(57)【要約】【課題】機械的な変形に対する耐性を高めることの可能な有機半導体材料である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体、有機半導体素子、及び、有機半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体である。Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、Ｒ５，Ｒ１１は非光重合性置換基である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【化１】
2014055208.tif 000015
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、
Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
【請求項２】
前記光重合性不飽和基は、
少なくとも１つの三重結合を含む、
請求項１に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【請求項３】
前記光重合性不飽和基は、
アルケニル基、アルキニル基、ジイニル基、メタクリル基、エチルメタクリル基、ジアゾ基、及び、アジド基のいずれか１つである、
請求項１に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【請求項４】
前記光重合性不飽和基は、
アルキニル基、ジイニル基、ジアゾ基、及び、アジド基のいずれか１つである、
請求項２に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【請求項５】
前記光重合性不飽和基は、
芳香環及び複素芳香環の少なくとも１つを介して６，１２‐ジオキサアンタントレンと結合する、
請求項１に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【請求項６】
有機半導体層を備え、
前記有機半導体層は、構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体を含む、
有機半導体素子。
【化１】
2014055208.tif 000016
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、
Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
【請求項７】
有機半導体層を備え、
前記有機半導体層は、
構造式（２）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体が繰り返し単位となる有機半導体材料を含む、
有機半導体素子。
【化２】
2014055208.tif 000017
Ａ１は、芳香環、複素芳香環、もしくは、直接結合を表す。
Ｙ１は、二価のアルケン、二価のアルキン、アゾ基、トリアゾール環のいずれか１つである。
【請求項８】
単量体層を形成し、
前記単量体層に光を照射して有機半導体層を形成し、
前記単量体層は、
構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体を含む、
有機半導体素子の製造方法。
【化１】
2014055208.tif 000018
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、
Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
【請求項９】
前記単量体層に対する光の照射では、
前記単量体層の一部に前記光を照射し、
前記単量体層における前記光が照射されていない部分を除去して前記有機半導体層を形成する
請求項８に記載の有機半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体、有機半導体素子、及び、有機半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の半導体層には、シリコンやガリウム系化合物等の無機半導体材料が広く用いられている。一方で、特許文献１に記載の多環芳香族化合物は、分子間の相互作用によって半導体としての物性を示し、無機半導体材料に代わる半導体層の形成材料として注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３２３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体材料が適用される対象は、例えばフレキシブルディスプレイ等のように、機械的な柔軟性が求められる装置にまで広がっている。それゆえに、半導体素子の半導体層に用いられる有機半導体材料では、機械的な変形に対する耐性を高めることが望まれている。
【０００５】
本開示の技術は、機械的な変形に対する耐性を高めることの可能な有機半導体材料である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体、有機半導体素子、及び、有機半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の技術における６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体である。
【０００７】
【化１】
2014055208.tif 000002
【０００８】
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
本開示の技術における有機半導体素子は、有機半導体層を備え、前記有機半導体層は、構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体を含む。
【０００９】
【化１】
2014055208.tif 000003
【００１０】
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
本開示の技術における有機半導体素子は、有機半導体層を備え、前記有機半導体層は、構造式（２）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体が繰り返し単位となる有機半導体材料を含む。
【００１１】
【化２】
2014055208.tif 000004
【００１２】
Ａ１は、芳香環、複素芳香環、もしくは、直接結合を表す。
Ｙ１は、二価のアルケン、二価のアルキン、アゾ基、トリアゾール環のいずれか１つである。
【００１３】
本開示の技術における有機半導体素子の製造方法は、単量体層を形成し、前記単量体層に光を照射して有機半導体層を形成する。前記単量体層は、構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体を含む。
【００１４】
【化１】
2014055208.tif 000005
【００１５】
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の技術によれば、多環芳香族化合物である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体が重合体を形成するため、有機半導体素子の機械的な変形に対する耐性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の技術における一実施形態にて６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体でのπ共役の広がりを模式的に示す模式図である。
【図２】本開示の技術における一実施形態にて６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体でのπ共役の広がりを模式的に示す模式図である。
【図３】本開示の技術における一実施形態での有機半導体素子の断面構造を示す図である。
