(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子構造の一般式が下記（Ｉ）であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料。
【化１】
0005600365.tif 000045
（式中において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６は−Ｈ又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。）
【請求項２】
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６は−Ｈ、−Ｃ６Ｈ１３又は−Ｃ２０Ｈ４１のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４は−ＣＨ３、−Ｃ６Ｈ１３又は−Ｃ２０Ｈ４１のアルキル基から選ばれるものである、
ことを特徴とする請求項１に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料。
【請求項３】
以下の構造式で表される化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを選択する工程と、
【化２】
0005600365.tif 000046
【化３】
0005600365.tif 000047
【化４】
0005600365.tif 000048
【化５】
0005600365.tif 000049
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６は−Ｈ又は−Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。）
アルカリ性の環境及び触媒、有機溶媒の存在下で、化合物Ａ、Ｂ、Ｃを選択してＳｕｚｕｋｉカップリング反応を行い、以下の構造式で表される化合物Ｅを得る工程と、
【化６】
0005600365.tif 000050
有機溶媒の存在下で、化合物ＥとＮ−ブロモスクシンイミドとを臭素化反応させ、化合物Ｅのジブロモ類化合物を得る工程と、
触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｅのジブロモ類化合物とマロノニトリルとを縮合反応させ、構造が以下の一般式（Ｉ）で表されるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程（式中において、ｍ、ｎは１〜１０の間の整数である。）、
あるいは、触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｄとマロノニトリルとを縮合反応させ、構造が以下の一般式（Ｉ）で表される前記キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程と（式中において、ｍ＝ｎ＝０である。）、
【化７】
0005600365.tif 000051
を含むキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項４】
前記化合物Ａの製造方法は、
有機溶媒の存在下で、４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニルと、リチウムのアルキル誘導体と、ジアルキルジクロロシランとを反応させて、２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物を得る工程と、
有機溶媒の存在下で、２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物と、リチウムのアルキル誘導体と、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを縮合反応させ、化合物Ａを得る工程とを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項５】
前記２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物の製造工程において、前記４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニルと、リチウムのアルキル誘導体と、ジアルキルジクロロシランとの三つの反応物のモル比は、１.０：２.０〜４.０：２.０〜４.０であり、
前記２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物の製造中の反応温度は、−１００〜−２５℃であり、反応時間は、２４〜４８時間であり、
前記２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物の製造工程において、前記有機溶媒は、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテートの内の少なくとも１種である、
ことを特徴とする請求項４に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項６】
前記縮合反応工程における前記２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン化合物と、リチウムのアルキル誘導体と、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとの三つの反応物のモル比は、１.０：２.０〜４.０：２.０〜４.０であり、
前記縮合反応の反応温度は、−１００℃〜−２５℃であり、反応時間は、２４〜４８時間であり、
前記縮合反応工程における前記有機溶媒は、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテートの内の少なくとも１種である、
ことを特徴とする請求項４に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項７】
前記Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応工程において、
前記化合物Ａ、Ｂ、Ｃの三つの反応物のモル比は、１.０：１.０〜１.５：１.０〜１.５であり、
前記Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応の反応温度は、７５〜１２０℃であり、反応時間は、１２〜７２時間であり、
前記アルカリ性環境のアルカリは、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイドの内の少なくとも１種であり、
前記触媒は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ２（ｄｂａ）３／Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２の内の少なくとも１種であって、その使用量は、モル百分率で化合物Ａの０.０５％〜２０％であり、
前記有機溶媒は、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン又はエチルアセテートの内の少なくとも１種である、
ことを特徴とする請求項３に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項８】
前記臭素化反応工程において、
前記化合物ＥとＮ−ブロモスクシンイミドとのモル比は、１.０：２.０〜２.５であり、
前記臭素化反応の反応温度は、−５〜３０℃であり、反応時間は、１２〜４８時間であり、
前記有機溶媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテート、酢酸の内の少なくとも１種である、
