘極絕緣膜、源極電極及汲極電極可藉由所述方法來成膜或設置。
如此可製造本發明的OTFT。
本發明的方法中，塗佈含有嵌段共聚物及有機半導體的塗佈液，較佳為進行乾燥，然後進行加熱處理，藉此可較佳地設置嵌段共聚物藉由自組裝而發生相分離、且有機半導體及嵌段共聚物於厚度方向上偏向存在的有機半導體層2。因此，可發揮使用有機半導體的溶液塗佈法的優點，並且將發揮所述優異特性的有機半導體層2成膜。
[顯示面板]
本發明的有機薄膜電晶體的用途的一例可列舉顯示面板。顯示面板例如可列舉：液晶面板、有機EL面板、電子紙面板等。
[實施例]
以下根據實施例對本發明加以更詳細說明，但本發明不受該些實施例的限定。
[合成例]
將各例中所用的作為有機半導體的化合物示於以下。
化合物A6(TIPS-稠五苯)及化合物M3(C8-BTBT)是依據公知的方法而合成。
所述化合物L9為通式(L)所表示的化合物，是依據應用物理學會的「有機分子．生物電子學分科會會誌」(2011，22，9-12.)、國際公開第2009/148016號手冊等中記載的方法而合成。
所述化合物C16為通式(C)所表示的化合物，是依據下述化合物C1的下述合成方法而合成。
(化合物C1a的合成)
於1,5-二胺基萘(10g)的吡啶溶液(125mL)中緩慢添加對甲苯磺醯氯(34g)，於室溫下攪拌2小時。將反應液注入至冰水中，對析出物進行減壓過濾。利用甲醇對所得的粗結晶進行清洗，獲得化合物C1a(29g)。
(化合物C1b的合成)
將化合物C1a(10g)的冰醋酸溶液於95℃下加熱攪拌，於其中緩慢滴加經冰醋酸10mL稀釋的溴(2mL)。反應10分鐘，放置冷卻後進行過濾，由此以灰色固體的形式獲得粗結晶。將粗結晶於硝基苯中再結晶，由此獲得化合物C1b(6.8g)。
(化合物C1c的合成)
將化合物C1b(5g)的濃硫酸溶液於室溫下攪拌24小時。將反應液注入至冰水中，將析出的固體過濾並加以回收。將該固體再次分散於冰水中，以氨水進行中和，獲得化合物C1c(0.5g)。
(化合物C1d的合成)
於室溫下，於化合物C1c(2g)的吡啶溶液中滴加正戊醯氯(valeryl chloride)(2.6mL)並攪拌2小時。於冰水中注入反應液，將固體減壓過濾。分散於甲醇中並攪拌1小時後，將固體過濾，由此獲得化合物C1d(1.39g)。
(化合物C1e的合成)
於THF(360mL)及甲苯(72mL)的混合溶液中添加化合物C1d(1.2g)及勞森試劑(Lawesson's reagent)(1.48g)後，一面加熱回流一面攪拌3小時。藉由蒸發僅去除THF而製成甲苯溶液 後，於60℃下攪拌1小時。其後，將不溶物過濾，由此獲得化合物C1e(0.5g)。
(化合物C1的合成)
使化合物C1e(0.4g)與碳酸銫(1.33g)於二甲基乙醯胺中於120℃下反應2小時。將反應液注入至水中並將析出物過濾。使過濾的固體於THF中反覆再結晶，合成目標化合物C1(0.12g)。所得的化合物C1的鑑定是藉由1H-NMR及質譜(Mass spectrum)來進行。
將各例中所用的嵌段共聚物P-1~嵌段共聚物P-16及其特性等示於以下。
P-1~P-8為苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA)，P-9及P-10為苯乙烯-二甲基矽氧烷嵌段共聚物(PS-b-PDMS)，P-11為苯乙烯-b-鉑斯(POSS)取代甲基丙烯酸丙酯嵌段共聚物(PS-POSSisoBuMA)，P-12為甲基丙烯酸甲酯-b-鉑斯(POSS)取代甲基丙烯酸丙酯嵌段共聚物(PMMA-POSSisoBuMA)，P-13為苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP)，P-14為乙烯基萘-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PVNp-b-PMMA)，P-15為苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物(PS-b-PHS)，P-15及P-16為聚苯乙烯-(乙烯-丙烯)二嵌段共聚物。再者，△SP的單位為MPa1/2。
P-1：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P4961)
PS(聚苯乙烯)的Mn為25000
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的Mn為26000
共聚物的Mn為51000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為49：51
分散度為1.06
△SP為0.3
P-2：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P4418)
PS的Mn為18500
PMMA的Mn為18000
共聚物的Mn為36500
構成成分之質量比(PS：PMMA)為51：49
分散度為1.06
△SP為0.3
P-3：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P10294)
PS的Mn為50000
PMMA的Mn為47000
共聚物的Mn為97000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為52：48
分散度為1.09
△SP為0.3
P-4：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P8205)
