(57)【要約】【課題】酸化安定性、高い溶解性、良好な製膜性、及び高い電荷移動特性を有し、有機半導体材料として適した芳香族複素環化合物を提供し、さらにこれを使用した有機電界効果トランジスタ、有機薄膜太陽電池等の有機半導体デバイスを提供する。【解決手段】下記一般式（１）で示され、ジベンゾフラン環とカルバゾール環が縮合した構造の６環縮合構造を有する芳香族複素環化合物、及びこの芳香族複素環化合物を含む有機半導体材料。式中、Ｒは水素原子又は１価の基である。2014198682.tif 000041【選択図】図１
2014198682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される芳香族複素環化合物。
【化１】
2014198682.tif 000034
ここで、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。ａ、ｃは1〜4の整数、ｂ、ｄは1又は2の整数である。
【請求項２】
一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、１価の基である請求項１に記載の芳香族複素環化合物。
【請求項３】
一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、ハロゲン原子、水酸基、置換又は未置換の炭素数１〜３０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換又は未置換のアミノ基、チオール基、置換又は未置換のスルホニル基、シアノ基、置換又は未置換の炭素数６〜４８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数２〜４８の芳香族複素環基、置換又は未置換の炭素数８〜５０芳香族炭化水素置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数８〜５０の芳香族炭化水素置換アルケニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルケニル基、置換又は未置換の炭素数５〜３０のアルキルシリルアルキニル基、置換又は未置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサン基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサンアルキル基、及び置換又は未置換のケイ素数１〜３０のポリシラン基からなる群れから選ばれる１価の基である請求項１に記載の芳香族複素環化合物。
【請求項４】
一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、式（２）又は（３）で示される基であることを特徴とする請求項１記載の芳香族複素環化合物。
【化２】
2014198682.tif 000035
ここで、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。
【請求項５】
下記一般式（４）で示される請求項１〜４のいずれかに記載の芳香族複素環化合物。
【化３】
2014198682.tif 000036
ここで、Ｒは一般式（１）のＲと同意である。
【請求項６】
下記一般式（５）で示されることを特徴とする芳香族複素環化合物。
【化４】
2014198682.tif 000037
ここで、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。ａ、ｃは1〜4の整数、ｂは1又は2の整数である。
【請求項７】
下記一般式（６）で示される請求項６に記載の芳香族複素環化合物。
【化５】
2014198682.tif 000038
ここで、Ｒは一般式（５）のＲと同意である。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の芳香族複素環化合物を、脱水素することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の芳香族複素環化合物の製造方法。
【請求項９】
下記一般式（７）で示される芳香族複素環化合物と、一般式（８）で示される化合物を反応させ一般式（７）におけるＸをＲに置換した化合物とすることを特徴とする請求項２に記載の芳香族複素環化合物の製造方法。
【化６】
2014198682.tif 000039
ここで、Ｒは一般式（１）のＲと同意である。Ｘは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、-Ｂ(ＯＨ)2、スルホニル基、トリフルオロメタンスルホナート、ノナフルオロブタンスルホナート、フルオロスルホン酸エステル、トシラートから選ばれる反応性基、又は一般式（１）のＲを示し、少なくとも１つはＲ以外の反応性基である。ｅ、ｇは1〜4の整数、ｆ、ｈは1又は2の整数である。
Ｒ―Ｙ        （８）
ここで、Ｒは一般式（１）のＲと同意（水素原子である場合を除く）であり、Ｙは一般式（７）のＸと反応して、Ｘ-Ｙとして離脱し、ＸをＲに置換可能とする基である。
【請求項１０】
一般式（８）で示される化合物が下記式（９）又は（１０）で示される化合物である請求項８記載の芳香族複素環化合物の製造方法。
【化７】
2014198682.tif 000040
ここで、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。Ｙは一般式（８）のＹと同意である。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の芳香族複素環化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
【請求項１２】
請求項１１に記載の有機半導体材料から形成されたことを特徴とする有機半導体膜。
【請求項１３】
請求項１１に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、調製された溶液を塗布・乾燥する工程を経て、形成されたことを特徴とする有機半導体膜。
【請求項１４】
請求項１１に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項１５】
請求項１１に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機電界効果トランジスタ。
【請求項１６】
請求項１１に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機光起電力素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な芳香族複素環化合物、及びこれを含む有機半導体材料、この有機半導体材料を使用して得られる有機半導体膜、及び有機電界効果トランジスタ等の有機半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無機半導体材料のシリコンを用いる半導体素子では、その薄膜形成において、高温プロセスと高真空プロセスが必須である。高温プロセスを要することから、シリコンをプラスチック基板上等に薄膜形成することができないため、半導体素子を組み込んだ製品に対して、可とう性の付与や、軽量化を行うことは困難であった。また、高真空プロセスを要することから、半導体素子を組み込んだ製品の大面積化と低コスト化が困難であった。
【０００３】
そこで、近年、有機半導体材料を有機電子部品として利用する有機半導体デバイス(例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、有機電界効果トランジスタ素子または有機薄膜光電変換素子など)に関する研究がなされている。これら有機半導体材料は、無機半導体材料に比べて、作製プロセス温度を著しく低減できるため、プラスチック基板上等に形成することが可能となる。さらに、溶媒への溶解性が大きく、かつ、良好な成膜性を有する有機半導体を用いることにより、真空プロセスを要さない塗布法、例えば、インクジェット装置等を用いて薄膜形成が可能となり、結果として、無機半導体材料であるシリコンを用いる半導体素子では困難であった大面積化と低コスト化の実現が期待される。このように、有機半導体材料は、無機半導体材料と比べて、大面積化、可とう性、軽量化、低コスト化等の点で有利であるため、これらの特性を生かした有機半導体製品への応用、例えば、情報タグ、電子人工皮膚シートやシート型スキャナー等の大面積センサー、液晶ディスプレイ、電子ペーパーおよび有機ＥＬパネル等のディスプレイなどへの応用が期待されている。
【０００４】
このように、広範な用途が期待される有期半導体素子に用いられる有期半導体材料には、高い電荷移動度が要求される。例えば、有機ＦＥＴデバイスでは、スイッチング速度や駆動する装置の性能に直接影響するので、実用化のためには電荷移動度の向上が、必須の課題である。さらに前述のように、塗布法による半導体素子の作成を可能とするためには、溶媒可溶性、酸化安定性、良好な製膜性が求められる。
【０００５】
特に、電荷移動度が大きいことが有機半導体に対する要求特性として挙げられる。この観点から、近年、アモルファスシリコンに匹敵する電荷輸送性を有する有機半導体材料が報告されている。例えば、5個のベンゼン環が直線状に縮合した炭化水素系アセン型多環芳香族分子であるペンタセンを有機半導体材料として用いた有機電界効果トランジスタ素子（ＯＦＥＴ）では、アモルファスシリコン並みの電荷移動度が報告されている（非特許文献１）。しかしながら、ペンタセンをＯＦＥＴの有機半導体材料として用いる場合、有機半導体薄膜層は、超高真空での蒸着法で形成されるため、大面積化、可とう性、軽量化および低コスト化の観点で不利である。また、真空蒸着法を用いずに、トリクロロベンゼンの希薄溶液中でペンタセン結晶を形成させる方法も提案されているが、製造方法が難しく安定な素子を得るには至っていない（特許文献１）。ペンタセンのような炭化水素系アセン型多環芳香族分子では酸化安定性が低いことも課題として挙げられる。