ことを特徴とする請求項３に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項９】
前記縮合反応工程において、
前記化合物Ｅのジブロモ類化合物とマロノニトリルとのモル比は、１.０：２.０〜１０であり、
前記縮合反応の反応温度は、７５〜１２０℃であり、反応時間は１２〜７２時間であり、
前記有機溶媒は、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン又はエチルアセテートの内の少なくとも１種であり、
前記触媒は、有機パラジウムであって、その使用量は、モル百分率で化合物Ｅのジブロモ類化合物の０.０５％〜２０％であり、
前記縮合剤は、ＮａＨ、ナトリウムアルコキシドの内の少なくとも１種である、
ことを特徴とする請求項３に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の、有機光電材料、ポリマー太陽電池、有機エレクトロルミネセンスデバイス、有機電界効果トランジスタ、有機光記憶デバイス、有機非線形材料又は／及び有機レーザーにおける使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物の合成技術の分野に属するものであり、具体的には、キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料、該有機半導体材料の製造方法及びその応用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の世界経済は、主に化石エネルギー、例えば、石炭、石油や天然ガス等を基礎として築かれている。しかしながら、これらの再生不能な化石エネルギーは、すべて枯渇してきている。２１世紀に入ってから、世界的なエネルギー問題と、それに伴う環境汚染や気候温暖化等の問題は、ますます顕著になっていて、次第に激しくなっている。
【０００３】
太陽エネルギーは、一般的にエネルギー分布が広く、資源量が多く、汚染がなく清潔であり、安全であり、簡単に得られるといった顕著な利点があるので、最有力な再生可能なエネルギーの一つだと考えられている。太陽電池は、直接的に太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、太陽エネルギーを利用するのに現実的で有効な方法である。しかし、現在商品化されている太陽電池は、まだシリコン系等の無機太陽電池に限定されており、価格が高すぎて、一般に受け入れられる程度を超えているので、太陽電池の適用範囲は、大きく制限されている。電池のコストを低下し、適用範囲を広げるために、長期に亘って新規な太陽電池材料が求められている。
【０００４】
有機太陽電池は新規な太陽電池である。無機太陽電池が、無機半導体材料の材料源が限定され、価格が高く、毒性があり、製造プロセスが複雑であり、コストが高すぎるのに対し、有機太陽電池は、例えば、材料源が広範に及び、構造が多様であり、調整・制御ができ、コストが低く、安全であり、環境にやさしく、製造プロセスが簡単であり、製品が軽量であり、量産でき、かつ多様な製造ができるなどの無機太陽電池にはない利点を有するので、建築、照明や発電等の多様な分野に広く適用でき、有効な発展や応用の見通しが立っている。したがって、国内外における多くの研究機構や企業等から相当注目を浴びており、資金がつぎ込まれている。しかしながら、現在においても、有機太陽電池の光電変換効率は無機太陽電池よりもかなり低い。それ故、新規な有機半導体材料の開発は、有機太陽電池の効率の向上において重要な意義を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を克服して、溶解度と安定性を高め、エネルギーギャップを低下させ、太陽スペクトルの吸収範囲を広げることにより光電変換効率を向上させたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、工程が簡単であり、収率が高く、操作とコントロールとが容易であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、上述のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の、有機光電材料、ポリマー太陽電池、有機エレクトロルミネセンスデバイス、有機電界効果トランジスタ、有機光記憶デバイス、有機非線形材料又は／及び有機レーザーにおける使用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した発明の目的を達成するために、本発明は、以下の技術を提案する。
【０００９】
分子構造の一般式が下記（Ｉ）であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料。
【化１】
0005600365.tif 000002
（式中において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６はＨ又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。）
【００１０】
及び、以下の構造式で表される化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを選択する工程と、
【化２】
0005600365.tif 000003
【化３】
0005600365.tif 000004
【化４】
0005600365.tif 000005
【化５】
0005600365.tif 000006
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６はＨ又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。）
アルカリ性の環境及び触媒、有機溶媒の存在下で、化合物Ａ、Ｂ、Ｃを選択してＳｕｚｕｋｉカップリング反応を行い、以下の構造式で表される化合物Ｅを得る工程と、
【化６】
0005600365.tif 000007
有機溶媒の存在下で、化合物ＥとＮ−ブロモスクシンイミドとを臭素化反応させ、化合物Ｅのジブロモ類化合物を得る工程と、
触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｅのジブロモ類化合物とマロノニトリルとを縮合反応させ、構造が以下の一般式（Ｉ）で表されるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程（式中においてｍ、ｎは１〜１０の間の整数である。）、
あるいは、触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｄとマロノニトリルとを縮合反応させ、構造が以下の一般式（Ｉ）で表される前記キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程と（式中においてｍ＝ｎ＝０である。）、
【化７】
0005600365.tif 000008
を含むキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法。
【００１１】
及び、本発明のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の、有機光電材料、ポリマー太陽電池、有機エレクトロルミネセンスデバイス、有機電界効果トランジスタ、有機光記憶デバイス、有機非線形材料又は／及び有機レーザーにおける使用。
【００１２】
従来技術と比較すると、本発明は少なくとも以下の利点を有する。
【００１３】
１．キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料分子にはアルキル基が導入されやすいので、かかる材料の溶解性が向上すること。