PS的Mn為68000
PMMA的Mn為33000
共聚物的Mn為101000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為67：33
分散度為1.08
△SP為0.3
P-5：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P5543)
PS的Mn為160000
PMMA的Mn為160000
共聚物的Mn為320000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為50：50
分散度為1.09
△SP為0.3
P-6：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P10435)
PS的Mn為280000
PMMA的Mn為290000
共聚物的Mn為570000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為49：51
分散度為1.15
△SP為0.3
P-7：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P10324)
PS的Mn為400000
PMMA的Mn為225000
共聚物的Mn為625000
構成成分之質量比(PS：PMMA)為64：36
分散度為1.15
△SP為0.3
P-8：PS-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P800)
PS的Mn為139500
PMMA的Mn為232600
共聚物的Mn為372100
構成成分之質量比(PS：PMMA)為37：63
分散度為1.09
△SP為0.3
P-9：PS-b-PDMS(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P8709)
PS的Mn為22000
PDMS的Mn為21000
共聚物的Mn為43000
構成成分之質量比(PS：PDMS)為51：49
分散度為1.08
P-10：PS-b-PDMS(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P2617)
PS的Mn為36000
PDMS的Mn為14800
共聚物的Mn為50800
構成成分之質量比(PS：PDMS)為71：29
分散度為1.04
P-11：PS-b-鉑斯(POSS)isoBuMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P14022)
PS的Mn為6000
鉑斯(POSS)isoBuMA的Mn為23000
共聚物的Mn為29000
構成成分之質量比(PS：鉑斯(POSS)isoBuMA)為21：79
分散度為1.6
P-12：PMMA-b-鉑斯(POSS)isoBuMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P9793)
PMMA的Mn為22000
鉑斯(POSS)isoBuMA的Mn為22500
共聚物的Mn為44500
構成成分之質量比(PMMA：鉑斯(POSS)isoBuMA) 為49：51
分散度為1.10
P-13：PS-b-P4VP(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P9892)
PS的Mn為195000
P4VP的Mn為204000
共聚物的Mn為399000
構成成分之質量比(PS：P4VP)為49：51
分散度為1.09
P-14：PVNp-b-PMMA(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P3400)
PVNp的Mn為61000
PMMA的Mn為68000
共聚物的Mn為129000
構成成分之質量比(PVNp：PMMA)為47：53
分散度為1.15
△SP為1.5
P-15：PS-b-PHS(聚合物源(Polymer Source)公司製造，目錄No.P8616)
PS的Mn為9000
PHS的Mn為6000
共聚物的Mn為15000
構成成分之質量比(PS：PHS)為60：40
分散度為1.12
△SP為2.8
P-16：苯乙烯-(乙烯-丙烯)嵌段共聚物(科騰(KRATON)G1701E(註冊商標)，科騰聚合物(KRATON Polymers)公司製造)
另外，依據常法合成下述BP-1A、BP-4A、BP-5F、BP-6C、CBP-2A、CBP-3A作為嵌段共聚物。
再者，該些嵌段共聚物的△SP如上所述。
使用下述cP-1及cP-2作為用以進行比較的聚合物。
cP-1：PS-co-PMMA(聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯無規共聚物(奧德里奇(Aldrich)公司製造)
Mw為134600
Mn為67000
分散度為2.00
構成成分之質量比(PS：PMMA)為40：60
cP-2：聚(α-甲基苯乙烯)(PαPS)
Mw為407000
Mn為303000
分散度為1.34
[實施例1]
[底部閘極-底部接觸形態的OTFT的製造]
製造圖1(A)所示的底部閘極-底部接觸形態的OTFT。
於作為基板6的厚度1mm的摻雜矽基板(兼作閘極電極5)上形成閘極絕緣層2。