【図４】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図５】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図６】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図７】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図８】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図９】本開示の一実施形態における有機半導体素子の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図１０】半導体素子の第１変形例における断面構造を示す断面図である。
【図１１】半導体素子の第２変形例における断面構造を示す断面図である。
【図１２】半導体素子の第３変形例における断面構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の技術を具体化した一実施形態について図１から図９を参照して説明する。
［６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体］
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、構造式（１）で表される化合物であり、６，１２‐ジオキサアンタントレン（ペリキサンテノキサンテン）を母体として有する。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１の少なくとも１つは、光重合性不飽和基を含む。
【００１９】
【化１】
2014055208.tif 000006
【００２０】
光重合性不飽和基は、光の照射によってラジカルを生成する不飽和基である。光重合性不飽和基は、赤外光、可視光、紫外光、イオンビーム、及び、放射線の少なくとも１つの照射によってラジカルを生成する。光重合性不飽和基は、二重結合、及び、三重結合のいずれか１つを含む一価の不飽和基であってもよいし、二重結合、及び、三重結合の少なくとも１つを含む二価の不飽和基であってもよい。なお、光重合性不飽和基は、共鳴構造における二重結合、及び、共鳴構造における三重結合を含んでもよい。光重合性不飽和基は、例えば、アルケニル基、アルキニル基、ジイニル基、メタクリル基、エチルメタクリル基、ジアゾ基、及び、アジド基の少なくとも１つである。
【００２１】
有機半導体層内では、相互に異なる２つの６，１２‐ジオキサアンタントレンは、例えば、分子内に形成されるπ共役の平面と相互に直交する方向に沿って並び、また、分子内にて形成されるπ共役の平面と相互に並行な方向に沿っても並ぶ。分子内のπ共役平面と直交する方向に沿って並ぶ６，１２‐ジオキサアンタントレンは、π共役の形成される平面が相互に対向することによって、分子間における伝導性を高める。また、分子内のπ共役平面に沿って並ぶ６，１２‐ジオキサアンタントレンは、光重合性不飽和基を介して重合されることによって、分子間における伝導性を高める。例えば、有機半導体層内では、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、図１あるいは図２に示されるように並ぶ。有機半導体層は、厚みに比べて大きい表面によって構成される平面的な形状をなしている。
【００２２】
図１に示されるように、有機半導体層１内では、重合体における複数の繰り返し単位２が、各繰り返し単位２のπ共役平面２ａが有機半導体層１の表面に対して傾く状態で配列されている。各繰り返し単位２は、有機半導体層１の表面に対して傾く方向にて隣り合う繰り返し単位２と連結部分３によって連結されている。連結部分３は、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の光重合性不飽和基を構成する原子を含んでいる。有機半導体層１内では、有機半導体層１の表面に沿う方向に並ぶ繰り返し単位２が１つの層として設定される場合に、繰り返し単位２の層が、数層から十層程度積まれている。
【００２３】
このように、π共役平面２ａが有機半導体層１の表面に対して傾いた状態では、有機半導体層１の表面に沿う方向がキャリアの流れる方向として設定される場合に、重合体の分子間におけるπ共役が、キャリアの移動に寄与する。
【００２４】
図２に示されるように、有機半導体層１内では、重合体における複数の繰り返し単位２が、各繰り返し単位２のπ共役平面２ａが有機半導体層１の表面に沿って広がる状態で配置されている。各繰り返し単位２は、有機半導体層１の面方向にて隣り合う繰り返し単位２と連結部分３によって連結されている。有機半導体層１内では、有機半導体層１の表面に沿う方向に並ぶ繰り返し単位２が１つの層として設定される場合に、繰り返し単位２の層が、数層から十層程度積まれている。
【００２５】
このように、π共役平面２ａが有機半導体層１の表面に沿って広がる状態では、有機半導体層１の表面に沿う方向がキャリアの流れる方向として設定される場合に、重合体の分子内におけるπ共役がキャリアの移動に寄与する。そのため、π共役平面２ａが有機半導体層１の表面に対して傾く状態と比べて、キャリアの移動度が高められる。
【００２６】
光重合性不飽和基がジアゾ基及びアジド基である場合、光重合性不飽和基には、不対電子を持つ窒素原子が含まれる。窒素原子が連結部分３に含まれる場合には、繰り返し単位２の電子密度を高めることのできる電子供与性の部位として機能する。そのため、重合体間における繰り返し単位２のπ共役が高められる。さらに、連結部分３に含まれる窒素原子が不飽和結合を構成する場合には、重合体内における繰り返し単位２同士のπ共役が高められる。
【００２７】
分子間における伝導性を高める上では、重合した２つの６，１２‐ジオキサアンタントレンの間の距離が小さい方が好ましく、また、２つの６，１２‐ジオキサアンタントレンの間に多重結合が形成される方が好ましい。そこで、光重合性不飽和基がアルケニル基である場合に、光重合性不飽和基は、炭素数が２であるビニル基であることが好ましい。光重合性不飽和基がアルキニル基である場合に、光重合性不飽和基は、炭素数が３以下であることが好ましく、炭素数が２であるエチニル基であることがより好ましい。
【００２８】
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体では、Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、１つが光重合性不飽和基である場合には、光重合性不飽和基は、Ｒ３であることが最も好ましく、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ１、Ｒ５の順に好ましい。
【００２９】
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体では、Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、２つが光重合性不飽和基である場合には、光重合性不飽和基は、Ｒ３とＲ９とであることが最も好ましく、Ｒ２とＲ８、Ｒ４とＲ１０、Ｒ１とＲ７、Ｒ５とＲ１１の順に好ましい。
【００３０】
Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、Ｒ３が光重合性不飽和基であり、残りの官能基の各々が独立して水素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、例えば、Ｒ３が臭素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物から、臭素原子の置換反応を経て生成される。Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、Ｒ３とＲ９とが光重合性不飽和基であり、残りの官能基の各々が独立して水素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、例えば、Ｒ３とＲ９とが臭素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物から、臭素原子の置換反応を経て生成される。