【００１４】
２．含有されるジシアノビニル基（＝Ｃ（ＣＮ）２）は、極めて強い電子吸引基であり、共役性が極めて強いキノイド構造にこのような基を導入すると、材料の安定性が向上するとともに、材料のエネルギーギャップが有利に低下し、太陽スペクトルの吸収範囲が広がり、光電変換効率が向上すること。
【００１５】
３．キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法は、簡単であり収率が高く、反応条件が穏やかで、操作とコントロールが容易であり、工業的な生産に適すること。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の分子構造の一般式の模式図である。
【図２】実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を活性層とする有機太陽電池デバイスの構造の模式図である。
【図３】実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を発光層とする有機エレクトロルミネセンスデバイスの構造の模式図である。
【図４】実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を有機半導体層とする有機電界効果トランジスタデバイスの構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の解決しようとする技術的課題、提案する技術及び有益な効果をさらに明らかにするために、以下、実施例に基づいて、本発明についてさらに詳細に説明する。ここで述べた具体的な実施例は本発明を理解するためだけのものであり、本発明を限定しようとするものではないと理解すべきである。
【００１８】
図１を参照すると、分子構造の一般式が下記（Ｉ）である本発明の実施例のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料が示されている。
【化８】
0005600365.tif 000009
式中において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６は−Ｈ又はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。ここで、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６は−Ｃ６Ｈ１３又は−Ｃ６Ｈ１３のアルキル基であると好ましく、Ｒ３、Ｒ４は−ＣＨ３、−Ｃ６Ｈ１３又は−Ｃ２０Ｈ４１のアルキル基であると好ましい。
【００１９】
上述の本発明の実施例のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料分子にはアルキル基が導入され易く、該アルキル基を導入すると、該材料分子の剛性が効果的に改善される。そのため、本発明の実施例のキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料は、アルキル基が導入されていないこの分子材料と比較すると、同一溶媒での溶解性が顕著に向上する。また、このキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料分子には極めて強い電子吸引基であるジシアノビニル基（＝Ｃ（ＣＮ）２）も含まれていて、共役性が極めて強いキノイド構造にこのような基を導入すると、材料の安定性が向上するとともに、材料のエネルギーギャップを低下させるのに有利である。これにより、太陽スペクトルの吸収範囲が広がり、光電変換効率が向上する。フルオレニルの存在により、この半導体材料の骨格の電子雲の密度が顕著に増加され、本実施例の半導体材料のバンドギャップは狭くなるので、有機半導体材料への潜在的な利用価値が向上する。
【００２０】
さらに、本発明の実施例は、
（１）以下の構造式で表される化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ選択する工程と、
【化９】
0005600365.tif 000010
【化１０】
0005600365.tif 000011
【化１１】
0005600365.tif 000012
【化１２】
0005600365.tif 000013
（ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６はＨ又は／及びＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、Ｒ３、Ｒ４はＣ１〜Ｃ２０のアルキル基から選ばれるものであり、ｍ、ｎは０〜１０の整数である。）
（２）アルカリ性の環境及び触媒、有機溶媒の存在下で、化合物Ａ、Ｂ、Ｃを選択してＳｕｚｕｋｉカップリング反応を行い、化合物Ｅを得る工程と（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１３】
0005600365.tif 000014
（３）有機溶媒の存在下で、化合物ＥとＮ−ブロモスクシンイミドとを臭素化反応させ、化合物Ｅのジブロモ類化合物Ｆを得る工程と（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１４】
0005600365.tif 000015
（４）触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｅのジブロモ類化合物Ｆとマロノニトリルとを縮合反応させ、式（Ｉ）においてｍ、ｎが１〜１０の整数である下記式（Ｉ）の構造の前記キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１５】
0005600365.tif 000016
あるいは、触媒、縮合剤及び有機溶媒の存在下で、化合物Ｄとマロノニトリルとを縮合反応させ、構造が以下の一般式（Ｉ’）で表される前記キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得る工程と（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１６】
0005600365.tif 000017
を含むこのキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法をも提供する。
【００２１】
上述の式（Ｉ’）は、式（Ｉ）においてｍ、ｎがすべて０である特別な例である。
【００２２】
上述の工程（１）の化合物Ｂ、Ｃは、市場から入手するか、本技術分野において通常使用される製造方法で製造できる。
【００２３】
化合物Ａの製造方法は、
ａ）有機溶媒の存在下で、４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニルと、リチウムのアルキル誘導体と、ジアルキルジクロロシランとを反応させて、２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物を得る工程と（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１７】
0005600365.tif 000018
ｂ）有機溶媒の存在下で、２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン類化合物と、リチウムのアルキル誘導体と、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとを反応させて、化合物Ａを得る工程と（化学反応式は以下の通りである。）、
【化１８】
0005600365.tif 000019
を含むものである。
【００２４】