閘極絕緣層2是如以下般形成。即，使聚(4-乙烯基苯酚)(日本曹達公司製造，商品名：VP-8000，Mn為11000，分散度為1.1)6.3g、及作為交聯劑的2,2-雙(3,5-二羥基甲基-4-羥基)丙烷2.7g於室溫下完全溶解於1-丁醇/乙醇=1/1(體積比)的混合溶劑91g中。利用Φ為0.2μm的聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)製薄膜過濾器對該溶解液進行過濾。於所得的濾液中添加作為酸觸媒的二苯基錪六氟磷酸鹽0.18g，塗佈於基板6上，加以乾燥而成膜。其後，加熱至100℃而進行交聯，形成厚度0.7μm的閘極絕緣層2。
繼而，如圖1(A)所示般形成以梳型配置的包含鉻/金的電極(閘極寬W=100mm，閘極長L=100μm)作為源極電極3及汲極電極4。
將下述表1所示的有機半導體0.5mg及下述表1所示的嵌段共聚物0.5mg溶解於甲苯1mL中，製備形成有機半導體層的塗佈液。
於25℃下藉由旋塗法(轉速500rpm)將所製備的塗佈液分別以乾燥後的層厚成為150nm的方式塗佈於閘極絕緣層2以 及源極電極3及汲極電極4上。其後，於25℃(室溫)下加以乾燥，將含有有機半導體及嵌段共聚物的塗佈層成膜。
繼而，於不對塗佈層進行加熱處理的情形時(於表1中於「退火溫度」欄中表述為「無」)，將該塗佈層作為有機半導體層1。另一方面，於對塗佈層進行加熱處理的情形時，於表1所示的退火溫度下將該塗佈層加熱30分鐘，製成有機半導體層1。
如此般分別製造圖1(A)所示的OTFT。
[OTFT的評價]
對所製造的各OTFT的特性進行下述評價。將其結果示於表1中。
(嵌段共聚物的相分離的評價：厚度方向)
對各OTFT的有機半導體層併用蝕刻用離子束，藉由飛行時間型二次離子質譜分析(TOF-SIMS)來進行元素匹配測定，依照下述評價基準對嵌段共聚物的由自組裝所致的相分離狀態進行評價。
A：於有機半導體層1的深度方向上嵌段共聚物以一層發生相分離的情形
此處，所謂以一層發生相分離，是指嵌段共聚物發生層狀相分離，且包含各嵌段的層於垂直方向上以一層為單位發生相分離的狀態。
B：於有機半導體層1的深度方向上嵌段共聚物以多層發生相分離的情形
此處，所謂以多層發生相分離，是指嵌段共聚物發生層狀相分離，且包含各嵌段的層於垂直方向上以多層為單位發生相分離的狀態。
D：嵌段共聚物未發生相分離的情形
(有機半導體的偏向存在評價：水平方向及厚度方向)
對所得的各OTFT併用蝕刻用離子束，藉由飛行時間型二次離子質譜分析(TOF-SIMS)來進行元素匹配測定，評價有機半導體層的厚度方向的偏向存在狀態。評價是根據下述評價基準來進行。
A：有機半導體偏向存在於有機半導體層1的深度方向的表面(與閘極絕緣層2等的界面)整個面上的情形
B：有機半導體偏向存在於有機半導體層1的深度方向的表面的一部分中的情形
此處，所謂偏向存在於一部分是指以下狀態：嵌段共聚物與有機半導體混合，且一部分具有僅有機半導體偏向存在的部分。
C：有機半導體偏向存在於有機半導體層1的表面側的情形
D：有機半導體未偏向存在的情形
(載子遷移率μ的測定)
對各OTFT的源極電極3與汲極電極4間施加-40V的電壓，使閘極電壓Vg於40V~-40V的範圍內變化，使用表示汲極電流Id的下述式來算出載子遷移率μ(cm2/Vs)。
Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2
式中，L為閘極長，w為閘極寬，Ci為閘極絕緣層2的每單位面積的容量，Vg為閘極電壓，Vth為臨限電壓
(載子遷移率維持率的評價)
於大氣下25度下放置2週後，測定載子遷移率μ，由下述式算出載子遷移率維持率。
載子遷移率維持率(%)=遷移率(放置2週後)/遷移率(初始值)
(開/關(On/Off)比的測定)
將對各OTFT的源極電極3與汲極電極4間施加的電壓固定為-40V，將使閘極電壓Vg自40V變化(sweep)至-40V時的(| Id |的最大值)/(| Id |的最小值)作為On/Off比。
(臨限電壓Vth的測定)
對各OTFT的源極電極3與汲極電極4間施加-40V的電壓，使閘極電壓於40V~-40V的範圍內變化，測定臨限電壓Vth。
如表1所示般得知，若將作為所述特定的嵌段共聚合的P-1~P-15、BP-1A、BP-4A、BP-5F、BP-6C、CBP-2A及CBP-3A與有機半導體併用而將有機半導體層成膜，則無論嵌段共聚物是否相分離，有機半導體均於有機半導體層中於其厚度方向上偏向存在。
如此般嵌段共聚物及有機半導體偏向存在而成的有機半導體層中，有機半導體偏向存在的區域鄰接於閘極絕緣層，適於提高底部閘極形態的OTFT、特別是底部閘極-底部接觸形態的OTFT的性能。具體而言，無論使用哪種有機半導體，具備嵌段共聚物與有機半導體偏向存在而成的有機半導體層的本發明的OTFT與具備使用本發明中所用的所述特定的嵌段共聚物以外的聚合物所形成的有機半導體層的OTFT(試樣No.c1-1~試樣No.c1-3、試樣No.c1-5~試樣No.c1-7、試樣No.c1-9~試樣No.c1-11及試樣No.c1-13~試樣No.c1-15)、及具備僅使用有機半導體所形成的有機半導體層的OTFT(試樣No.c1-4、試樣No.c1-8、試樣No.c1-12 及試樣No.c1-16)相比，載子遷移率μ及載子遷移率μ的維持率更高(耐久性更優異)。另外，On/Off比亦高，進而臨限電壓Vth低，具有優異的特性。
得知若藉由退火處理使所述嵌段共聚物發生由自組裝所致的相分離，則此種OTFT的性能提高效果增大。
於該情形時可確認，若PS-b-PMMA、PS-b-PHS、PS-b-P4VP等的數量平均分子量Mn為40000~70000，則嵌段共聚物以多層而發生相分離，另一方面，若數量平均分子量Mn為90000~600000，則嵌段共聚物的各嵌段以一層而發生相分離。