【０００６】
また、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)等の長鎖アルキル基を有するポリチオフェン誘導体は溶媒に可溶であり、塗布法による有機半導体デバイス作製が報告されてはいるが、電荷移動度が結晶性化合物より低いことから、得られた有機半導体デバイスの特性が低いという問題があった(非特許文献２)。
【０００７】
また、チオフェン環が縮環したペンタチエノアセンはペンタセンに比べ耐酸化性が向上しているが、キャリア移動度が低いこと及びその合成に多工程を必要とすることから(非特許文献３)実用上好ましい材料ではなかった。
【０００８】
また、最近では溶解性の高いアセン類であるルブレンの単結晶によって非常に高い移動度が報告されているが、溶液キャストで成膜したルブレンの膜はこのような単結晶構造を取らず、十分な移動度は得られていない（非特許文献４）。
【０００９】
溶媒溶解性が高く酸化に対して比較的安定な炭化水素系アセン型化合物の例として、ペンタセンの６、１３位をシリルエチニル基で置換した一部の化合物が、塗布膜の安定性が良いとの報告がされている（非特許文献５）。しかしながら、これらの報告においては、文章中において酸化に対する安定性が向上したと定性的な性状を述べているのみであり、いまだ実用に耐えうる程度の安定性は得られていない。
【００１０】
このような背景から、安定性があり、高いキャリア移動度を示す材料として、炭化水素系アセン型多環芳香族骨格に、窒素や硫黄のようなヘテロ原子を導入したヘテロアセン系骨格が近年報告されている。
【００１１】
例えば、ナフタレン環にベンゾフラン骨格もしくはインドール骨格を２つ縮合した多環縮環化合物が有機ＴＦＴの有機半導体層の材料として提案されているが、ヘテロ原子を２種類以上導入した具体的な例示等の記載はない（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】WO2003/01659A
【特許文献２】WO2011/074232A
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Journal of Applied Physics, Vol.92, 5259(2002)
【非特許文献２】Science, Vol.280,(5370) 1741(1998)
【非特許文献３】Journal Of American Chemical Society, Vol.127, 13281(2005)
【非特許文献４】Science, Vol.303(5664),1644(2004)
【非特許文献５】Org. Lett., Vol.4, 15(2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、高い電荷移動性、酸化安定性、溶媒可溶性を有する有機半導体材料及びそれを使用した有機半導体素子、並びにそれに使用される新規な芳香族複素環化合物とそ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】
【００１５】
本発明者らは、鋭意検討した結果、高い電荷移動性、酸化安定性、溶媒可溶性を有する有機半導体材料として適した芳香族複素環化合物を見出し、これを有機半導体材料、有機半導体素子に使用することで、高特性の有機半導体素子が得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１６】
本発明は、下記一般式（１）で示される芳香族複素環化合物である。
【化１】
2014198682.tif 000003
ここで、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。ａ、ｃは1〜4の整数、ｂ、ｄは1又は2の整数である。
【００１７】
本発明の芳香族複素環化合物の好ましい実施態様を次に示す。
1）  一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、１価の基であること。
2)  一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、ハロゲン原子、水酸基、置換又は未置換の炭素数１〜３０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換又は未置換のアミノ基、チオール基、置換又は未置換のスルホニル基、シアノ基、置換又は未置換の炭素数６〜４８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数２〜４８の芳香族複素環基、置換又は未置換の炭素数８〜５０芳香族炭化水素置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数８〜５０の芳香族炭化水素置換アルケニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルケニル基、置換又は未置換の炭素数５〜３０のアルキルシリルアルキニル基、置換又は未置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサン基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサンアルキル基、及び置換又は未置換のケイ素数１〜３０のポリシラン基からなる群れから選ばれる１価の基であること、
【００１８】
3)  一般式（１）において、Ｒの少なくとも1つが、式（２）又は（３）で示される基であること。
【化２】
2014198682.tif 000004
ここで、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。
【００１９】
4)  一般式（１）が、下記一般式（４）で示されること。
【化３】
2014198682.tif 000005
ここで、Ｒは一般式（１）のＲと同意である。
【００２０】
また、本発明は、下記一般式（５）で示されることを特徴とする芳香族複素環化合物である。
【化４】
2014198682.tif 000006
ここで、Ｒ及びａ、ｂ、ｃは、一般式（１）のＲ及びａ、ｂ、ｃと同意である。
【００２１】
一般式（５）の好ましい形態として、下記一般式（６）がある。
【化５】
2014198682.tif 000007
ここで、Ｒは一般式（５）のＲと同意である。
【００２２】
また、本発明は、一般式（５）又は（６）で示される芳香族複素環化合物を、脱水素することを特徴とする一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物の製造方法である。
【００２３】
また、本発明は、下記一般式（７）で示される芳香族複素環化合物と、一般式（８）で示される化合物を反応させ一般式（７）におけるＸをＲに置換した化合物とすることを特徴とする一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物の製造方法である。
【化６】
2014198682.tif 000008
ここで、Ｒは一般式（１）のＲと同意である。Ｘは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、-Ｂ(ＯＨ)2、スルホニル基、トリフルオロメタンスルホナート、ノナフルオロブタンスルホナート、フルオロスルホン酸エステル、トシラートから選ばれる反応性基、又は一般式（１）のＲを示し、少なくとも１つはＲ以外の反応性基である。ｅ、ｇは1〜4の整数、ｆ、ｈは1又は2の整数である。
Ｒ―Ｙ      （８）
ここで、Ｒは一般式（１）の水素原子を除くＲと同意であり、Ｙは一般式（７）のＸと反応して、Ｘ-Ｙとして離脱し、ＸをＲに置換可能とする基である。
【００２４】
一般式（８）で示される化合物としては、下記式（９）又は（１０）で示される化合物が挙げられる。
【化７】
2014198682.tif 000009
ここで、Ｒ1〜Ｒ4は、式（２）、（３）のＲ1〜Ｒ4と同意であり、Ｙは一般式（８）のＹと同意である。
【００２５】
更に本発明は、一般式（１）で示される芳香族複素環化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料である。
【００２６】
また、本発明は上記の有機半導体材料から形成されたことを特徴とする有機半導体膜である。また、上記の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、調製された溶液を塗布・乾燥する工程を経て、形成されたことを特徴とする有機半導体膜である。また、本発明は上記の有機半導体材料用いることを特徴とする有機半導体デバイスであり、更に上記の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機電界効果トランジスタ、又は有機光起電力素子である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の芳香族複素環化合物は中央のナフタレン環に、ベンゾフラン環とインドール環を縮合した構造を有し、２種のヘテロ原子を導入し非対称とすることで、酸化安定性、高い溶解性、良好な製膜性、及び高い電荷移動特性を有する。従って、有機半導体材料として適し、本発明の有機半導体デバイスは、高い特性を発現することが可能となる。例えば、有機電界効果トランジスタ，有機薄膜太陽電池、情報タグ、電子人工皮膚シートやシート型スキャナー等の大面積センサー、液晶ディスプレイ、電子ペーパーおよび有機ＥＬパネル等のディスプレイ等への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】有機電界効果トランジスタ素子の一例を示した模式断面図を示す。