上述のａ）の工程において、前記４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニルと、リチウムのアルキル誘導体と、ジアルキルジクロロシランとの三つの反応物のモル比は１.０：２.０〜４.０：２.０〜４.０であると好ましく、前記有機溶媒はテトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテートの内の少なくとも１種であると好ましく、この反応工程での反応温度は−１００〜−２５℃であると好ましく、反応時間は２４〜４８時間であると好ましい。
【００２５】
上述のｂ）の工程において、前記２，７−ジブロモ−９，９−ジアルキルシラフルオレン化合物と、リチウムのアルキル誘導体と、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランとの三つの反応物のモル比は１.０：２.０〜４.０：２.０〜４.０であると好ましく、前記有機溶媒はテトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテートの内の少なくとも１種であると好ましく、この反応工程での反応温度は−１００℃〜−２５℃であると好ましく、反応時間は２４〜４８時間であると好ましい。
【００２６】
上述のａ）の工程及び／又はｂ）の工程の反応は、酸素環境又は無酸素環境で実行できる。無酸素環境で行うのが好ましく、無酸素環境は真空にすること、又は不活性ガスを満たして実現できるが、不活性ガスを満たして無酸素環境を実現すると好ましい。この不活性ガスは本技術分野において通常使用されるものであり、例えば、窒素、アルゴン等であり、好ましくは窒素である。これは、酸素は極めて活発な成分なので、酸素環境下では、酸素と反応物が反応して反応のスムーズな進行が妨げられて、生成物の歩留りが低下するのに対し、無酸素環境で反応を行うと、各反応工程での生成物の歩留りが向上するからである。ａ）の工程及び／又はｂ）の工程において、前記リチウムのアルキル誘導体は、ｎ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、メチルリチウム、フェニルリチウムの内の１種または複数種であると好ましい。
【００２７】
上述の工程（２）に記載したＳｕｚｕｋｉカップリング反応により得られた化合物Ｅの構造式においてｍ＝ｎ＝０の場合、工程（１）において、化合物Ｄのみを選択してマロノニトリルと直に縮合反応させて、構造式が上述（Ｉ）であって、ｍ＝ｎ＝０であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得ればよい。ここで、化合物Ｄは市場から入手できる。ｍ＝０、０＜ｎ≦１０の場合、工程（１）において化合物Ａと化合物Ｃのみを選択して工程（２）のカップリング反応を行って、構造式が上述の（Ｉ）であって、ｍ＝０、０＜ｎ≦１０であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得ればよい。ｎ＝０、０＜ｍ≦１０の場合、工程（１）において化合物Ａと化合物Ｂのみを選択して工程（２）のカップリング反応を行って、構造式が上述の（Ｉ）であって、ｎ＝０、０＜ｍ≦１０であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得ればよい。０＜ｍ≦１０、０＜ｎ≦１０の場合、工程（１）において化合物Ａ、Ｂ、Ｃを選択して工程（２）のカップリング反応を行って、構造式が上述の（Ｉ）であって、０＜ｍ≦１０、０＜ｎ≦１０であるキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を得ればよい。０＜ｍ≦１０、０＜ｎ≦１０の場合、化合物Ａ、Ｂ、Ｃの三つの反応物のモル比は１.０：１.０〜１.５：１.０〜１.５であると好ましく、中でも、化合物Ｂ、Ｃの反応物のモル比は１：１であると好ましい。
【００２８】
この工程（２）に記載したＳｕｚｕｋｉカップリング反応工程において、前記アルカリ性環境のアルカリは、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイドの内の少なくとも１種である。前記触媒は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ２（ｄｂａ）３／Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２の内の少なくとも１種であると好ましく、その使用量は、モル百分率で化合物Ａの０.０５％〜２０％である。前記有機溶媒は、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン又はエチルアセテートの内の少なくとも１種であると好ましい。このＳｕｚｕｋｉカップリング反応の反応温度は７５〜１２０℃であると好ましく、反応時間は１２〜７２時間であると好ましい。上述のこのＳｕｚｕｋｉカップリング反応には触媒が必要である。これは、触媒は、第一に本発明の実施例の化合物Ｅの歩留りを有効に向上でき、第二に、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応の反応速度を上げ、反応時間を短縮させ、生産効率を向上させることができ、第三に、このＳｕｚｕｋｉカップリング反応では、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を完全に進行させるために、触媒を関与させて、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応の過程で一方の反応物と中間産物を生成する必要があるからである。
【００２９】
上述のＳｕｚｕｋｉカップリング反応は酸素環境又は無酸素環境で行うことができる。無酸素環境で行うのが好ましく、無酸素環境は真空にすること、又は不活性ガスを満たして実現できるが、不活性ガスを満たして無酸素環境を実現すると好ましい。この不活性ガスは本技術分野において通常使用されるものであり、例えば、窒素、アルゴン等であり、好ましくは窒素である。これは、酸素は極めて活発な成分なので、酸素環境下では、酸素と反応物が反応して反応のスムーズな進行が妨げられて、生成物の歩留りが低下するのに対し、無酸素環境で反応を行うと、化合物Ｅの歩留りが向上するからである。
【００３０】
上述の工程（３）に記載した臭素化反応工程において、前記化合物ＥとＮ−ブロモスクシンイミドとのモル比は１.０：２.０〜２.５であると好ましい。有機溶媒はＮ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン、エチルアセテート、酢酸の内の少なくとも１種であると好ましい。この臭素化反応の反応温度は−５〜３０℃であると好ましく、反応時間は１２〜４８時間であると好ましい。
【００３１】
上述の工程（４）に記載した縮合反応工程において、前記化合物Ｅのジブロモ類化合物とマロノニトリルとのモル比は１.０：２.０〜１０であると好ましい。前記有機溶媒は、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジクロロメタン、トリクロロメタン又はエチルアセテートの内の少なくとも１種であると好ましい。前記縮合剤は、ＮａＨ、ナトリウムアルコキシドの内の少なくとも１種であると好ましく、ＮａＨであるとさらに好ましい。また、ナトリウムアルコキシドが、ナトリウムメトキシド、ナトリウム−ｔ−ブトキシドであると好ましいが、これらに限定されるものではない。この縮合反応の反応温度は７５〜１２０℃であると好ましく、反応時間は１２〜７２時間であると好ましい。前記触媒は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ２（ｄｂａ）３、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２の内の少なくとも１種類であると好ましく、その使用量は、モル百分率で化合物Ｅのジブロモ類化合物の０.０５％〜２０％である。
【００３２】
このキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造方法は、反応物を化学量論比で添加するだけでよく、特殊な設備や環境は必要ない。その製造方法は、プロセスが簡単であり、収率が高く、且つ条件が穏やかで、操作とコントロールが容易であり、工業的な生産に適する。
【００３３】
上述の利点を有するので、キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料は、有機光電材料、ポリマー太陽電池、有機エレクトロルミネセンスデバイス、有機電界効果トランジスタ、有機光記憶デバイス、有機非線形材料又は／及び有機レーザーに使用できる。
【００３４】
（実施例）
以下、実施例に基づいて、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００３５】
（実施例１）構造式が下述Ｉ１に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化１９】
0005600365.tif 000020
１）２，７−ジブロモ−９，９−ジメチルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２０】
0005600365.tif 000021
【００３６】
窒素環境下で、４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニル５.６４ｇをＴＨＦ４０ｍＬに溶解させ、−２５℃まで温度を下げ、ｎ−ブチルリチウム溶液（ｎ−ブチルリチウム溶液の濃度：１.０ｍｏｌ／Ｌ、溶媒：ｎ−ヘキサン）２０.００ｍＬを１滴ずつ加え、２時間反応させた後、ジメチルジクロロシランを１.２９ｇ加え、２４時間反応し続けた。反応が終了すると、脱イオン水を添加し、エチルエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、MALDI-TOF-MS (m/z): 368.1 (M+)であった。
【００３７】
２）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ１を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【００３８】
氷浴下でマロノニトリル３.１４ｇを水素化ナトリウム（６０％の油溶液）２.４５ｇとエチレングリコールジメチルエーテル５０ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して２０分間攪拌し、２，７−ジブロモ−９，９−ジメチルシラフルオレン３.６８ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.５４ｇを加えた。１２０℃まで加熱して１２時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、MALDI-TOF-MS (m/z): 336.4 (M+)であった。
【００３９】
（実施例２）
構造式が下述Ｉ２に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化２１】
0005600365.tif 000022
１）２，７−ジブロモ−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２２】
0005600365.tif 000023
【００４０】
アルゴン環境下で、４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニル６.００ｇをＴＨＦ１００ｍＬに溶解させ、−１００℃まで温度を下げ、メチルリチウム溶液（ｎ−ブチルリチウム溶液の濃度：１.０Ｍ、溶媒：ｎ−ヘキサン）４２.５５ｍＬを１滴ずつ加え、１２時間反応させた後、ジヘキシルジクロロシランを５.７０ｇ加え、４８時間反応し続けた。反応が終了すると、水を添加し、エチルエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：５０８．４（Ｍ＋）であった。
【００４１】
２）２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２３】
0005600365.tif 000024
【００４２】
−２５℃、窒素下で、ｎ−ブチルリチウム溶液１０.００ｍＬ（２.００Ｍ）を、２，７−ジブロモ−９，９−ジヘキシルシラフルオレン５.０８ｇとテトラヒドロフラン５０ｍＬが入った反応ボトルに加え、２時間攪拌した後２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン４.１７ｍＬを徐々に滴下し、２４時間攪拌し続けた。反応が終了すると、反応液を水に注ぎ、エチルエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：６０２．５（Ｍ＋）であった。
【００４３】
３）３，７−ジ（チオフェン−２−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２４】
0005600365.tif 000025
【００４４】
窒素環境下で、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレン３.０１ｇ、２−ブロモチオフェン１.６３ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０.３４ｇを含む反応ボトルに、ＮａＨＣＯ３（１Ｍ）水溶液４０ｍＬとエチレングリコールジメチルエーテル６０ｍＬを加え、１時間窒素置換した後、１２０℃まで加熱し、１２時間反応させた。反応が終了すると、濾過し、真空乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：５１４．９（Ｍ＋）であった。
【００４５】
４）３，７−ジ（５−ブロモチオフェン−２−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２５】
0005600365.tif 000026
【００４６】
−５℃で、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（チオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン１.３０ｇとＤＭＦ２０ｍＬが入った反応ボトルに、ＮＢＳ０.７１ｇを数回に分けて加え、４８時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を氷水に注いで急冷し、トリクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：６７２．７（Ｍ＋）であった。
【００４７】
５）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ２を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【００４８】
氷浴下でマロノニトリル１.５７ｇを水素化ナトリウム（水素化ナトリウムの油溶液における重量分率：６０％）０.１９ｇとエチレングリコールジメチルエーテル２５ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して３０分間攪拌し、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（５−ブロモチオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン０.６７ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.０３４ｇを加え、７５℃まで加熱して７２時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：６４０．９（Ｍ＋）であった。