另外可確認，PS-b-PDMS、PS-b-POSSisoBuMA、PMMA-b-POSSisoBuMA、BP-1A、BP-4A、BP-5F、BP-6C、CBP-2A、CBP-3A及CBP-3B均以一層而發生層狀相分離。可認為其原因在於：該些嵌段共聚物的相互作用參數χ大。
如此，若著眼於嵌段共聚物的相分離，則對應於數量平均分子量或相互作用參數χ而嵌段共聚物以一層發生層狀相分離，由此嵌段共聚物的助長有機半導體的偏向存在的效果變高，OTFT的性能提高效果進一步增大。
尤其具有氟原子的嵌段共聚物BP-5F及嵌段共聚物CBP-3A的OTFT的性能提高效果高。
另一方面得知，即便為所述特定的嵌段共聚合以外的嵌段共聚物P-16，若藉由退火處理使之發生由自組裝所致的層狀相分離(試樣No.1-25、試樣No.1-37、試樣No.1-49及試樣No.1-74)， 則有機半導體偏向存在於有機半導體層的表面側，由此表現出OTFT的性能提高效果。相對於此，不進行退火處理而只是併用嵌段共聚物P16與有機半導體的試樣No.c1-1、試樣No.c1-5、試樣No.c1-9及試樣No.c1-13無法獲得OTFT的性能提高效果。
如此般得知，若為可發生由自組裝所致的相分離、特別是可發生層狀相分離的嵌段共聚物，則即便為所述特定的嵌段共聚合以外的嵌段共聚物，亦發揮OTFT的性能提高效果。
[實施例2]
[底部閘極型OTFT的製造及評價]
於實施例2中，使用有機半導體、嵌段共聚物及PαMS來製造底部閘極型OTFT，並對其特性等進行評價。
即，於實施例1的試樣1-11、試樣1-31、試樣1-43及試樣1-60中，將嵌段共聚物P-9的一半(0.25mg)換成PαMS(嵌段共聚物P-9與PαMS的合計為0.5mg)，除此以外，與試樣1-11、試樣1-31、試樣1-43及試樣1-60同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
另外，於實施例1的試樣1-13、試樣1-32、試樣1-44及試樣1-62中，將嵌段共聚物P-11的一半(0.25mg)換成PαMS(嵌段共聚物P-11與PαMS的合計為0.5mg)，除此以外，與試樣1-13、試樣1-32、試樣1-44及試樣1-62同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
於實施例1的試樣1-20、試樣1-33、試樣1-45及試樣 1-69中，將嵌段共聚物BP-5F的一半(0.25mg)換成PαMS(嵌段共聚物BP-5F與PαMS的合計為0.5mg)，除此以外，與試樣1-20、試樣1-33、試樣1-45及試樣1-69同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
另外，於實施例1的試樣1-24、試樣1-36、試樣1-48及試樣1-73中，將嵌段共聚物CBP-3A的一半(0.25mg)換成PαMS(嵌段共聚物CBP-3A與PαMS的合計為0.5mg)，除此以外，與試樣1-24、試樣1-36、試樣1-48及試樣1-73同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
對於所製造的各OTFT，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。結果，均可獲得與實施例1相同的結果。
[實施例3]
[底部閘極型OTFT的製造及評價]
於實施例3中，使用所述有機半導體以外的有機半導體來製造底部閘極型OTFT，並對其特性等進行評價。
即，於實施例1中，使用所述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或T1作為有機半導體，除此以外，與實施例1同樣地進行操作，分別製造圖1(A) 所示的OTFT。
對於所製造的各OTFT，分別與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。結果，均可獲得與實施例1相同的結果。
[實施例4]
[底部閘極-底部接觸形態的OTFT的製造及評價]
於實施例4中，變更形成閘極絕緣層2的有機高分子來製造底部閘極型OTFT，並對其特性等進行評價。
即，於實施例1中，將形成閘極絕緣層2的有機高分子變更為聚(4-乙烯基苯酚)，且使用聚乙烯基苯酚(日本曹達製造，VP-8000，Mn為11000，分散度為1.1)、聚倍半矽氧烷(東亞合成製造，OX-SQ HDXOX-SQ NDX)、或氟樹脂(旭硝子製造，CYTOP(註冊商標)CTL-809M)，除此以外，與實施例1同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
對於所製造的各OTFT，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。結果，均可獲得與實施例1相同的結果。
[實施例5]
[底部閘極-底部接觸形態的OTFT的製造及評價]
於實施例5中，製造具備由無機氧化物形成的閘極絕緣層2 的底部閘極型OTFT，並對其特性等進行評價。
即，於實施例1中，代替形成閘極絕緣層2的有機高分子，而使用將表面0.3μm熱氧化而形成有SiO2的矽基板作為閘極絕緣層2，除此以外，與實施例1同樣地進行操作，分別製造圖1(A)所示的OTFT。
對於所製造的各OTFT，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。結果，均可獲得與實施例1相同的結果。