【図２】有機電界効果トランジスタ素子の他の一例を示した模式断面図を示す。
【図３】有機電界効果トランジスタ素子の他の一例を示した模式断面図を示す。
【図４】有機電界効果トランジスタ素子の他の一例を示した模式断面図を示す。
【図５】有機光起電力素子の一構造例を示した模式断面図を示す。
【図６】有機光起電力素子の他の一構造例を示した模式断面図を示す。
【図７】芳香族複素環化合物HのＮＭＲスペクトルデータを示す。
【図８】芳香族複素環化合物１０１のＮＭＲスペクトルデータを示す。
【図９】芳香族複素環化合物２０１のＮＭＲスペクトルデータを示す。
【図１０】芳香族複素環化合物LのＮＭＲスペクトルデータを示す。
【図１１】芳香族複素環化合物MのＮＭＲスペクトルデータを示す。
【図１２】芳香族複素環化合物３０１のＮＭＲスペクトルデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の芳香族複素環化合物は、一般式（１）で示される。
一般式（１）において、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子又は１価の基を示す。また、ａ、ｃは1〜4の整数、ｂ、ｄは1又は2の整数である。
そして、Ｒの全部が水素原子であってもよいが、１つ以上が１価の基であれば、半導体材料としての特性を有利に調整することができる。Ｒが１価の基であり、１価の基が隣接する場合は一体となって環を形成してもよい。
【００３０】
Ｒが１価の基である場合、１価の基としては、ハロゲン原子、水酸基、置換又は未置換の炭素数１〜３０の脂肪族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換又は未置換のアミノ基、チオール基、置換又は未置換のスルホニル基、シアノ基、置換又は未置換の炭素数６〜４８の芳香族炭化水素基、置換又は未置換の炭素数２〜４８の芳香族複素環基、置換又は未置換の炭素数８〜５０芳香族炭化水素置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルキニル基、置換又は未置換の炭素数８〜５０の芳香族炭化水素置換アルケニル基、置換又は未置換の炭素数４〜５０の芳香族複素環置換アルケニル基、炭素数５〜３０のアルキルシリルアルキニル基、炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサン基、置換又は未置換のケイ素数１〜３０のシロキサンアルキル基、又は置換又は未置換のケイ素数１〜３０のポリシラン基が好ましい。
【００３１】
Ｒがハロゲン原子である場合、好ましい具体例としては、フッ素、臭素、塩素、もしくはヨウ素が挙げられる。
【００３２】
Ｒが未置換の脂肪族炭化水素基である場合、炭素数１〜３０の脂肪族炭化水素基が好ましく、より好ましくは炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、更に好ましくはアルキル基である。具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−テトラコシル基の如き直鎖飽和炭化水素基、イソプロピル基、イソブチル基、ネオペンチル基、２−エチルヘキシル基、２−ヘキシルオクチル基、４−デシルドデシル基等の分岐飽和炭化水素基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、４−ブチルシクロヘキシル基、４−ドデシルシクロヘキシル基等の飽和脂環炭化水素基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、オクチニル基等の不飽和炭化水素基が例示できる。
【００３３】
Ｒが未置換のアルコキシ基である場合、炭素数１〜３０のアルコキシ基が好ましく、より好ましくは炭素数１〜１２のアルコキシ基である。具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基等が例示できる。
【００３４】
Ｒが未置換の芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基である場合、炭素数６〜４８の芳香族炭化水素基、又は炭素数２〜４８の芳香族複素環基が好ましく、より好ましくは炭素数６〜２４の芳香族炭化水素基、又は炭素数３〜２４の芳香族複素環基である。具体例としては、ベンゼン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、オクタレン、インダセン、アセナフチレン、フェナレン、フェナンスレン、アントラセン、トリンデン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、テトラフェン、テトラセン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、ヘリセン、ヘキサフェン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ピラントレン、オバレン、コラヌレン、フルミネン、アンタントレン、ゼトレン、テリレン、ナフタセノナフタセン、トルキセン、フラン、フロフラン、ジフロフラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ベンゾフロベンゾフラン、キサンテン、オキサトレン、ジベンゾフラン、ペリキサンテノキサンテン、チオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、ベンゾチオフェン、イソベンゾチオフェン、ベンゾチエノベンゾチオフェン、チオキサンテン、チアントレン、フェノキサチイン、チオナフテン、イソチアナフテン、チオフテン、チオファントレン、ジベンゾチオフェン、ピロール、ピロロピロール、インドロインドール、ジピロロピロール、ピラゾール、テルラゾール、セレナゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、フラザン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドリジン、インドール、イソインドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、カルバゾール、イミダゾール、ナフチリジン、フタラジン、キナゾリン、ベンゾジアゼピン、キノキサリン、シンノリン、キノリン、プテリジン、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン、カルボリン、フェノテルラジン、フェノセレナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、アンチリジン、テベニジン、キンドリン、キニンドリン、アクリンドリン、フタロペリン、トリフェノジチアジン、トリフェノジオキサジン、フェナントラジン、アントラジン、チアゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾイソチアゾール、インドロカルバゾール、又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物から水素を除いて生じる基等が挙げられる。より好ましくは、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アントラセン、クリセン、フラン、チオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、ピロール、カルバゾール、インドロカルバゾール、又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物から水素を除いて生じる基が挙げられる。なお、芳香環が複数連結された芳香族化合物から生じる基である場合、連結される数は２〜１０が好ましく、より好ましくは２〜７であり、連結される芳香環は同一であっても異なっていても良い。縮合環である場合、２〜５個の環が縮合した縮合環であることが好ましい。なお、芳香環が連結される場合、複素環を含む場合は、芳香族複素環基に含める。また、芳香環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は両者を含む意味であり、芳香族基、芳香族化合物も同様である。
【００３５】
ここで、芳香環が複数連結されて生じる基は、例えば、下記式で表わされる。
【化８】
2014198682.tif 000010
（Ａｒ1〜Ａｒ5は、置換又は無置換の芳香環を示す）
【００３６】
上記芳香環が複数連結されて生じる基の具体例としては、例えばビフェニル、ターフェニル、ターチオフェン、ビピリジン、ビピリミジン、フェニルナフタレン、ジフェニルナフタレン、フェニルフェナンスレン、ピリジルベンゼン、ピリジルフェナンスレン、ビチオフェン、ターチオフェン、ビジチエノチオフェン、フェニルインドロカルバゾール等から水素を除いて生じる基等が挙げられる。
【００３７】
Ｒが未置換の芳香族炭化水素置換アルキニル基又はアルケニル基、若しくは未置換の芳香族複素環置換アルキニル基又はアルケニル基である場合、炭素数８〜５０の芳香族炭化水素置換アルケニル基又はアルケニル基、若しくは炭素数６〜５０の芳香族複素環置換アルキニル基又はアルケニル基が好ましく、より好ましくは炭素数８〜２６の芳香族炭化水素置換アルケニル基又はアルケニル基、若しくは炭素数６〜２６の芳香族複素環置換アルキニル基又はアルケニル基である。これらアルキニル基、又はアルケニル基に置換した芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基は、前記芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基と同様である。具体例としては、フェニルエテニル、ナフチルエテニル、フェニルエチニル、ナフチルエチニル、チエニルエテニル、フラニルエテニル、チエニルエチニル、フラニルエチニル等が例示できる。