【００３１】
この際に、６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物は、１，１‘‐ビス‐２‐ナフトール誘導体を用いた分子内での閉環反応によって得られる。例えば、水酸化ナトリウム水溶液に溶解された６，６‘‐ジブロモ‐１，１‘‐ビス‐２‐ナフトールが、酢酸銅水溶液の添加の後に空気中にて酸化されることによって、６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物は得られる。光重合性不飽和基がＲ３とＲ９とである場合には、光重合性不飽和基が他の位置である場合に比べて、１，１‘‐ビス‐２‐ナフトール誘導体における分子内での閉環反応にて立体障害が抑えられる。また、光重合性不飽和基がＲ３とＲ９とである場合には、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の分子内における架橋点間の距離が長くなる。そのため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合にて６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体間での立体障害が抑えられる。それゆえに、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体同士の重合反応が進行しやすい。また、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体では、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体ごとのπ共役系が重合体のπ共役系に大きく寄与する。
【００３２】
なお、臭素原子と光重合性不飽和基との置換反応は、１，１‘‐ビス‐２‐ナフトール誘導体を用いた分子内での閉環反応が行われる前に行ってもよい。光重合性不飽和基の置換反応が閉環反応よりも前に行われる場合、光重合性不飽和基が環化反応点と反応することを抑えることができる。また、例えば、Ｒ２とＲ８とが光重合性不飽和基である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体も、Ｒ３とＲ９とが光重合性不飽和基である場合と同様の方法にて生成することができる。
【００３３】
Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、光重合性不飽和基以外の置換基は、水素原子以外である非光重合性置換基であってもよい。Ｒ３とＲ９とが光重合性不飽和基である場合には、Ｒ５とＲ１１、又はＲ１とＲ７とが非光重合性置換基であることによって、光重合性不飽和基と非光重合性置換基との間での立体障害を抑えることができる。非光重合性置換基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、複素芳香環基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、又は、シクロアルキルチオ基でもよい。非光重合性置換基は、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、又は、アミノ基でもよい。非光重合性置換基は、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、又は、シリル基でもよい。
【００３４】
アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ‐ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等であり、直鎖状でもよいし、主鎖と側鎖とを備える分岐した鎖状でもよい。シクロアルキル基は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等であり、アリール基は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等である。アリールアルキル基は、メチルアリール基、エチルアリール基、イソプロピルアリール基、ノルマルブチルアリール基、ｐ‐トリル基、ｐ‐エチルフェニル基、ｐ‐イソプロピルフェニル基、４‐プロピルフェニル基、４‐ブチルフェニル基、４‐ノニルフェニル基等である。
【００３５】
複素芳香環基は、ピリジル基、チエニル基、フリル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等である。複素環基は、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等であり、アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等である。シクロアルコキシ基は、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等であり、アリールオキシ基は、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等であり、アルキルチオ基は、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基等である。
【００３６】
シクロアルキルチオ基は、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等であり、アリールチオ基は、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等である。アルコキシカルボニル基は、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基等であり、アリールオキシカルボニル基は、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等である。スルファモイル基は、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２‐ピリジルアミノスルホニル基等である。
【００３７】
アシル基は、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２‐エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等である。アシルオキシ基は、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等である。
【００３８】
アミド基は、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２‐エチルヘキシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等である。カルバモイル基は、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、２‐エチルヘキシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２‐ピリジルアミノカルボニル基等である。ウレイド基は、メチルウレイド基、エチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２‐ピリジルアミノウレイド基等である。
【００３９】