[實施例6]
[具有基底層的底部閘極-底部接觸形態的OTFT的製造及評價]
於實施例6中，製造將有機半導體層1的基底層7形成於閘極絕緣層2上的底部閘極-底部接觸形態的OTFT1(圖1(A))，並對其特性進行評價。
更詳細而言，於所述實施例1中，對於使用PS-b-PMMA(P-1~P-8)作為嵌段共聚物的各OTFT，於閘極絕緣層上將基底層7成膜，分別製造具有基底層7的OTFT1，所述基底層7包含分別以與PS-b-PMMA相同的單體成分即PS及PMMA作為構成成分的作為基底層形成用共聚物A的下述無規共聚物RP-1或無規共聚物BRP-1。
同樣地，於實施例1中，對於使用BP-6C作為嵌段共聚物的 各OTFT，於閘極絕緣層上將基底層7成膜，分別製造具有基底層的OTFT1，所述基底層7包含分別以與所述BP-6C相同的單體成分作為構成成分的作為基底層形成用共聚物A的下述無規共聚物RP-2或無規共聚物BRP-2。
各基底層7是分別製備將無規共聚物10mg溶解於1mL的丙二醇單甲醚乙酸酯(Propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)中的塗佈液，並藉由旋塗法而成膜。
再者，於形成使用BRP-1及BRP-2的基底層時，相對於塗佈液中的固體成分而以1質量%的濃度含有作為酸觸媒的二苯基錪六氟磷酸鹽，塗佈、成膜後於100℃下加熱而形成交聯結構。
所成膜的基底層7的厚度均為50nm。
隨附於所述無規共聚物的重複單元的數值表示重複單元的質量比。
對於所製造的各OTFT，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、結晶粒徑、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。結果，均可獲得與實施例1相同的結果。
[實施例7]
[具有兼作基底層的閘極絕緣層的底部閘極-底部接觸形態的OTFT的製造及評價]
於實施例7中，製造具有兼作基底層的閘極絕緣層的底部閘極型OTFT，並對其特性等進行評價。
於實施例1中，對於使用PS-b-PMMA(P-1~P-8)作為嵌段共聚物的各OTFT，由作為基底層形成用共聚物A的所述無規共聚物RP-1或無規共聚物BRP-1來形成閘極絕緣層自身，分別製造具有兼作基底層的閘極絕緣層2的OTFT。
同樣地，於實施例1中，對於使用P-3~P-11、BP-4A、CBP-3A作為嵌段共聚物的各OTFT，由以其單體成分之一即PS作為構成成分的作為基底層形成用共聚物B的下述無規共聚物BRP-3來形成閘極絕緣層自身，分別製造具有兼作基底層的閘極絕緣層的OTFT。
另外，同樣地於實施例1中，對於使用BP-6C、BP-5F、BP-1A作為嵌段共聚物的各OTFT，由以其單體成分之一即第三丁基苯乙烯作為構成成分的作為基底層形成用共聚物B的下述無規共聚物 BRP-4來形成閘極絕緣層自身，分別製造具有兼作基底層的閘極絕緣層的OTFT。
再者，於形成使用BRP-1、BRP-3及BRP-4的閘極絕緣層時，相對於塗佈液中的固體成分而以1質量%的濃度含有作為酸觸媒的二苯基錪六氟磷酸鹽，塗佈、成膜後於100℃下加熱，形成交聯結構。
對於所製造的各OTFT，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、結晶粒徑、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。
結果，作為形成閘極絕緣層的有機高分子，即便使用含有與構成有機半導體層中所用的嵌段共聚物的所有單體成分相同的單體成分作為構成成分的無規共聚物(基底層形成用共聚物A)，另外即便使用以與構成嵌段共聚物的單體成分之一相同的單體成分作為構成成分的無規共聚物(基底層形成用共聚物B)，進而即便使用含有含交聯基的單體成分作為構成成分的無規共聚物，亦可 獲得與實施例1相同的結果。
[實施例8]
[頂部閘極-頂部接觸形態的OTFT的製造]
於實施例8中，製造圖1(D)所示的頂部閘極-頂部接觸形態的OTFT，並對其特性等進行評價。
以水清洗玻璃基板(NEC康寧(NEC Corning)公司製造，OA10)並加以乾燥，將所得的物品用作基板6。
繼而，藉由旋塗法(轉速2400rpm)塗佈聚甲基丙烯酸甲酯的乙酸丁酯溶液(濃度5w/v%)後，於60℃下乾燥10分鐘。如此而將厚度500nm的基底層7成膜。
將下述表2所示的有機半導體0.5mg及下述表2所示的嵌段共聚物0.5mg溶解於甲苯1mL中，製備形成有機半導體層的塗佈液。
於25℃下藉由旋塗法(轉速500rpm)將所製備的塗佈液分別以乾燥後的層厚成為150nm的方式塗佈於基底層7上。其後，於25℃(室溫)下乾燥，將含有有機半導體及嵌段共聚物的塗佈層成膜。
繼而，於不對塗佈層進行加熱處理的情形時(表2中於「退火溫度」欄中表述作「無」)，將該塗佈層作為有機半導體層1。另一方面，於對塗佈層進行加熱處理的情形時，於表1所示的退火溫度下將該塗佈層加熱30分鐘，作為有機半導體層1。
如圖1(D)所示，形成以梳型配置的包含鉻/金的電極 (閘極寬W=100mm，閘極長L=100μm)作為源極電極3及汲極電極4。
繼而，使聚(4-乙烯基苯酚)(日本曹達公司製造，商品名：VP-8000，Mn為11000，分散度為1.1)6.3g及作為交聯劑的2,2-雙(3,5-二羥基甲基-4-羥基)丙烷2.7g於室溫下完全溶解於1-丁醇/乙醇=1/1(體積比)的混合溶劑91g中。利用Φ為0.2μm的聚四氟乙烯(PTFE)製薄膜過濾器對該溶解液進行過濾。於所得的濾液中添加作為酸觸媒的二苯基錪六氟磷酸鹽0.18g，塗佈於有機半導體層1以及源極電極3及汲極電極4上，加以乾燥而成膜。其後，加熱至100℃而進行交聯，形成厚度0.7μm的閘極絕緣層2。