【００３８】
Ｒが未置換のアルキルシリルアルキニル基である場合、炭素数５〜３０のアルキルシリルアルキニル基が好ましく、より好ましくは炭素数５〜２０のアルキルシリルアルキニル基である。具体例としては、トリメチルシリルエチニル基、トリエチルシリルエチニル基、トリイソプロピルシリルエチニル基、トリイソブチルシリルエチニル基等が例示できる。
【００３９】
Ｒが未置換のアルキルシリル基である場合、炭素数３〜３０のアルキルシリル基が好ましく、より好ましくは炭素数３〜２０のアルキルシリル基である。具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリイソブチルシリル基等が例示できる。
【００４０】
Ｒが未置換のシロキサン基である場合、ケイ素数１〜３０のシロキサン基が好ましく、より好ましくはケイ素数１〜２０のシロキサン基である。具体例としては、ジシロキサン、トリシロキサン、テトラシロキサン、ペンタメチルジシロキサン、ヘプタメチルトリシロキサン、ノナメチルテトラシロキサン、ペンタフェニルジシロキサン、ヘプタフェニルトリシロキサン、ノナフェニルテトラシロキサン等が例示できる。
【００４１】
Ｒが未置換のシロキシアルキル基である場合、ケイ素が数１〜３０のシロキシアルキル基が好ましく、より好ましくはケイ素数１〜２０のシロキシアルキル基である。シロキシアルキル基は、前記シロキサン基が、前記直鎖飽和炭化水素基に置換した基として解される。具体例としては、ジシロキサンエチル、トリシロキサンエチル、テトラシロキサンエチル、ジシロキサンブチル、トリシロキサンブチル、テトラシロキサンブチル、ペンタメチルジシロキサンエチル、ヘプタメチルトリシロキサンエチル、ノナメチルテトラシロキサンエチル、ペンタメチルジシロキサンブチル、ヘプタメチルトリシロキサンブチル、ノナメチルテトラシロキサンブチル等が例示できる。
【００４２】
Ｒが未置換のポリシラン基である場合、ケイ素数１〜３０のポリシラン基が好ましく、より好ましくはケイ素数１〜２０のポリシラン基である。具体例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、ペンタメチルジシラン、ヘプタメチルトリシラン、ノナメチルテトラシラン、トリフェニルシラン、ペンタフェニルジシラン、ヘプタフェニルトリシラン、ノナフェニルテトラシラン等が例示できる。
【００４３】
Ｒが脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、アミノ基、スルホニル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、芳香族炭化水素置換アルキニル基、芳香族複素環置換アルキニル基、芳香族炭化水素置換アルケニル基、芳香族複素環置換アルケニル基、アルキルシリルアルキニル基、アルキルシリル基、シロキサン基、シロキサンアルキル基、又はポリシラン基である場合は置換基を有していても良く、置換基の総数は各々１〜４、好ましくは１〜２である。なお、芳香環が複数連結された芳香族化合物から生じる基も同様に置換基を有することができる。好ましい置換基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０アルケニル基、炭素数１〜２０アルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルアミノ基、炭素数１〜２０の芳香族アミノ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、水酸基、炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜１０のアルキルスルホニル基、炭素数１〜１０のハロアルキル基、炭素数２〜１０のアルキルアミド基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基、炭素数４〜２０のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数５〜２０のトリアルキルシリルアルキニル基、炭素数２〜２０の芳香族炭化水素基、炭素数２〜２０の芳香族複素環基、炭素数４〜２２の芳香族炭化水素置換アルキニル基、炭素数４〜２２の芳香族複素環置換アルキニル基、炭素数４〜２２の芳香族炭化水素置換アルケニル基、炭素数４〜２２の芳香族複素環置換アルケニル基等が挙げられる。具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−テトラコシル基の如き直鎖飽和炭化水素基、イソブチル基、ネオペンチル基、２−エチルヘキシル基、２−ヘキシルオクチル基、４−デシルドデシル基等の分岐飽和炭化水素基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、４−ブチルシクロヘキシル基、４−ドデシルシクロヘキシル基等の飽和脂環炭化水素基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基ジメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、メチルチオ基、エチルチオ基、エテニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、i-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、クロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、クロロブチル基、クロロペンチル基、クロロヘキシル基、クロロオクチル基、クロロドデシル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基、ブロモプロピル基、ブロモブチル基、ブロモペンチル基、ブロモヘキシル基、ブロモオクチル基、ブロモドデシル基、ヨードメチル基、ヨードエチル基、ヨードプロピル基、ヨードブチル基、ヨードペンチル基、ヨードヘキシル基、ヨードオクチル基、ヨードドデシル基、メチルアミド基、ジメチルアミド基、エチルアミド基、ジエチルアミド基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリイソブチルシリル基、トリメチルシリルエチル基、トリエチルシリルエチル基、トリイソプロピルシリルエチル基、トリイソブチルシリルエチル基、トリメチルシリルエテニル基、トリエチルシリルエテニル基、トリイソプロピルシリルエテニル基、トリイソブチルシリルエテニル基、トリメチルシリルエチニル基、トリエチルシリルエチニル基、トリイソプロピルシリルエチニル基、トリイソブチルシリルエチニル基、ベンゼン、ナフタレン、フェナンスレン、アントラセン、クリセン、フラン、チオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、ピロール、カルバゾール、インドロカルバゾール、ビフェニル、ターフェニル、ターチオフェン、ビピリジン、ビピリミジン、フェニルナフタレン、ジフェニルナフタレン、フェニルフェナンスレン、ピリジルベンゼン、ピリジルフェナンスレン、ビチオフェン、ターチオフェン、ビジチエノチオフェン、フェニルインドロカルバゾール、フェニルエテニル、ナフチルエテニル、チエニルエテニル、フラニルエテニル、フェニルエチニル、ナフチルエチニル、チエニルエチニル、フラニルエチニル等が例示できる。置換基を２つ以上有する場合は、同一であっても異なっていても良い。
【００４４】
一般式（１）において、Ｒのうち少なくとも1つは、式（２）又は（３）で示される基であることが好ましい。式（２）又は（３）のＲ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基を示し、好ましい置換基としては、前記で説明したＲの置換基と同様である。より好ましくは、Ｒが未置換の芳香族炭化水素置換アルキニル基又はアルケニル基、若しくは未置換の芳香族複素環置換アルキニル基又はアルケニル基である場合に有するとされた芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基である。
【００４５】
更に、一般式（１）で示される化合物が、一般式（４）で示される化合物であることがより好ましい。一般式（４）のＲは、一般式（１）で説明したＲと同様であり、少なくとも１つは、前記式（２）又は（３）で示される基を有することが好ましい。
【００４６】
一般式（５）又は（６）で示される芳香族複素環化合物は、一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物の中間体として有用である。一般式（５）又は（６）で示される芳香族複素環化合物を脱水素反応することにより、一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物を得ることができる。一般式（５）又は（６）のＲは、一般式（１）のＲと同様である。
一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物と、一般式（５）又は（６）で示される芳香族複素環化合物を区別するため、一般式（１）又は（４）で示される芳香族複素環化合物を芳香族複素環化合物Ａともいい、一般式（５）又は（６）で示される芳香族複素環化合物を芳香族複素環化合物Ｂともいう。
【００４７】