スルフィニル基は、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２‐エチルヘキシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２‐ピリジルスルフィニル基等である。アルキルスルホニル基は、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２‐エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等である。アリールスルホニル基は、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２‐ピリジルスルホニル基等である。
【００４０】
アミノ基は、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、２‐エチルヘキシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２‐ピリジルアミノ基等である。ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、フッ化炭化水素基は、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等であり、シリル基は、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等である。
【００４１】
非光重合性置換基では、１つ以上の水素原子が、同一の非光重合性置換基、あるいは、相互に異なる非光重合性置換基によって更に置換されていてもよいし、非光重合性置換基は、複数の非光重合性置換基が相互に結合することによって環状の置換基を形成してもよい。
【００４２】
光重合性不飽和基、及び、非光重合性置換基は、チエニル基、ピリジル基、ナフチル基、及び、フェニル基を有することが好ましい。これらの置換基によれば、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体におけるπ共役が高められる。それゆえに、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体を含む有機半導体層にて、電子移動度が高められる。特に、非光重合性置換基がチエニル基である場合には、チエニル基に含まれる硫黄原子によって、重合体における電子分布の均一化が図られるためさらに好ましい。
【００４３】
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体では、Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、１つが非光重合性置換基であり、２つが光重合性不飽和基であり、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、非光重合性置換基は、Ｒ３又はＲ９であることが好ましい。２つの光重合性不飽和基のうちの１つは、Ｒ３又はＲ９のうち、非光重合性置換基とは異なる官能基であることが好ましく、他の１つの光重合性不飽和基は、Ｒ５又はＲ１１のうち、非光重合性置換基に近い官能基であることが好ましい。これにより、非光重合性置換基と２つの光重合性不飽和基とが相互に立体障害となることが抑えられる。また、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体では、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体内での架橋点間の距離が長くなるため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体同士の光重合反応が進みやすくなる。
【００４４】
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体では、Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、２つが非光重合性置換基であり、２つが光重合性不飽和基であり、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、非光重合性置換基は、Ｒ３とＲ９とであることが好ましい。２つの光重合性不飽和基は、Ｒ４とＲ１０、Ｒ２とＲ８、Ｒ１とＲ７、Ｒ５とＲ１１のいずれかの組であることが好ましい。
【００４５】
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体にて、Ｒ１からＲ１１（Ｒ６を除く）のうち、光重合性不飽和基を含む官能基では、母体である６，１２‐ジオキサアンタントレンと光重合性不飽和基とが、非光重合性置換基における芳香環や複素芳香環を介して結合されてもよい。複素芳香環としては、チエニル基、ピリジル基、フェニル基、及び、ナフチル基が好ましい。この際に、芳香環や複素芳香環にて光重合性不飽和基の導入される炭素の位置は、光重合性不飽和基の置換が進行しやすい順に好ましい。例えば、チエニル基では、光重合性不飽和基の導入される炭素が１位であることが最も好ましく、２位、及び、３位が次に好ましい。ピリジル基では、光重合性不飽和基の導入される炭素が１位であることが最も好ましく、次いで、３位、２位、４位の順に好ましい。ナフチル基では、光重合性不飽和基の導入される炭素が４位であることが最も好ましく、次に、３位が好ましく、続いて、１位、２位、５位、６位、及び、７位が好ましい。フェニル基では、光重合性不飽和基の導入される炭素が３位であることが最も好ましく、次に、２位、及び、４位が好ましく、続いて、１位、及び、５位が好ましい。
【００４６】
例えば、Ｒ５とＲ１１とが非光重合性置換基である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、例えば、Ｒ５とＲ１１とが臭素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物から、臭素原子の置換反応を経て生成される。なお、６，１２‐ジオキサアンタントレン臭化物が、１，１‘‐ビス‐２‐ナフトール誘導体を用いた分子内での閉環反応によって得られる場合には、臭素原子と非光重合性置換基との置換反応は、閉環反応よりも前に行われてもよいし、後に行われてもよい。閉環反応が置換反応よりも前に行われる場合には、非光重合性置換基と環化反応点との反応を抑えることができる。
【００４７】
［有機半導体素子］
６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体を含む有機半導体層を備える有機半導体素子について図３を参照して説明する。
【００４８】
図３に示されるように、有機半導体素子１０では、基板１１上の一部に形成されたゲート電極１２の全体が、ゲート絶縁層１３で覆われている。ゲート絶縁層１３上には、有機半導体層１４が積層され、有機半導体層１４上の一部には、ソース電極１５とドレイン電極１６とが相互に独立して形成されている。有機半導体素子１０は、ボトムゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタである。
【００４９】
基板１１の形成材料には、無機材料若しくは有機材料が用いられる。無機材料と有機材料とは、それぞれ単独で用いられてもよいし、無機材料で形成された層と有機材料で形成された層とが積層されてもよい。無機材料は、例えば、ケイ素、スピンオンガラス、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、及び、金属酸化物の高誘電絶縁材料等である。基板１１の形成材料としてケイ素が用いられた場合には、基板１１におけるゲート絶縁層１３の積層される面が酸化されていることが好ましい。有機材料は、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリマーである。
【００５０】