於閘極絕緣層2上於25℃下藉由噴墨法來塗佈Ag微粒子水分散液，加以乾燥而形成閘極電極5。閘極電極5的厚度是設定為200nm。
如此而分別製造圖1(D)所示的OTFT。
[OTFT的評價]
關於所製造的各OTFT的特性，與實施例1同樣地進行操作，評價嵌段共聚物的相分離：厚度方向、有機半導體的偏向存在：水平方向及厚度方向、結晶粒徑、載子遷移率μ、載子遷移率μ的維持率、On/Off比以及臨限電壓Vth。再者，有機半導體的偏向存在評價是依照下述順序來進行評價。將結果示於表2中。
(有機半導體的偏向存在評價的評價基準)
A：有機半導體偏向存在於有機半導體層1的與基板6為相反 側表面(與閘極絕緣層2等的界面)整個面上的情形
B：有機半導體偏向存在於有機半導體層1的與基板6為相反側表面的一部分中的情形
C：有機半導體於有機半導體層1的深度方向(基底層7側)上偏向存在的情形
D：有機半導體未偏向存在的情形
如表2所示，即便為頂部閘極-頂部接觸形態的OTFT，亦可與實施例1的底部閘極-底部接觸形態的OTFT同樣地獲得OTFT的性能提高效果。
可認為其原因在於：對於實施例8中所用的嵌段共聚物而言，PS嵌段容易於閘極絕緣層2側發生層狀相分離。此外可認為其原因還在於：因由PMMA將基底層7成膜，故其層狀相分離受到助長。
如以上般得知，若將所述特定的嵌段共聚合與有機半導體併用來將有機半導體層成膜，則無論嵌段共聚物是否發生相分離，有機半導體均於有機半導體層中於其厚度方向上偏向存在，由此可獲得高性能的有機薄膜電晶體。
尤其得知，若使嵌段共聚物發生相分離，則特定的嵌段共聚合的情況下當然可獲得高性能的有機薄膜電晶體，而且即便為除此以外的嵌段共聚物，亦可獲得高性能的有機薄膜電晶體。具體而言，若使特定的嵌段共聚物發生相分離，則進而可獲得高性能的有機薄膜電晶體，即便為特定的嵌段共聚物以外的嵌段共聚物，亦可獲得高性能的有機薄膜電晶體。
對本發明根據其實施態樣進行了說明，但只要本發明者等人未特別指定，則不應將該發明限定於說明的任何細節部分，可認為，應於不違背隨附的申請專利範圍所示的發明的精神及範圍的情況下廣泛地解釋。
本申請案主張基於2014年3月3日於日本提出專利申請的日本專利申請案2014-40902的優先權，參照該文獻並將其內容作為本說明書的記載的一部分而併入至本說明書中。
1‧‧‧有機半導體層
1A‧‧‧嵌段共聚物的含有率多的區域(包含嵌段共聚物的層)
1B‧‧‧有機半導體的含有率多的區域(包含有機半導體的層)
2‧‧‧閘極絕緣層
3‧‧‧源極電極
4‧‧‧汲極電極
5‧‧‧閘極電極
6‧‧‧基板
7‧‧‧基底層

Claims (24)

  1. 一種有機薄膜電晶體，於基板上具有閘極電極、有機半導體層、設於所述閘極電極與所述有機半導體層之間的閘極絕緣層、以及與所述有機半導體層接觸而設置且經由所述有機半導體層而連結的源極電極及汲極電極，並且所述有機半導體層含有有機半導體及嵌段共聚物，所述嵌段共聚物為選自苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸嵌段共聚物、苯乙烯-二烷基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-烷基芳基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-二芳基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸酯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物、苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-環氧乙烷嵌段共聚物及乙烯基萘-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物中的至少一種嵌段共聚物。
  2. 一種有機薄膜電晶體，於基板上具有閘極電極、有機半導體層、設於所述閘極電極與所述有機半導體層之間的閘極絕緣層、以及與所述有機半導體層接觸而設置且經由所述有機半導體層而連結的源極電極及汲極電極，並且所述有機半導體層含有有機半導體及嵌段共聚物，所述嵌段共聚物發生相分離。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體偏向存在於所述嵌段共聚物的各嵌段所形成的相中親 和性高的嵌段所形成的相中，或偏向存在於所述相與閘極絕緣層之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體偏向存在於所述閘極絕緣層側。