また、Ｒの少なくとも１つが１価の基である本発明の芳香族複素環化合物Ａの製造方法は、前記一般式（７）で示される芳香族複素環化合物（以下、芳香族複素環化合物Ｃともいう。）と、前記一般式（８）で示される化合物を反応させて、製造する方法である。一般式（８）中のＲは、一般式（１）のＲと同意である。Ｘは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、-Ｂ(ＯＨ)2、スルホニル基、トリフルオロメタンスルホナート、ノナフルオロブタンスルホナート、フルオロスルホン酸エステル、及びトシラートから選ばれる反応性基又は一般式（１）のＲを示し、少なくとも１つはＲ以外の反応性基を示す。また、一般式（９）及び（１０）中のＲ1〜Ｒ4は、一般式（１）で説明したＲにおいて、置換アルケニル基又はアルキニル基を与える置換基と同様な基が好ましい。
【００４８】
本発明の芳香族複素環化合物Ｂは、例えば、下記反応式（I）に示すような方法で、合成することができる。
【化９】
2014198682.tif 000011
【００４９】
すなわち、無置換又は置換基を有するジベンゾフランをアルデヒド化した化合物と、Wittig塩を作用させることで、ジベンゾフランにシクロヘキサノンが縮合した化合物を合成し、更に、無置換又は置換のフェニルヒドラジン塩酸塩と反応させることで、芳香族複素環化合物Ｂを合成することができる。
【００５０】
そして、下記反応式（II）に示すように、芳香族複素環化合物Ｂの脱水素化反応により、芳香族複素環化合物Ａを合成することができる。
【化１０】
2014198682.tif 000012
【００５１】
また、芳香族複素環化合物Ｃと一般式（８）又は（９）〜（１０）で示される化合物とを反応させて、Ｒの少なくとも１つが１価の基である芳香族複素環化合物Ａを合成する方法には、下記反応式（III）又は（IV）に示すような方法がある。
【化１１】
2014198682.tif 000013
【００５２】
すなわち、上記一般式（７）のＸのうち、少なくとも１つが、例えばハロゲン原子のような脱離官能基である場合、一般式（８）で示される化合物（Ｒ−Ｙ）と脱ハロゲン化水素反応のようなクロスカップリング反応等で、芳香族複素環化合物Ａを合成することができる。クロスカップリング反応は、例えば、Tamao？Kumada？Corriu反応、Negishi反応、Kosugi-Migita-Stille反応、Suzuki-Miyaura反応、Hiyama反応、Sonogashira反応、Mizoroki-Heck反応等が例示でき、必要に応じて選択して反応を行うことにより、目的物を得ることができる。その際、それぞれの反応に応じて金属触媒や反応溶媒、塩基、反応温度、反応時間等が選択して反応が行われる。その後、必要に応じて抽出等の後処理操作、精製操作を行うことにより、所望の純度の目的物を得ることができる。
【００５３】
一般式（１）で示される化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【００５４】
【化１２】
2014198682.tif 000014
【化１３】
2014198682.tif 000015
【化１４】
2014198682.tif 000016
【００５５】
【化１５】
2014198682.tif 000017
【化１６】
2014198682.tif 000018
【化１７】
2014198682.tif 000019
【００５６】
【化１８】
2014198682.tif 000020
【化１９】
2014198682.tif 000021
【化２０】
2014198682.tif 000022
【００５７】
【化２１】
2014198682.tif 000023
【化２２】
2014198682.tif 000024
【化２３】
2014198682.tif 000025
【００５８】
本発明の有機半導体材料は、一般式（１）の化合物を含むものであるが、この化合物を５０ｗｔ％以上含有していることが好ましく、より好ましくは９０ｗｔ％以上含有していることが良い。一般式（１）の化合物自体が有機半導体材料であることも好ましい。有機半導体材料中に一般式（１）の化合物とともに含まれる成分としては、有機半導体材料としての性能を損なわない範囲であれば特に限定されるものではないが、電荷輸送性化合物からなる有機半導体材料であることが良い。
【００５９】
本発明の有機半導体膜は、上記有機半導体材料から形成される。有利には、上記の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、調製された溶液を塗布・乾燥する工程を経て、形成される。この有機半導体膜は、有機半導体デバイスにおける有機半導体層として有用である。
【００６０】
続いて、本発明の有機半導体材料から形成されるからなる有機半導体材料を備える有機半導体デバイスを、有機電界効果トランジスタ素子（ＯＴＦＴ素子）を例として、図１〜図４に基づいて説明する。
【００６１】
図１、図２、図３及び図４は、本発明のＯＴＦＴ素子の実施形態を例示するものであり、いずれもＯＴＦＴ素子の構造を示す模式的断面図である。
【００６２】
図１に示すＯＴＦＴ素子は、基板１の表面上にゲート電極２を備え、ゲート電極２上には絶縁膜層３が形成されており、絶縁膜層３上にはソース電極５およびドレイン電極６が設けられ、さらに有機半導体層４が形成されている。
【００６３】
図２に示すＯＴＦＴ素子は、基板１の表面上にゲート電極２を備え、ゲート電極２上には絶縁膜層３が形成され、その上に有機半導体層４が形成されており、有機半導体層４上にはソース電極５およびドレイン電極６が設けられている。
【００６４】
図３に示すＯＴＦＴ素子は、基板１の表面上にソース電極５およびドレイン電極６が設けられ、有機半導体層４、絶縁膜層３を介して最表面にゲート電極２が形成されている。
【００６５】
図４に示すＯＴＦＴ素子おいて、本発明に係る有機半導体デバイスは、基板１の表面上には有機半導体層４、ソース電極５およびドレイン電極６が設けられ、絶縁膜層３を介して最表面にゲート電極２が形成されている。
【００６６】
基板1に用いられる材料としては、例えば、ガラス、石英、酸化アルミニウム、サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミックス基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム枇素、ガリウム燐、ガリウム窒素等半導体基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン等の樹脂基板等が挙げられる。基板の厚さは、約１０μｍ〜約２ｍｍとすることができるが、特に可撓性のプラスチック基板ではたとえば約５０〜約１００μｍがよく、剛直な基板、たとえばガラスプレートまたはシリコンウェーハなどでは約０．１〜 約２ｍｍとすることができる。
【００６７】
ゲート電極２は、金属薄膜、導電性ポリマ膜、導電性のインキまたはペーストから作った導電性膜などであってもよく、あるいは、たとえば重度にドープしたシリコンのように、基板そのものをゲート電極とすることができる。ゲート電極の材料の例としては、アルミニウム、銅、ステンレス、金、クロム、ｎドープまたはｐドープされたシリコン、インジウムスズ酸化物、導電性ポリマたとえば、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、カーボンブラック／グラファイトを含む導電性インキ／ペースト、または、ポリマバインダの中にコロイド状の銀を分散させたもの等を例示できる。
【００６８】
ゲート電極２は、真空蒸着、金属または導電性金属酸化物のスパッタリング、導電性ポリマ溶液または導電性インキのスピンコート、インクジェット、スプレー、コーティング、キャスティング等を用いることにより作成できる。ゲート電極２の厚さは、たとえば、約１０ｎｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００６９】
絶縁膜層３は一般に、無機材料膜または有機ポリマ膜とすることができる。絶縁膜層３として好適な無機材料の例としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウムバリウム等が例示できる。絶縁膜層３として好適な有機化合物の例としては、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリ（ビニルフェノール）、ポリイミド類、ポリスチレン、ポリ（メタクリレート）類、ポリ（アクリレート）類、エポキシ樹脂などがある。また、有機ポリマ中に無機材料を分散して、絶縁層膜として使用してもよい。絶縁膜層の厚さは、使用する絶縁材料の誘電率によって異なるが、例えば約１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００７０】
前記絶縁膜層を形成する手段としては、例えば、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、レーザー蒸着法等のドライ成膜法や、スピンコート法、ブレードコート法、スクリーン印刷、インキジェット印刷、スタンプ法等のウエット製膜法が挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００７１】
ソース電極５およびドレイン電極６は、後述する有機半導体層４に対して低抵抗なオーミック接触を与える材料から作ることができる。ソース電極５およびドレイン電極６として好ましい材料としては、ゲート電極２に好ましい材料として例示したものを用いることができ、例えば、金、ニッケル、アルミニウム、白金、導電性ポリマおよび導電性インキなどがある。ソース電極５およびドレイン電極６の厚さは、典型的には、たとえば、約４０ｎｍ〜 約１０μｍ、より好ましくは厚さが約１０ｎｍ〜１μｍである。
【００７２】