【００４９】
（実施例３）
構造式が下述Ｉ３に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化２６】
0005600365.tif 000027
１）具体的な製造方法は実施例２の工程２）の詳細を参照するが、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式は以下の通りであった。
【化２７】
0005600365.tif 000028
【００５０】
２）３，７−ジ（４−ヘキシルチオフェン−２−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２８】
0005600365.tif 000029
【００５１】
窒素環境下で、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレン３.０１ｇ、２−ブロモ−４−ヘキシルチオフェン２.６８ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０.１５ｇを含む反応ボトルに、ＮａＯＨ（１Ｍ）水溶液３０ｍＬとトリクロロメタン５０ｍＬを加え、１時間窒素置換した後、７５℃まで加熱し、７２時間反応させた。反応が終了すると、濾過し、真空乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：６８３．２（Ｍ＋）であった。
【００５２】
３）３，７−ジ（５−ブロモ−４ヘキシルチオフェン−２−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化２９】
0005600365.tif 000030
【００５３】
０℃で、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（４−ヘキシルチオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン１.３７ｇとＤＭＦ４０ｍＬを含む反応ボトルにＮＢＳ０.８９ｇを数回に分けて加え、１２時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を氷水に注いで急冷し、トリクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：８４１．０（Ｍ＋）であった。
【００５４】
４）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ３を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【００５５】
氷浴下でマロノニトリル０.２５ｇを水素化ナトリウム（水素化ナトリウムの油溶液における重量分率：６０％）０.２１ｇとエチレングリコールジメチルエーテル３０ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して３０分間攪拌し、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（５−ブロモ−４ヘキシルチオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン０.８４ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.０３８ｇを加え、９０℃まで加熱して５２時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：８０９．３（Ｍ＋）であった。
【００５６】
（実施例４）構造式が下述Ｉ４に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化３０】
0005600365.tif 000031
１）２，７−ジブロモ−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３１】
0005600365.tif 000032
【００５７】
４，４’−ジブロモ−２，２’−ジヨードビフェニル６.００ｇを、体積比が１：１であるジクロロメタンとエチルアセテートとの混合溶媒１００ｍＬに溶解させ、−７５℃まで温度を下げ、フェニルリチウム溶液（ｎ−ブチルリチウム溶液の濃度：１.０Ｍ、溶媒：ｎ−ヘキサン）３０.００ｍＬを１滴ずつ加え、１０時間反応させた後、ジエイコシルジクロロシランを１４.５６ｇ加え、３４時間反応し続けた。反応終了後、水を添加し、エチルエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：９０１．２であった。
【００５８】
２）２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３２】
0005600365.tif 000033
【００５９】
−７８℃、窒素下で、ｎ−ブチルリチウム溶液２０.００ｍＬ（１.００Ｍ）を２，７−ジブロモ−９，９−ジエイコシルシラフルオレン４.５０ｇとエチルエーテル１００ｍＬが入った反応ボトルに加え、１２時間攪拌した後２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン４.１７ｍＬを徐々に滴下し、４８時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を水に注ぎ、エチルエーテルで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：９９５．３（Ｍ＋）であった。
【００６０】
３）３，７−ジ（４−エイコシルチオフェン−２−イル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３３】
0005600365.tif 000034
【００６１】
窒素環境下で、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレン３.００ｇ、２−ブロモ−４−エイコシルチオフェン２.９２ｇ、Ｐｄ２（ｄｂａ）３／Ｐ（ｏ−Ｔｏｌ）３０.２５ｇを含む反応ボトルに、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド（１Ｍ）水溶液３０ｍＬとエチレングリコールジメチルエーテル５０ｍＬを加え、１時間窒素置換した後、９０℃まで加熱して２８時間反応させた。反応終了後、濾過し、真空乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：１４６８．７（Ｍ＋）であった。
【００６２】
４）３，７−ジ（５−ブロモ−４−エイコシルチオフェン−２−イル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３４】
0005600365.tif 000035
【００６３】
３０℃で、５，５−ジエイコシル−３，７−ジ（４−エイコシルチオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン２.９４ｇとＤＭＦ４０ｍＬが入った反応ボトルに、ＮＢＳ０.７３ｇを数回に分けて加え、１８時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を氷水に注いで急冷し、トリクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：１６２６．５（Ｍ＋）であった。
【００６４】
５）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ４を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【００６５】