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體為低分子化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體為縮合多環芳香族化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體為下述通式(C)~通式(T)的任一個所表示的化合物， 通式(C)中，AC1、AC2表示氧原子、硫原子或硒原子；RC1~RC6表示氫原子或取代基，RC1~RC6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(D)中，XD1及XD2表示NRD9、氧原子或硫原子；AD1表示CRD7或氮原子，AD2表示CRD8或氮原子，RD9表示氫原子、 烷基、烯基、炔基或醯基；RD1~RD8表示氫原子或取代基，RD1~RD8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(E)中，XE1及XE2表示氧原子、硫原子或NRE7；AE1及AE2表示CRE8或氮原子；RE1~RE8表示氫原子或取代基，RE1~RE8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(F)中，XF1及XF2表示氧原子、硫原子或硒原子；RF1~RF10、RFa及RFb表示氫原子或取代基，RF1~RF10、RFa及RFb中的至少一個為通式(W)所表示的取代基；p及q表示0~2的整數；通式(G)中，XG1及XG2表示NRG9、氧原子或硫原子；AG1表示CRG7或氮原子，AG2表示CRG8或氮原子；RG9表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基，RG1~RG8表示氫原子或取代基，RG1~RG8中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(H)中，XH1~XH4表示NRH7、氧原子或硫原子，RH7表示氫原子、烷基、烯基、炔基、醯基、芳基或雜芳基；RH1~RH6表示氫原子或取代基，RH1~RH6中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(J)中，XJ1及XJ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRJ9；XJ3及XJ4表示氧原子、硫原子或硒原子；RJ1~RJ9表示氫原子或取代基，RJ1~RJ9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(K)中，XK1及XK2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRK9； XK3及XK4表示氧原子、硫原子或硒原子；RK1~RK9表示氫原子或取代基，RK1~RK9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(L)中，XL1及XL2表示氧原子、硫原子或NRL11；RL1~RL11表示氫原子或取代基，RL1~RL11中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(M)中，XM1及XM2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRM9；RM1~RM9表示氫原子或取代基，RM1~RM9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(N)中，XN1及XN2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRN13；RN1~RN13表示氫原子或取代基，RN1~RN13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(P)中，XP1及XP2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRP13；RP1~RP13表示氫原子或取代基，RP1~RP13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(Q)中，XQ1及XQ2表示氧原子、硫原子、硒原子或NRQ13；RQ1~RQ13表示氫原子或取代基，RQ1~RQ13中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(R)中，XR1、XR2及XR3表示氧原子、硫原子、硒原子或NRR9；RR1~RR9表示氫原子或取代基，RR1~RR9中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(S)中，XS1、XS2、XS3及XS4表示氧原子、硫原子、硒 原子或NRS7；RS1~RS7表示氫原子或取代基，RS1~RS7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(T)中，XT1、XT2、XT3及XT4表示氧原子、硫原子、硒原子或NRT7；RT1~RT7表示氫原子或取代基，RT1~RT7中的至少一個為下述通式(W)所表示的取代基；通式(W)：-L-RW通式(W)中，L表示下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基、或2以上的下述通式(L-1)~通式(L-25)的任一個所表示的二價連結基鍵結而成的二價連結基；RW表示經取代或未經取代的烷基、氰基、乙烯基、乙炔基、氧伸乙基、氧伸乙基單元的重複數v為2以上的寡聚氧伸乙基、矽氧烷基、矽原子數為2以上的寡聚矽氧烷基、或者經取代或未經取代的三烷基矽烷基； 通式(L-1)~通式(L-25)中，波線部分表示與所述通式(C)~通式(T)所表示的形成各骨架的任一個環的鍵結位置；*表示與Rw的鍵結位置或與通式(L-1)~通式(L-25)的波線部分的鍵結位置；通式(L-13)中的m表示4，通式(L-14)及通式(L-15)中的m表示3，通式(L-16)~通式(L-20)中的m表示2，(L-22)中的m表示6；通式(L-1)、通式(L-2)、通式(L-6)及通式(L-13)~通 式(L-24)中的RLZ分別獨立地表示氫原子或取代基；RN表示氫原子或取代基，Rsi分別獨立地表示氫原子、烷基、烯基或炔基。