ソース電極５およびドレイン電極６を形成する手段としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、熱転写法、印刷法、ゾルゲル法等が挙げられる。製膜時または製膜後、必要に応じてパターニングを行うのが好ましい。パターニングの方法として、例えば、フォトレジストのパターニングとエッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法等が挙げられる。また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィー法等や、これら手法を複数組み合わせた手法を利用し、パターニングすることも可能である。
【００７３】
有機半導体層４を形成する手段としては、例えば、真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、レーザー蒸着法等のドライ成膜法や、基板上に溶液や分散液を塗布した後に、溶媒や分散媒を除去することで薄膜を形成するウエット成膜法が挙げられるが、ウエット成膜法を用いることが好ましい。ウエット成膜法としては、スピンコート法、ブレードコート法、スクリーン印刷、インキジェット印刷、スタンプ法などが例示できる。例えばスピンコート法を用いる場合、本発明の有機半導体材料が溶解度を有する適切な溶媒に溶解させることにより、濃度が０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の溶液を調製した後、基板１に形成した絶縁膜層３上に有機半導体材料溶液を滴下し、次いで５００〜６０００RPMで５〜１２０秒処理することにより行われる。上記溶媒としては、有機半導体材料が有する各溶媒に対する溶解度と製膜後の膜質によって選択されるが、たとえば、水、メタノールに代表されるアルコール類、トルエンに代表される芳香族炭化水素類、ヘキサンやシクロヘキサン等に代表される脂肪族炭化水素類、ニトロメタンやニトロベンゼン等の有機ニトロ化合物、テトラヒドロフランやジオキサン等の環状エーテル化合物、アセトニトリルやベンゾニトリル等のニトリル系化合物、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等に代表される非プロトン性極性溶媒等から選ばれる溶媒を用いることができる。また、これらの溶媒は２種類以上を組合せて用いることもできる。
【００７４】
上述の方法により、本発明の有機半導体材料を用いた有機電界効果トランジスタ素子を作成することが可能である。得られた有機電界効果トランジスタ素子では、有機半導体層がチャネル領域を成しており、ゲート電極に印加される電圧でソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が制御されることによってオン/オフ動作する。
【００７５】
本発明の有機半導体材料をから得られる有機半導体デバイスの別の好適態様の一つとして、有機光起電力素子が挙げられる。具体的には、基板上に、正極、有機半導体層及び負極を有する有機光起電力素子であって、前記有機半導体層が上述した本発明の有機半導体材料を含む有機半導体デバイスである。
【００７６】
本発明の有機光起電力素子の構造について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機光起電力素子の構造は何ら図示のものに限定されるものではない。
【００７７】
図５は本発明に用いられる一般的な有機光起電力素子の構造例を示す断面図であり、７は基板、８は正極、９は有機半導体層、１０は負極を各々表わす。また、図６は有機半導体層が積層されている場合の構造例を示す断面図であり、９−ａはｐ型有機半導体層、９−ｂはn型有機半導体層である。
【００７８】
基板は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。機械的、熱的強度を有し、透明性を有するガラス基板や透明性樹脂フィルムを使用することが好ましい。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００７９】
電極材料としては、一方の電極には仕事関数の大きな導電性素材、もう一方の電極には仕事関数の小さな導電性素材を使用することが好ましい。仕事関数の大きな導電性素材を用いた電極は正極となる。この仕事関数の大きな導電性素材としては金、白金、クロム、ニッケルなどの金属のほか、透明性を有するインジウム、スズなどの金属酸化物、複合金属酸化物（インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）が好ましく用いられる。ここで、正極に用いられる導電性素材は、有機半導体層とオーミック接合するものであることが好ましい。さらに、後述する正孔輸送層を用いた場合においては、正極に用いられる導電性素材は正孔輸送層とオーミック接合するものであることが好ましい。
【００８０】
仕事関数の小さな導電性素材を用いた電極は負極となるが、この仕事関数の小さな導電性素材としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、具体的にはリチウム、マグネシウム、カルシウムが使用される。また、錫や銀、アルミニウムも好ましく用いられる。さらに、上記の金属からなる合金や上記の金属の積層体からなる電極も好ましく用いられる。また、負極と電子輸送層の界面にフッ化リチウムやフッ化セシウムなどの金属フッ化物を導入することで、取り出し電流を向上させることも可能である。ここで、負極に用いられる導電性素材は、有機半導体層とオーミック接合するものであることが好ましい。さらに、後述する電子輸送層を用いた場合においては、負極に用いられる導電性素材は電子輸送層とオーミック接合するものであることが好ましい。
【００８１】
有機半導体層は本発明の芳香族複素環化合物Ａを含む。すなわち、一般式（１）で表される芳香族複素環化合物Ａを含む本発明の有機半導体材料を用いて形成される。本発明の有機半導体材料はp型有機半導体材料（以下p型有機材料という）、n型有機半導体材料（以下ｎ型有機材料という）又は両者に使用される。一般式（１）で表される化合物を2種以上使用して、その1以上をp型有機材料成分とし、他の1以上をｎ型有機材料成分とすることができる。また、p型有機材料又はｎ型有機材料の一方を一般式（１）で表される化合物を含まない化合物とすることもできる。
【００８２】
有機半導体層は、式（１）で表される化合物を少なくとも１つ含む有機半導体材料を用いて形成される。式（１）で表される化合物は、p型有機材料またはｎ型有機材料として機能する。
【００８３】
p型有機材料とｎ型有機材料これらの材料は混合されていることが好ましく、ｐ型有機材料とn型有機材料が分子レベルで相溶しているか、相分離していることが好ましい。この相分離構造のドメインサイズは特に限定されるものではないが通常１ｎｍ以上５０ｎｍ以下のサイズである。また、ｐ型有機材料とn型有機材料が積層されている場合は、ｐ型有機材料を有する層が正極側、n型有機材料を有する層が負極側であることが好ましい。有機半導体層は５ｎｍ〜５００ｎｍの厚さが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜３００ｎｍである。積層されている場合は、本発明のｐ型有機材料を有する層は上記厚さのうち１ｎｍ〜４００ｎｍの厚さを有していることが好ましく、より好ましくは１５ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００８４】
ｐ型有機材料は、式（１）で表される化合物の内、ｐ型半導体特性を示すものを単独で用いてもよいし、他のｐ型有機材料を含んでもよい。他のｐ型有機材料としては、例えばポリチオフェン系重合体、ベンゾチアジアゾール−チオフェン系誘導体、ベンゾチアジアゾール−チオフェン系共重合体、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレン系重合体、ポリフルオレン系重合体、ポリピロール系重合体、ポリアニリン系重合体、ポリアセチレン系重合体、ポリチエニレンビニレン系重合体などの共役系重合体や、Ｈ２フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）などのフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ジ（３−メチルフェニル）−４，４'−ジフェニル−１，１'−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ'−ジナフチル−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−４，４'−ジフェニル−１，１'−ジアミン（ＮＰＤ）などのトリアリールアミン誘導体、４，４'−ジ（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）などのカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体（ターチオフェン、クウォーターチオフェン、セキシチオフェン、オクチチオフェンなど）などの低分子有機化合物が挙げられる。
【００８５】