ゲート電極１２の形成材料には、無機材料と有機材料とが用いられる。無機材料は、金属材料と非金属材料とである。金属材料は、金、白金、パラジウム、クロム、モリブデン、ニッケル、アルミニウム、銀、タンタル、タングステン、銅、チタン、インジウム、スズ等である。金属材料は、これら金属の２つ以上を含む合金でもよいし、金属あるいは合金から形成された導電性粒子でもよい。非金属材料は、不純物を含有したポリシリコン等の導電性物質である。有機材料は、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）、ポリスチレンスルホン酸等の導電性高分子である。ゲート電極１２は、金属材料、非金属材料、及び、有機材料のいずれかで形成された単層でもよいし、相互に異なる単層が積層された構造でもよい。
【００５１】
ゲート絶縁層１３の形成材料には、有機系絶縁材料と無機系絶縁材料とが用いられる。有機系絶縁材料は、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、及び、ポリビニルアルコールである。有機系絶縁材料には、これらポリマーの組み合わせが用いられてもよい。
【００５２】
無機系絶縁材料は、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素系材料、及び、金属酸化物の高誘電絶縁材料である。このうち、酸化ケイ素系材料は、酸化シリコン、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン、ＳＯＧ、及び、シリコン系低誘電率材料等である。
【００５３】
有機半導体層１４の形成材料には、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体が用いられる。有機半導体層１４の形成材料には、ｎ型不純物のドーピング材料、あるいは、ｐ型不純物のドーピング材料が添加されてもよい。
【００５４】
ソース電極１５の形成材料、及び、ドレイン電極１６の形成材料には、ゲート電極１２と同様の材料が用いられる。ゲート電極１２、ソース電極１５、及び、ドレイン電極１６の形成材料は、同一であってもよいし、相互に異なってもよい。
【００５５】
［有機半導体素子の製造方法］
有機半導体素子の製造方法について、図４から図９を参照して説明する。
図４に示されるように、有機半導体素子１０の製造時には、まず、基板１１上にゲート電極１２が形成される。ゲート電極１２の形成には、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スピンコート法、印刷法、コーティング法、スタンプ法、めっき法、スプレー法等の成膜法が用いられる。
【００５６】
図５に示されるように、ゲート電極１２が形成されると、ゲート電極１２を覆うゲート絶縁層１３が形成される。ゲート絶縁層１３の形成には、ゲート電極１２の形成と同様に、各種の成膜法が用いられる。なお、ゲート絶縁層１３は、ゲート電極１２の表面に対する酸化、又は、ゲート電極１２の表面に対する窒化によって形成することもできる。ゲート電極１２の表面を酸化する方法には、酸素プラズマによる酸化法、又は、陽極酸化法等が用いられる。ゲート電極１２の表面を窒化する方法には、窒素プラズマによる窒化法等が用いられる。
【００５７】
図６に示されるように、ゲート絶縁層１３が形成されると、ゲート絶縁層１３を覆う単量体層２４が基板１１の全体に形成される。単量体層２４は、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体を単量体の状態で含んでいる。単量体層２４には、重合開始剤が含まれてもよく、また、重合促進剤がさらに含まれてもよい。
【００５８】
重合開始剤には、ラジカル型光重合開始剤、アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤、又は、他の光重合開始剤等が用いられる。
【００５９】
アルキルフェノン系光重合開始剤は、２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オン、１‐ヒドロキシ‐シクロヘキシル‐フェニル‐ケトン、２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐１‐フェニル‐プロパン‐１‐オン、１‐［４‐（２‐ヒドロキシエトキシ）‐フェニル］‐２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐１‐プロパン‐１‐オン、２‐ヒロドキシ‐１‐｛４‐［４‐（２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐プロピオニル）‐ベンジル］フェニル｝‐２‐メチル‐プロパン‐１‐オン、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオフェニル）‐２‐モルフォリノプロパン‐１‐オン、２‐ベンジル‐２‐ジメチルアミノ‐１‐（４‐モルフォリノフェニル）‐ブタノン‐１、２‐（ジメチルアミノ）‐２‐［（４‐メチルフェニル）メチル］‐１‐［４‐（４‐モルホリニル）フェニル］‐１‐ブタノン等である。
【００６０】
アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤は、２，４，６‐トリメチルベンゾイル‐ジフェニル‐フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６‐トリメチルベンゾイル）‐フェニルフォスフィンオキサイド等が含まれる。
【００６１】
チタノセン系光重合開始剤は、ビス（η５‐２，４‐シクロペンタジエン‐１‐イル）‐ビス（２，６‐ジフルオロ‐３‐（１Ｈ‐ピロール‐１‐イル）‐フェニル）チタニウム等である。
【００６２】
他の光重合開始剤は、１，２‐オクタンジオン、１‐［４‐（フェニルチオ）‐２‐（Ｏ‐ベンゾイルオキシム）］、エタノン、１‐［９‐エチル‐６‐（２‐メチルベンゾイル）‐９Ｈ‐カルバゾール‐３‐イル］、１‐（Ｏ‐アセチルオキシム）、及び、オキシフェニル酢酸、２‐［２‐オキソ‐２‐フェニルアセトキシエトキシ］エチルエステルとオキシフェニル酢酸、２‐（２‐ヒドロキシエトキシ）エチルエステルとの混合物等である。
【００６３】
カチオン系光重合開始剤は、ヨードニウム、（４‐メチルフェニル）［４‐（２‐メチルプロピル）フェニル］‐ヘキサフルオロフォスフェート（１‐）と、プロピレンカーボネートとの混合物等である。
【００６４】
重合促進剤は、エチル‐４‐ジメチルアミノベンゾエート、及び、２‐エチルヘキシル‐４‐ジメチルアミノベンゾエート等である。
単量体層２４の形成には、ＰＶＤ法、スピンコート法、印刷法、コーティング法、及び、スプレー法、キャスティング法等が用いられる。
【００６５】
図７に示されるように、単量体層２４が形成されると、単量体層２４に光が照射される。この際、単量体層２４と光源との間の隙間には、光に対する透過性が相互に異なる複数の領域を有したマスクＭが配置される。マスクＭは、例えば、光を透過する透過部Ｍａと、光を透過しない非透過部Ｍｂとを有する。マスクＭにおける透過部Ｍａは、有機半導体層１４の形成される部位と対向する位置に配置され、マスクＭにおける非透過部Ｍｂは、有機半導体層１４の形成されない部位と対向する位置に配置される。なお、単量体層２４における所定の部位にのみ光が照射される方式であれば、マスクＭは省略されてもよい。
【００６６】
単量体層２４に照射される光は、赤外線、可視光線、紫外線、イオンビーム、及び、放射線のいずれかであればよい。単量体層２４に対する光の照射では、波長が相互に異なる複数の光が、単量体層２４に対して同時に照射されてもよいし、相互に異なるタイミングで照射されてもよい。単量体層２４に照射される光は、所定の時間を空けて複数回照射されてもよく、複数回照射される場合には、１回に照射される光量が、同一であってもよいし、相互に異なってもよい。単量体層２４に対して照射される光は、マスクＭの全体に対して一度に照射されてもよいし、マスクＭの一部に対して照射された光が走査されることによって、マスクＭの全体に光が照射されてもよい。
【００６７】
透過部Ｍａを通った光が単量体層２４に照射されると、単量体層２４のうち光が照射された部分である照射部分２４ａでは、光重合性不飽和基がラジカルを生成して、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合反応が進行する。