氷浴下でマロノニトリル０.８８ｇを水素化ナトリウム（水素化ナトリウムの油溶液における重量分率：６０％）０.２０ｇとエチレングリコールジメチルエーテル４０ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して３０分間攪拌し、５，５−ジエイコシル−３，７−ジ（５−ブロモ−４−エイコシルチオフェン−２−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン１.６３ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.０５５ｇを加え、１００℃まで加熱して２５時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。そして、水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：１５９４．７（Ｍ＋）であった。
【００６６】
（実施例５）構造式が下述Ｉ５に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化３５】
0005600365.tif 000036
１）具体的な製造方法は実施例２の工程２）の詳細を参照するが、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式は以下の通りであった。
【化３６】
0005600365.tif 000037
【００６７】
２）３，７−ジ（２，２’−ビチオフェン−５−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３７】
0005600365.tif 000038
【００６８】
窒素環境下で、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレン３.０１ｇ、５−ブロモ−２，２’−ビチオフェン２.５０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２０.２１ｇを含む反応ボトルにＮａＨＣＯ３（１Ｍ）水溶液３０ｍＬとエチレングリコールジメチルエーテル５０ｍＬを加えた。１時間窒素置換した後、１００℃まで加熱して２５時間反応させた。反応終了後、濾過し、真空乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：６７９．１（Ｍ＋）であった。
【００６９】
３）３，７−ジ（５’−ブロモ−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−９，９−ジヘキシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化３８】
0005600365.tif 000039
【００７０】
１０℃で、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（２，２’−ビチオフェン−５−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン１.３６ｇとトリクロロメタン２０ｍＬが入った反応ボトルにＮＢＳ０.７１ｇを数回に分けて加え、１２時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を氷水に注いで急冷し、トリクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：８３６．９（Ｍ＋）であった。
【００７１】
４）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ５を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【００７２】
氷浴下でマロノニトリル０.３３ｇを、ナトリウムメトキシド０.２０ｇとエチレングリコールジメチルエーテル４０ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して３０分間攪拌し、５，５−ジヘキシル−３，７−ジ（５’−ブロモ−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン０.８４ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.０４３ｇを加え、１１０℃まで加熱して３３時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。そして、水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：８０５．２（Ｍ＋）であった。
【００７３】
（実施例６）構造式が下述Ｉ６に示すようなキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料の製造
【化３９】
0005600365.tif 000040
１）具体的な製造方法は実施例２の工程２）の詳細を参照するが、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式は以下の通りであった。
【化４０】
0005600365.tif 000041
【００７４】
２）３，７−ジ（４，４’−ジエイコシル−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化４１】
0005600365.tif 000042
【００７５】
２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレン９.９５ｇ、５−ブロモ−４，４’−ジエイコシル−２，２’−ビチオフェン１６.２０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０.５５ｇを含む反応ボトルに、ＮａＨＣＯ３（１Ｍ）水溶液６０ｍＬ及び体積比が１：１であるエチルエーテルとジクロロメタンとの混合溶媒１００ｍＬを加え、８５℃まで加熱して３２時間反応させた。反応終了後、濾過し、真空乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより固体生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：２１９４．０（Ｍ＋）であった。
【００７６】
３）３，７−ジ（５’−ブロモ−４，４’−ジエイコシル−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−９，９−ジエイコシルシラフルオレンを製造した。その構造式及び製造方法は以下の通りであった。
【化４２】
0005600365.tif 000043
【００７７】
２５℃で、５，５−ジエイコシル−３，７−ジ（４，４’−ジエイコシル−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン２.１９ｇ及び体積比が１：３であるテトラヒドロフランとエチルアセテートの混合溶媒４０ｍＬが入った反応ボトルに、ＮＢＳ０.７７ｇを数回に分けて加え、１８時間攪拌し続けた。反応終了後、反応液を氷水に注いで急冷し、トリクロロメタンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、回転蒸発し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：２３５１．８（Ｍ＋）であった。
【００７８】
４）キノイドシラフルオレン類の有機半導体材料Ｉ６を製造した。その製造方法は以下の通りであった。
【化４３】
0005600365.tif 000044
【００７９】