ｎ型有機材料は、式（１）で表される化合物の内、ｎ型半導体特性を示すものを単独で用いてもよいし、他のｎ型有機材料を用いてもよい。他のｎ型有機材料としては、例えば１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド（ＮＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド（ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンズイミダゾール（ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ'−ジオクチル−３，４，９，１０−ナフチルテトラカルボキシジイミド（ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、２，５−ジ（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）などのオキサゾール誘導体、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物（Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９４を始めとする無置換のものと、［６，６］−フェニル Ｃ６１ ブチリックアシッドメチルエステル（［６，６］−ＰＣＢＭ）、［５，６］−フェニル Ｃ６１ ブチリックアシッドメチルエステル（［５，６］−ＰＣＢＭ）、［６，６］−フェニル Ｃ６１ ブチリックアシッドヘキシルエステル（［６，６］−ＰＣＢＨ）、［６，６］−フェニル Ｃ６１ ブチリックアシッドドデシルエステル（［６，６］−ＰＣＢＤ）、フェニル Ｃ７１ ブチリックアシッドメチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）、フェニル Ｃ８５ ブチリックアシッドメチルエステル（ＰＣ８４ＢＭ）など）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体にシアノ基を導入した誘導体（ＣＮ−ＰＰＶ）などが挙げられる。
【００８６】
本発明の有機光起電力素子では、正極と有機半導体層の間に正孔輸送層を設けてもよい。正孔輸送層を形成する材料としては、ポリチオフェン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体、ポリフルオレン系重合体などの導電性高分子や、フタロシアニン誘導体（Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＺｎＰｃなど）、ポルフィリン誘導体などのｐ型半導体特性を示す低分子有機化合物が好ましく用いられる。特に、ポリチオフェン系重合体であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）やＰＥＤＯＴにポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）が添加されたものが好ましく用いられる。正孔輸送層は５ｎｍ〜６００ｎｍの厚さが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８７】
また、本発明の有機光起電力素子は、有機半導体層と負極の間に電子輸送層を設けてもよい。電子輸送層を形成する材料として、特に限定されるものではないが、上述のn型有機材料（ＮＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物、ＣＮＴ、ＣＮ−ＰＰＶなど）のようにｎ型半導体特性を示す有機材料が好ましく用いられる。電子輸送層は５ｎｍ〜６００ｎｍの厚さが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８８】
また、本発明の有機光起電力素子は、１つ以上の中間電極を介して２層以上の有機半導体層を積層（タンデム化）して直列接合を形成してもよい。例えば、基板／正極／第１の有機半導体層／中間電極／第２の有機半導体層／負極という積層構成を挙げることができる。このように積層することにより、開放電圧を向上させることができる。なお、正極と第１の有機半導体層の間、および、中間電極と第２の有機半導体層の間に上述の正孔輸送層を設けてもよく、第１の有機半導体層と中間電極の間、および、第２の有機半導体層と負極の間に上述の正孔輸送層を設けてもよい。
【００８９】
このような積層構成の場合、有機半導体層の少なくとも１層が式（１）で表される本発明の化合物を含み、他の層には、短絡電流を低下させないために、本発明のｐ型有機材料とはバンドギャップの異なるｐ型有機材料を含むことが好ましい。このようなｐ型有機材料としては、例えば上述のポリチオフェン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレン系重合体、ポリフルオレン系重合体、ポリピロール系重合体、ポリアニリン系重合体、ポリアセチレン系重合体、ポリチエニレンビニレン系重合体などの共役系重合体や、Ｈ２フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）などのフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ジ（３−メチルフェニル）−４，４'−ジフェニル−１，１'−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ'−ジナフチル−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−４，４'−ジフェニル−１，１'−ジアミン（ＮＰＤ）などのトリアリールアミン誘導体、４，４'−ジ（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）などのカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体（ターチオフェン、クウォーターチオフェン、セキシチオフェン、オクチチオフェンなど）などの低分子有機化合物が挙げられる。
【００９０】
また、ここで用いられる中間電極用の素材としては高い導電性を有するものが好ましく、例えば上述の金、白金、クロム、ニッケル、リチウム、マグネシウム、カルシウム、錫、銀、アルミニウムなどの金属や、透明性を有するインジウム、スズなどの金属酸化物、複合金属酸化物（インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）、上記の金属からなる合金や上記の金属の積層体、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）やＰＥＤＯＴにポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）が添加されたもの、などが挙げられる。中間電極は光透過性を有することが好ましいが、光透過性が低い金属のような素材でも膜厚を薄くすることで充分な光透過性を確保できる場合が多い。
【００９１】
有機半導体層の形成には、スピンコート塗布、ブレードコート塗布、スリットダイコート塗布、スクリーン印刷塗布、バーコーター塗布、鋳型塗布、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法、スプレー法、真空蒸着法など何れの方法を用いてもよく、膜厚制御や配向制御など、得ようとする有機半導体層特性に応じて形成方法を選択すればよい。
【００９２】
本発明の有機半導体デバイスは、本発明の有機半導体材料を用いたものである。有機半導体デバイスとしては、有機電界効果トランジスタ、又は有機光起電力素子であることが好ましい。
【実施例】
【００９３】
以下、本発明につき、実施例によって更に詳しく説明するが、本発明は勿論、これらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を越えない限りにおいて、種々の形態で実施することが可能である。なお、化合物番号は上記化学式に付した番号に対応する。
【００９４】
実施例１
【化２４】
2014198682.tif 000026
【００９５】
窒素ガス気流下、１０ L の反応器に、ジベンゾフラン（Ａ）（３４４８ ｍｍｏｌ， ５８０ ｇ）と脱水ＴＨＦ（２２６０ ｍＬ）を加え、０℃にて３０ 分間撹拌した。これに、１．６ Ｍ ＢｕＬｉ−ヘプタン溶液（３４１４ ｍｍｏｌ, ２１３４ ｍＬ）を滴下して加えた。−７８℃にて３０ 分間撹拌した後、ＤＭＦ（５１７３ ｍｍｏｌ, ４０１ ｍＬ）を滴下して加えた。これを室温まで昇温した後、２ 時間撹拌を続けた。反応溶液を６ Ｍ 塩酸に注加し、pH1 に調整した。これを酢酸エチルで抽出後、水、ブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥、濾過、濃縮して黄白色固体である化合物（Ｂ）の粗体６９０ ｇを得た。
【００９６】
窒素ガス気流下、１０ Ｌ の反応器に、３−ブロモプロピオン酸（Ｃ）（５７１９ ｍｍｏｌ, ８７４ ｇ）とトリフェニルホスフィン（５７１９ ｍｍｏｌ， １５００ ｇ）、脱水アセトニトリル（２３９０ ｍＬ）を加えた。添加終了後、加熱還流下にて２２ 時間撹拌した。室温まで放冷後、反応液を濃縮した。これにアセトニトリルを加え、加熱撹拌しながら濃縮体を溶解させ、これに種固体を加えた。室温まで自然放冷させながら、一晩撹拌したところ、ｗｉｔｔｉｇ−ｓａｌｔ（Ｄ） を２０４３ ｇ得た。
【００９７】
窒素ガス気流下、２０ Ｌ の反応器に、化合物（Ｂ）（３４１１ ｍｍｏｌ, ６９０ ｇ）とｗｉｔｔｉｇ−ｓａｌｔ（Ｄ）（３３７７ ｍｍｏｌ, １４０２ ｇ）、脱水ＴＨＦ（６ Ｌ）、脱水ＤＭＳＯ（６ Ｌ）を加え、２７℃（水バス）にて３０ 分間撹拌した。これに、水素化ナトリウム（７１６４ ｍｍｏｌ, ２８６ ｇ）を少量ずつ注加し、２０ 時間撹拌した。１Ｍ 塩酸水溶液に対して反応液を注加し、これをトルエンで抽出後、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥、濾過、濃縮して黄色粘性液体である化合物（Ｅ）の粗体１５４５ｇを得た。
【００９８】
【化２５】
2014198682.tif 000027
【００９９】