【００６８】
例えば、Ｒ３とＲ９とがビニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（３）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は進行する。なお、以下反応式（３）から反応式（８）では、６，１２‐ジオキサアンタントレンがＰＸＸとして表されている。また、反応式（３）から反応式（８）では、ＰＸＸが、例えば、Ｒ５とＲ１１とが非光重合性置換基であり、残りの官能基が独立して水素原子である６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体であってもよい。そして、Ｒ６を除くＲ１からＲ１１のいずれか１つがビニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合にも、架橋の度合いは低くなるが、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンとビニル基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００６９】
【化３】
2014055208.tif 000007
【００７０】
例えば、Ｒ３とＲ９とがエチニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（４）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合が進行する。なお、Ｒ６を除くＲ１からＲ１１のいずれか１つがエチニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合にも、架橋の度合いは低くなるが、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンとエチニル基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００７１】
【化４】
2014055208.tif 000008
【００７２】
例えば、Ｒ３とＲ９とが１，３ブタジイニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（５）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は進行する。なお、Ｒ６を除くＲ１からＲ１１のいずれか１つが１，３ブタジイニル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合にも、架橋の度合いは低くなるが、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンと１，３ブタジイニル基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００７３】
【化５】
2014055208.tif 000009
【００７４】
例えば、Ｒ３とＲ９とがジアゾメチル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（６）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は進行する。なお、Ｒ６を除くＲ１からＲ１１のいずれか１つがジアゾメチル基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合にも、少なくとも６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の２量体の形成は同様な経路で進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンとジアゾメチル基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００７５】
【化６】
2014055208.tif 000010
【００７６】
例えば、Ｒ３とＲ９とがアジド基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（７）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は進行する。なお、Ｒ６を除くＲ１からＲ１１のいずれか１つがアジド基であって、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合にも、少なくとも６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の２量体の形成は同様な経路で進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンとアジド基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００７７】
【化７】
2014055208.tif 000011
【００７８】
例えば、Ｒ３がアジド基であり、Ｒ９がエチニル基であり、残りの官能基の各々が独立して水素原子である場合には、下記反応式（８）に従って６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は進行する。また、６，１２‐ジオキサアンタントレンとアジド基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレンとエチニル基とが、芳香環や複素芳香環を介して結合される場合にも、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体のラジカル重合は同様な経路で進行する。
【００７９】
【化８】
2014055208.tif 000012
【００８０】
すなわち、上記に例示の光重合性不飽和基によれば、構造式（２）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体が繰り返し単位となる有機半導体材料が生成される。
【００８１】
【化２】
2014055208.tif 000013
【００８２】
Ａ１は、芳香環、複素芳香環、もしくは、直接結合を表す。
Ｙ１は、二価のアルケン、二価のアルキン、アゾ基、１，２，３‐トリアゾール環のいずれか１つである。
【００８３】
結果として、照射部分２４ａでは、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体である有機半導体材料が生成されて有機溶媒に対する溶解度が低くなる。これに対し、単量体層２４のうち光が照射されない部分である非照射部分２４ｂでは、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合反応が進行しない。それゆえに、非照射部分２４ｂでは、照射部分２４ａよりも有機溶媒に対する溶解度が高くなる。
【００８４】
図８に示されるように、照射部分２４ａに光が照射されると、単量体層２４に対して有機溶媒が供給されて、単量体層２４が現像される。現像には、ディップ現像法、ステップ・パドル現像法、振動現像法、逆さ現像法、スプレー現像法、又は、シャワー現像法等が用いられる。これにより、単量体層２４における非照射部分２４ｂが基板１１上から除去されて、照射部分２４ａが有機半導体層１４として基板１１上に残る。結果として、基板１１上には、複数の有機半導体層１４が形成される。
【００８５】
単量体層２４における光が照射された部分では、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合反応が進行する。そのため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の分子が相互に架橋されていない構成と比べて、有機半導体層１４を備える有機半導体素子１０における機械的な変形に対する耐性が高められる。