氷浴下でマロノニトリル０.４９ｇを、トリウムーｔ−ブトキシド（水素化ナトリウムの油溶液における重量分率：６０％）０.１０ｇとエチレングリコールジメチルエーテル２０ｍＬとの懸濁液に加え、室温に戻して４０分間攪拌し、５，５−ジエイコシル−３，７−ジ（５’−ブロモ−４，４’−ジエイコシル−２，２’−ビチオフェン−５−イル）−４Ｈ−ジシラフルオレン１.１８ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２０.０３３ｇを加え、９５℃まで加熱して４２時間反応させた後、０℃まで冷却し、飽和Ｂr２／Ｈ２Ｏ溶液を加えた。そして、水を添加し、吸引ろ過し、水洗、乾燥し、カラムクロマトグラフィーにより生成物を得た。この生成物は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：２３２０．１（Ｍ＋）であった。
【００８０】
（応用実施例７）実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を活性層とする太陽電池デバイスの製造
図２を参照すると、この太陽電池デバイスは、順に積層されているガラス基板１１と、透明陽極１２と、中間補助層１３と、活性層１４と、陰極１５とを備えるものである。中間補助層１３にポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレン−スルホン酸複合材料（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳと略する）を用いている。活性層１４は電子供与体材料と電子受容体材料からなり、電子供与体材料に実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を用いている。電子受容体材料は[６，６]フェニル−Ｃ６１−酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭと略する）であってもよい。透明陽極１２にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯと略する）を用いてもよく、シート抵抗が１０−２０Ω／ｓｑであるインジウムスズ酸化物を用いると好ましい。陰極１５にアルミニウム電極、あるいは例えばＣａ／ＡｌやＢａ／Ａｌ等の二重金属層電極を用いてもよい。その中で、ガラス基板１１を下地とすることができ、製造の際には、ＩＴＯガラスを選択して、超音波による洗浄を経た後、酸素−プラズマで処理し、ＩＴＯガラスに中間補助層１３を塗工して、実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料と電子受容体材料とを混合した後中間補助層１３に塗工して、活性層１４を形成し、その後、真空蒸着技術により活性層１４に陰極１５を堆積して、上述の太陽電池デバイスを得た。好ましい実施例において、透明陽極１２、中間補助層１３、活性層１４、ＣａとＡｌの二重金属層の層厚さはそれぞれ１７０、４０、１５０、７０ｎｍである。
【００８１】
図２に示すように、光の照射下で、光がガラス基板１１とＩＴＯ電極１２を透過すると、光エネルギーが活性層１４内の実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料に吸収されて励起子が生じる。該励起子が電子供与体／受容体材料の界面まで移動し、さらに電子がＰＣＢＭのような電子受容体材料に移動すると、電荷が分離して、自由なキャリア、即ち自由な電子と正孔が生じる。自由な電子が電子受容体材料に沿って金属陰極に輸送されて陰極に集まり、自由な正孔が電子供与体材料に沿ってＩＴＯ陽極へ輸送されて陽極に集まると、光電流と光電圧が生じ、光電変換が実現される。外部から負荷１６を接続すると、給電できる。この過程において、実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料は極めて広いスペクトル応答範囲を有するので、光エネルギーを更に十分に利用できる。また、光電変換効率が高くなるので、太陽電池デバイスの発電能力は増加する。また、このような有機材料により、太陽電池デバイスの重量は低減する。該太陽電池デバイスは、スピンコーティングなどの技術によっても製造できるので、量産に適している。
【００８２】
（応用実施例８）実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を含む有機エレクトロルミネセンスデバイスの製造
図３を参照すると、順に積層して設けられているガラス基板２１と、透明陽極２２と、発光層２３と、バッファ層２４と、陰極２５とを備え、実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を用いた有機エレクトロルミネセンスデバイスが示されている。透明陽極２２にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯと略する）を用いてもよい。シート抵抗が１０−２０Ω／ｓｑであるインジウムスズ酸化物を用いると好ましい。発光層２３は、実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料からなるものである。バッファ層２４にＬｉＦなどを用いてもよいが、これに限定されるものではない。陰極２５は、金属Ａｌなどであってもよいが、これらに限定されるものではない。具体的な実施例においては、有機エレクトロルミネセンスデバイスの構造は、ＩＴＯ／実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料／ＬｉＦ／Ａｌと表される。各層は従来の方法を用いて形成してもよいが、実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料は、スピンコーティング技術にてＩＴＯに形成してもよい。この発光層に真空蒸着されたＬｉＦバッファ層を用い、バッファ層に蒸着された金属Ａｌを用いてデバイスの陰極とすることができる。
【００８３】
（応用実施例９）実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を含む有機電界効果トランジスタの製造
図４を参照すると、この有機電界効果トランジスタは、順に積層して設けられているアンダーレイ３１と、絶縁層３２と、改質層３３と、有機半導体層３４と、有機半導体層３４に設置されたソース電極３５及びドレイン電極３６とを備えるものである。その中で、アンダーレイ３１は高ドーピングされたシリコンチップ（Ｓｉ）であってもよいが、これに限定されるものではなく、絶縁層３２はマイクロ・ナノメートル（例えば４５０ｎｍ）の厚さのＳｉＯ２であってもよいが、これに限定されるものではない。有機半導体層３４に実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を用いている。ソース電極３５及びドレイン電極３６に金を用いてもよいが、これに限定されるものではない。改質層３３は、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）であってもよいが、これに限定されるものではない。アンダーレイ３１と、絶縁層３２と、改質層３３と、ソース電極３５及びドレイン電極３６のすべてを従来の方法で形成してもよい。有機半導体層３４は実施例１で製造されたキノイドシラフルオレン類の有機半導体材料を、１０−４Ｐａに近い真空度で、改質層３３により改質された絶縁層３２にスピンコーティングしてなるものであってもよい。
【００８４】
以上に記述したのは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の精神と範囲内で行われるいかなる修正、均等物への置換、改善なども本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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