窒素ガス気流下、１ Ｌ のナスフラスコに、化合物（Ｅ）（１９８ ｍｍｏｌ, ５０ ｇ）と脱水エタノール（２８０ ｍＬ）、脱水酢酸エチル（２８０ ｍＬ）を加え、室温にて１ 時間撹拌しながら、窒素ガスバブリングを行った。引き続き、１０％Ｐｄ/Ｃ（３１ ｇ）を加え、室温にて１ 時間撹拌しながら、水素ガスバブリングを行った。その後、水素ガス雰囲気下（１Ｌ 風船使用、１ 気圧）、室温にて２２ 時間撹拌した。セライト濾過により不溶物を除去、酢酸エチルで洗浄した後、得られた濾液を濃縮し、黄色液体である化合物（Ｆ）の粗体を得た。
【０１００】
窒素ガス気流下、１ Ｌ の反応器に、化合物（Ｆ）（１６１ ｍｍｏｌ, ４１ ｇ）と２,４,６−トリクロロ−１,３,５−トリアジン（３２２ ｍｍｏｌ, ５９．４ ｇ）、脱水ジクロロメタン（４１５ ｍＬ）を加え、室温にて５ 分間撹拌した。その後、脱水ピリジン（４８４ ｍｍｏｌ, ３９．１ ｍＬ）を、室温にてゆっくりと注加し、２０ 時間撹拌した。引き続き、塩化アルミニウム（３２２ ｍｍｏｌ, ４３ ｇ）を室温にてゆっくりと加え、４ 時間撹拌した。反応液を０℃に冷却したアセトンに注加して反応を停止した。しばらく撹拌した後、懸濁溶液をセライト濾過した。これにメタノールを加え、析出した固体をセライト濾過で取り除いた。得られた濾液を濃縮し、トルエンで抽出、１Ｍ 塩酸水溶液で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥、濾過、濃縮し、メタノールで洗浄したところ、化合物（Ｇ）を４６．４ ｇ得た。
【０１０１】
窒素ガス気流下、１ Ｌ の反応器に、化合物（Ｇ）（７７ ｍｍｏｌ, ４６．５ ｇ）とフェニルヒドラジン塩酸塩（７７ ｍｍｏｌ, １１．１ ｇ）、脱水エタノール（５３８ ｍＬ）を加え、室温にて５ 分間撹拌した。その後、氷酢酸（３０．７ ｍｍｏｌ, １．７５ ｍＬ）を注加し、９０℃にて５ 時間撹拌した。室温まで放冷後、エバポレーターにより溶媒を留去し、析出した固体をトルエンに溶解させ、これを２Ｍ 水酸化ナトリウム水溶液を用いて洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥、濾過、濃縮した後、得られた固体をメタノールで懸濁洗浄し、化合物（Ｈ）を２０．１ ｇ 得た。得られた化合物（Ｈ）のＮＭＲスペクトルデータを図７に示す。
【０１０２】
【化２６】
2014198682.tif 000028
窒素ガス雰囲気下、２ Ｌ のナスフラスコに、化合物（Ｈ）（４５３ ｍｍｏｌ, １４０ ｇ）とクロラニル（６３４ ｍｍｏｌ, １５５グラム）、キシレン（５０２８ ｍＬ）を加え、１５０℃にて４ 時間撹拌した。析出した固体を濾別、メタノールで洗浄し、化合物（１０１）を１００ ｇ 得た。得られた化合物（１０１）のＮＭＲスペクトルデータを図８に示す。
【０１０３】
実施例２
【化２７】
2014198682.tif 000029
【０１０４】
窒素ガス雰囲気下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物（１０１）（７．８ ｍｍｏｌ,２．４ ｇ）、ＤＭＦ（７０ ｍＬ）、５９．６％ ＮａＨ（８．６ ｍｍｏｌ, ０．３５ ｇ）、ヨードオクタン（８．６ ｍｍｏｌ, ２．１ ｇ）を加え、室温で一晩撹拌した。反応液にメタノールを少量加えて泡が出ないことを確認した後、反応混合物を水に注いで沈殿を濾別し、メタノール、ヘキサンで洗浄し、化合物（２０１）を２．５ ｇを得た。得られた化合物（２０１）のＮＭＲスペクトルデータを図９に示す。
【０１０５】
実施例３
【化２８】
2014198682.tif 000030
【０１０６】
窒素ガス気流下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物（Ｇ）（２２．４ ｍｍｏｌ, ５．３ ｇ）と３−ブロモフェニルヒドラジン塩酸塩（２２．４ ｍｍｏｌ, ５．０ ｇ）、脱水エタノール（１４０ ｍＬ）を加え、室温にて5 分間撹拌した。その後氷酢酸（９．０ ｍｍｏｌ, ０．５４ ｇ）を加え、９０℃で一晩加熱撹拌した。室温まで放冷後、エバポレーターにより溶媒を留去し、析出した固体をトルエンに溶解させ、これを２Ｍ 水酸化ナトリウム水溶液を用いて洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥、濾過、濃縮した後、得られた固体をエタノールで懸濁洗浄し、化合物（Ｋ）を３．４ ｇ 得た。
【０１０７】
窒素ガス気流下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物（Ｋ）（８．１ ｍｍｏｌ, ３．２ ｇ)とクロラニル（１２．２ ｍｍｏｌ, ３．０ ｇ）、キシレン（９０ ｍＬ）を加えて１５０℃で２０時間撹拌した。析出した固体を濾別、メタノールで洗浄し、化合物（Ｌ）を２．６ｇ 得た。得られた化合物（Ｌ）のＮＭＲスペクトルデータを図１０に示す。
【０１０８】
【化２９】
2014198682.tif 000031
【０１０９】
窒素ガス雰囲気下、３００ｍＬの三口フラスコに、化合物（１０１）（６．２ ｍｍｏｌ,２．４ ｇ）、ＤＭＦ（６０ ｍＬ）、５９．６％ ＮａＨ（６．８ ｍｍｏｌ, ０．２８ ｇ）、ヨードオクタン（６．８ ｍｍｏｌ, １．７ ｇ）を加え、室温で一晩撹拌した。反応液にメタノールを少量加えて泡が出ないことを確認した後、反応混合物を水に注いで沈殿を濾別し、メタノール、ヘキサンで洗浄し、化合物（Ｍ）を２．５ ｇを得た。得られた化合物（Ｍ）のＮＭＲスペクトルデータを図１１に示す。
【０１１０】
窒素ガス雰囲気下、１００ｍＬのナスフラスコに、化合物（Ｍ）（４．８ ｍｍｏｌ, ２．４ ｇ）と、脱水ＴＨＦ（２５ ｍＬ）、ジイソプロピルアミン（２５ ｍＬ）、エチニルベンゼン（５．８ ｍｍｏｌ, ０．６ ｇ）、ヨウ化銅（１．０ ｍｍｏｌ, ０．１８ ｇ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．５ ｍｍｏｌ, ０．６ ｇ）を加え、８５℃で６時間撹拌した。反応混合物を減圧濃縮し、残渣をジクロロメタンに溶かして水で洗浄し、減圧濃縮、乾燥を行った。得られた固体をカラムクロマトグラフィーにより、化合物（化合物３０１）を１．３ ｇ得た。化合物（３０１）のＮＭＲスペクトルデータを図１２に示す。
【０１１１】
実施例４
本発明の有機半導体材料の特性を、図２に示す構成の有機電界効果トランジスタを作成し、評価を行った。まず、約３００nmの厚みの熱成長酸化ケイ素層を有するシリコンウェハ（ｎドープ）を、硫酸−過酸化水素水溶液で洗浄し、イソプロピルアルコールで煮沸した後、乾燥した。得られた熱成長酸化ケイ素層を有するシリコンウェハ（ｎドープ）上に、化合物（２０１）のクロロベンゼン溶液（２Ｗｔ％）をスピンコート法により製膜した後８０℃で熱処理を行う事により厚さ５０ ｎ ｍ の化合物（２０１）の薄膜を形成した。更に、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着してソースおよびドレイン電極を形成した。ソースおよびドレイン電極は幅１００μｍ、厚さ２００ｎｍで、チャネル幅Ｗ＝２ｍｍ、チャネル長Ｌ ＝ ５０ μ ｍ の有機電界効果トランジスタを作製した。
【０１１２】
得られた有機電界効果トランジスタのソース電極及びドレイン電極間に、−１００ Ｖ の電圧を印加し、ゲート電圧を−２０〜−１００ Ｖの範囲で変化させて、電圧−電流曲線を２５ ℃の温度において求め、そのトランジスタ特性を評価した。電界効果移動度（μ）は、ドレイン電流Ｉdを表わす下記式（Ｉ）を用いて算出した。
Ｉd＝（Ｗ／２Ｌ）μＣi（Ｖg−Ｖt）2       （Ｉ）
【０１１３】
上記式（Ｉ）において、Ｌはチャネル長であり、Ｗはチャネル幅である。また、Ｃiは絶縁層の単位面積当たりの容量であり、Ｖgはゲート電圧であり、Ｖtは閾値電圧である。算出した電界効果移動度及を表１に示す。
【０１１４】
実施例５〜１０
実施例４において、化合物（２０１）のクロロベンゼン溶液（２ｗｔ％）の代わりに、化合物（３０１）、（４０１）、（５０１）、（６０１）、（７０１）、又は（８０１）の溶液（２ｗｔ％）をそれぞれ使用した他は同様の操作を行い、有機電界効果トランジスタを作製した。得られた素子を実施例４と同様にトランジスタ特性を評価した。算出した電界効果移動度を表１に示す。
【０１１５】
比較例１、２
実施例４において、化合物（２０１）のクロロベンゼン溶液（２ｗｔ％）の代わりに、下記化合物（H１）、又は（H２）の溶液（２ｗｔ％）をそれぞれ使用した他は同様の操作を行い、有機電界効果トランジスタを作製した。得られた素子を実施例４と同様にトランジスタ特性を評価した。算出した電界効果移動度を表１に示す。
【化３０】
2014198682.tif 000032
【０１１６】
【表１】
2014198682.tif 000033
【０１１７】
実施例４〜９と比較例１〜２の結果から、式（１）で示される芳香族複素環化合物を用いた有機電界効果トランジスタが高い特性を有することが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１１８】
１  基板、２  ゲート電極、３  絶縁層、４  有機半導体、５  ソース電極、６  ドレイン電極、７  基板、８  正極、９  有機半導体層、９−ａ  電子供与性有機半導体層、９−ｂ  電子受容性有機半導体層、１０  負極
【図１】
2014198682.tif 000042
【図２】
2014198682.tif 000043
【図３】
2014198682.tif 000044
【図４】
2014198682.tif 000045
【図５】
2014198682.tif 000046
【図６】
2014198682.tif 000047
【図７】
2014198682.tif 000048
【図８】
2014198682.tif 000049
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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