【００８６】
なお、基板１１上に形成された単量体層２４の全てが有機半導体層１４とされる場合には、単量体層２４を現像する処理を省いてもよい。あるいは、現像に代えて、フォトリソグラフィとエッチングとによる有機半導体層１４のパターニングを行ってもよい。この場合、単量体層２４の全体に光が照射されてもよいし、単量体層２４の一部に光が照射されてもよい。ただし、エッチングによるパターニングでは、有機半導体層１４の側壁等が少なからずエッチャントに曝されるため、有機半導体層１４の半導体特性が低くなる場合がある。これに対して、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体に対する露光によって有機半導体層１４が形成されるとなれば、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の構造を繰り返し単位とする有機半導体材料とエッチャントとの接触が抑えられる。
【００８７】
図９に示されるように、単量体層２４が現像されると、ソース電極１５とドレイン電極１６とが各有機半導体層１４上に形成される。ソース電極１５とドレイン電極１６の形成には、上記ゲート電極１２の形成時と同様の方法が用いられる。
【００８８】
［実施例１］
実施例１としてのボトムゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタを以下の手順で形成した。表面に熱酸化膜の形成されたシリコン基板に対して、スパッタ法により金薄膜を１００ｎｍの膜厚で形成した。金薄膜を形成するときの成膜室内の圧力を５×１０−４Ｐａとし、金ターゲットに投入される電力を２００Ｗとした。そして、金薄膜に対してフォトリソグラフィとエッチングとを行うことにより、金で形成されたゲート電極を形成した。
【００８９】
次に、ポリメチルシルセスキオキサン（以下、ＰＭＳＱ）で形成されたゲート絶縁層をスピンコート法によって基板の全面に形成した。スピンコート法では、ＰＭＳＱの１０％イソプロパノール溶液を用い、基板を５００ｒｐｍの回転数で５秒間回転させた後、同じく基板を３０００ｒｐｍの回転数で３０秒間回転させた。そして、基板上に形成されたＰＭＳＱ膜を大気中にて１５０℃で３０分間加熱した。その後、ＰＭＳＱ膜に対してフォトリソグラフィとエッチングとを行うことにより、各ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成した。
【００９０】
次いで、ジビニル６，１２‐ジオキサアンタントレンを用いた真空蒸着法によって、基板の全面に単量体層を５０ｎｍの膜厚で形成した。単量体層は、蒸着温度を３００℃とし、蒸着圧力を２×１０−４Ｐａとして形成した。
【００９１】
そして、ガラス基板とクロムのパターンとで形成されたマスクパターンを通して、単量体層に対して３５０ｎｍの光を照射した後に、有機溶媒を用いて単量体における光の照射されなかった部分を除去した。これにより、各ゲート絶縁膜上を覆う有機半導体層を形成した。
【００９２】
その後に、金薄膜を蒸着法によって基板の全体に１００ｎｍの膜厚で形成し、金薄膜に対するフォトリソグラフィとエッチングとを行うことによって、有機半導体層上にソース電極とドレイン電極とを独立に形成した。
【００９３】
実施例１では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．１ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。これに対し、光の照射によるパターニングを行わなかった有機半導体素子を比較例１としたとき、比較例１では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．０ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。
【００９４】
このように、光の照射による有機半導体層のパターニングは、有機半導体層の特性である電子移動度に対して影響しないことが認められた。
［実施例２］
実施例２では、実施例１から有機半導体層の形成材料のみを変更してボトムゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタを形成した。つまり、実施例２では、ジアルキニル６，１２‐ジオキサアンタントレンを用いた真空蒸着法によって、基板の全面に単量体層を５０ｎｍの膜厚で形成した。有機半導体層は、蒸着温度を３３０℃とし、蒸着圧力を２×１０−４Ｐａとして形成した。
【００９５】
実施例２では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．４ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。これに対し、光の照射によるパターニングを行わなかった有機半導体素子を比較例２としたとき、比較例２では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．１ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。
【００９６】
このように、実施例１と同様に、光の照射による有機半導体層のパターニングは、有機半導体層の特性である電子移動度に対して影響しないことが認められた。また、三重結合を有するジアルキニル基が導入された６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体では、実施例１における二重結合を有するビニル基が導入された６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体を用いた場合よりも電子移動度が高くなることが認められた。つまり、三重結合による光重合反応によって形成されたπ共役結合によって、有機半導体層の電子移動度が高められることが認められた。
【００９７】
［実施例３］
実施例３では、実施例１から有機半導体層の形成材料のみを変更してボトムゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタを形成した。つまり、実施例３では、ジアルキニル６，１２‐ジオキサアンタントレンと、アルキルフェノン系光重合開始剤の１つである２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オンとを用いて単量体層を形成した。ジアルキニル６，１２‐ジオキサアンタントレンは、蒸着温度を３３０℃とし、蒸着圧力を２×１０−４Ｐａとして基板に蒸着させた。
【００９８】
２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オンは、蒸着温度を２００℃とし、蒸着圧力を２×１０−４Ｐａとして基板に蒸着させた。なお、ジアルキニル６，１２‐ジオキサアンタントレンの蒸着速度と、２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オンの蒸着速度とは、ジアルキニル６，１２‐ジオキサアンタントレン膜中に２，２‐ジメトキシ‐１，２‐ジフェニルエタン‐１‐オンが５％の割合で含まれる速度に制御した。
【００９９】
実施例３では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．２ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。これに対し、光の照射によるパターニングを行わなかった有機半導体素子を比較例３としたとき、比較例３では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．１ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。
【０１００】
このように、実施例１と同様、光の照射による有機半導体層のパターニングは、有機半導体層の特性である電子移動度に対して影響しないことが認められた。
［実施例４］