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的有機薄膜電晶體，其中所述有機半導體為所述通式(C)、所述通式(F)、所述通式(J)或所述通式(L)的任一個所表示的化合物。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述嵌段共聚物的分散度小於1.20。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述嵌段共聚物為選自苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物、苯乙烯-二烷基矽氧烷嵌段共聚物、苯乙烯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸酯-倍半矽氧烷取代(甲基)丙烯酸烷基酯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯基吡啶嵌段共聚物、苯乙烯-羥基苯乙烯嵌段共聚物及乙烯基萘-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物中的至少一種嵌段共聚物。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述嵌段共聚物具有包含下述通式(I)所表示的重複單元的嵌段、及包含下述通式(II)所表示的重複單元的嵌段， 通式(I)中，R1表示氫原子、烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基或芳烷基；R11表示氫原子或烷基；通式(II)中，R2表示氫原子、烷基或環烷基；R3表示烷基或環烷基。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的有機薄膜電晶體，其中包含所述通式(II)所表示的重複單元的嵌段為包含下述通式(II-1)、通式(II-2)及通式(II-3)的任一個所表示的重複單元的嵌段， 通式(II-1)、通式(II-2)及通式(II-3)中，R2與所述通式(II)中的R2為相同含意；R4a及R5a表示氫原子或甲基；R7表示碳數1~12的未經取代的烷基或碳數3~12的未經取代的環烷基；R8及R9表示氫原子或氟原子；其中，鍵結於同一碳原子上的 R8及R9的至少1個為氟原子；R10表示氫原子、烷基、環烷基或芳基；n1a表示2~4的整數，n2a表示1~6的整數；n3表示1或2，n4表示1~8的整數。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的有機薄膜電晶體，其中所述通式(I)所表示的重複單元的SP值與所述通式(II)所表示的重複單元的SP值之差的絕對值為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的有機薄膜電晶體，其中所述通式(I)所表示的重複單元的SP值與所述通式(II)所表示的重複單元的SP值之差的絕對值為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中於構成所述嵌段共聚物的嵌段為兩種的情形時，所述兩種重複單元的SP值之差的絕對值為0.5MPa1/2~4.0MPa1/2。
  16. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中所述閘極絕緣層是由有機高分子所形成。
  17. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的有機薄膜電晶體，其中於所述有機半導體層的所述基板側具有基底層。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的有機薄膜電晶體，其中所述基底層含有聚合物B，所述聚合物B具有與構成所述嵌段共聚物的至少一種單體成分相同的單體成分作為構成成分。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的有機薄膜電晶體，其中所述基底層含有無規共聚物A，所述無規共聚物A具有與構成所述嵌段共聚物的所有單體成分相同的單體成分作為構成成分。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的有機薄膜電晶體，其中所述聚合物B含有含交聯基的單體成分作為構成成分。
  21. 如申請專利範圍第19項所述的有機薄膜電晶體，其中所述無規共聚物A含有含交聯基的單體成分作為構成成分。
  22. 如申請專利範圍第17項所述的薄膜電晶體，其中所述薄膜電晶體為底部閘極形態，所述閘極絕緣層兼作所述基底層。
  23. 一種有機薄膜電晶體的製造方法，製造如申請專利範圍第2項至第22項中任一項所述的有機薄膜電晶體，並且所述有機薄膜電晶體的製造方法中，將含有所述有機半導體及所述嵌段共聚物的塗佈液塗佈於所述基板或所述閘極絕緣層上進行成膜，對所得的膜進行加熱而使所述嵌段共聚物發生相分離。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的有機薄膜電晶體的製造方法，其中藉由所述塗佈而使所述有機半導體偏向存在。
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