実施例４では、実施例１から有機半導体層の形成材料と形成方法とを変更してボトムゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタを形成した。つまり、実施例４では、ジビニル６，１２‐ジオキサアンタントレンを用いたスピンコート法によって基板の全面に単量体層を形成した。スピンコート法では、ジビニル６，１２‐ジオキサアンタントレンの５％トルエン溶液を用いた。
【０１０１】
実施例４では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．１ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。これに対し、光の照射によるパターニングを行わなかった有機半導体素子を比較例４としたとき、比較例４では、ゲート長が１００μｍでの電子移動度が１．０ｃｍ２／Ｖｓであることが認められた。
【０１０２】
このように、実施例１と同様に、光の照射による有機半導体層のパターニングは、有機半導体層の特性である電子移動度に対して影響しないことが認められた。また、実施例４の有機半導体層と実施例１の有機半導体層とでは電子移動度が等しいことから、スピンコート法によって形成された有機半導体層でも、蒸着によって形成された有機半導体層と同等の電子移動度が得られることが認められた。
【０１０３】
なお、有機半導体素子は、以下のように適宜変更することができる。
［第１変形例］
図１０に示されるように、有機半導体素子３０では、基板３１上の一部に形成されたゲート電極３２の全体が、ゲート絶縁層３３で覆われている。ゲート絶縁層３３上の一部には、上記実施形態とは異なり、ソース電極３４とドレイン電極３５とが相互に独立して形成されている。ゲート絶縁層３３上には、ソース電極３４の上面とドレイン電極３５の上面とを覆い、且つ、ソース電極３４とドレイン電極３５との間を埋める有機半導体層３６が形成されている。有機半導体素子３０は、ボトムゲート・ボトムコンタクト型の有機半導体トランジスタである。
【０１０４】
［第２変形例］
図１１に示されるように、有機半導体素子４０では、上記実施形態とは異なり、基板４１上の全体は、有機半導体層４２で覆われている。有機半導体層４２上の一部には、ソース電極４３とドレイン電極４４とが相互に独立して形成されている。有機半導体層４２上には、ソース電極４３の上面とドレイン電極４４の上面とを覆い、且つ、ソース電極４３とドレイン電極４４との間を埋めるゲート絶縁層４５が形成されている。ゲート絶縁層４５上の一部には、ゲート電極４６が積層されている。有機半導体素子４０は、トップゲート・トップコンタクト型の有機半導体トランジスタである。
【０１０５】
［第３変形例］
図１２に示されるように、有機半導体素子５０では、基板５１上の一部に、ソース電極５２とドレイン電極５３とが相互に独立して形成されている。基板５１上には、ソース電極５２の上面とドレイン電極５３の上面とを覆い、且つ、ソース電極５２とドレイン電極５３との間を埋める有機半導体層５４が形成されている。有機半導体層５４の全体は、ゲート絶縁層５５で覆われている。ゲート絶縁層５５上の一部には、ゲート電極５６が積層されている。有機半導体素子５０は、トップゲート・ボトムコンタクト型の有機半導体トランジスタである。
【０１０６】
上述の実施形態によれば以下の効果が得られる。
・６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合によって半導体としての特性が得られるため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体を有機半導体層として備える有機半導体素子では、機械的な変形に対する耐性が高められる。
【０１０７】
・６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体に対する露光によって有機半導体層が形成されるため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の構造を繰り返し単位とする有機半導体材料とエッチャントとの接触が抑えられる。
【０１０８】
・光重合性不飽和基が三重結合を含むため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体にて、相互に異なる６，１２‐ジオキサアンタントレンの間におけるπ共役系が形成されやすくなる。
【０１０９】
・Ｒ３とＲ９とが光重合性不飽和基を含むため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の合成にて、光重合性不飽和基による立体障害が抑えられる。また、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体の重合体にて、相互に異なる６，１２‐ジオキサアンタントレンの間におけるπ共役系が形成されやすくなる。
【０１１０】
・光重合性不飽和基と、６，１２‐ジオキサアンタントレンとの間に、芳香環及び複素芳香環の少なくとも１つが介在するため、６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体におけるπ共役系が広がりやすくなる。
【０１１１】
なお、本開示における６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体は、以下の構成とすることもできる。
（１）構造式（１）で表される６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【０１１２】
【化１】
2014055208.tif 000014
【０１１３】
Ｒ３，Ｒ９は、光重合性不飽和基であり、Ｒ５，Ｒ１１は、非光重合性置換基である。
（２）前記光重合性不飽和基は、少なくとも１つの三重結合を含む上記（１）に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【０１１４】
（３）前記光重合性不飽和基は、アルケニル基、アルキニル基、ジイニル基、メタクリル基、エチルメタクリル基、ジアゾ基、及び、アジド基のいずれか１つである上記（１）に記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【０１１５】
（４）前記光重合性不飽和基は、アルキニル基、ジイニル基、ジアゾ基、及び、アジド基のいずれか１つである上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【０１１６】
（５）前記光重合性不飽和基は、芳香環及び複素芳香環の少なくとも１つを介して６，１２‐ジオキサアンタントレンと結合する上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の６，１２‐ジオキサアンタントレン誘導体。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１４，３６，４２，５４…有機半導体層、２…繰り返し単位、２ａ…π共役平面、３…連結部分、１０，３０，４０，５０…有機半導体素子、１１，３１，４１，５１…基板、１２，３２，４６，５６…ゲート電極、１３，３３，４５，５５…ゲート絶縁膜、１５，３４，４３，５２…ソース電極、１６，３５，４４，５３…ドレイン電極、２４…単量体層、２４ａ…照射部分、２４ｂ…非照射部分、Ｍ…マスク、Ｍａ…透過部、Ｍｂ…非透過部。
【図１】
2014055208.tif 000019
【図２】
2014055208.tif 000020
【図３】
2014055208.tif 000021
【図４】
2014055208.tif 000022
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014055208.tif 000027
【図１０】
2014055208.tif 000028
【図１１】
2014055208.tif 000029
【図１２】
2014055208.tif 000030