(57)【要約】【課題】キャリア移動度が高い有機薄膜トランジスタの提供。【解決手段】一般式（１−１）又は（１−２）で表される化合物を半導体活性層に含む有機薄膜トランジスタ｛ＸはＳ又はＯ原子。Ｒ1〜Ｒ4は水素原子又は長さが３．７Å以下の置換基。Ｒ5は水素原子、アルキル基；アルケニル基；アルキニル基；アルキルチオ基；アルコキシ基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基。Ｌaは特定の２価の連結基。Ｒaは特定以上の炭素数のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基或いはトリアルキルシリル基｝。2014170929.tif 000034【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を半導体活性層に含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【化１】
2014170929.tif 000028
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化２】
2014170929.tif 000029
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化３】
2014170929.tif 000030
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、エチニル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）、または（Ｌ−１０）のいずれかで表される２価の連結基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て置換または無置換のアルキル基であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て直鎖アルキル基であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
下記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物。
【化４】
2014170929.tif 000031
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化５】
2014170929.tif 000032
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化６】
2014170929.tif 000033
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
【請求項８】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、エチニル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることを特徴とする請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることを特徴とする請求項７または８に記載の化合物。
【請求項１０】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）、または（Ｌ−１０）のいずれかで表される２価の連結基であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１１】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て置換または無置換のアルキル基であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１２】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て直鎖アルキル基であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料。
【請求項１４】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ用材料。
【請求項１５】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
【請求項１６】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物とポリマーバインダーを含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
【請求項１７】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜。
【請求項１８】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物とポリマーバインダーを含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜。
【請求項１９】
溶液塗布法により作製されたことを特徴とする請求項１７または１８に記載の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料などに関する。詳しくは、本発明は、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾール構造を有する化合物、該化合物を含有する有機薄膜トランジスタ、該化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、該化合物を含有する有機薄膜トランジスタ用材料、該化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、該化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料を用いたデバイスは、従来のシリコンなどの無機半導体材料を用いたデバイスと比較して、様々な優位性が見込まれているため、高い関心を集めている。有機半導体材料を用いたデバイスの例としては、有機半導体材料を光電変換材料として用いた有機薄膜太陽電池や固体撮像素子などの光電変換素子や、非発光性の有機トランジスタが挙げられる。有機半導体材料を用いたデバイスは、無機半導体材料を用いたデバイスと比べて低温、低コストで大面積の素子を作製できる可能性がある。さらに分子構造を変化させることで容易に材料特性を変化させることが可能であるため材料のバリエーションが豊富であり、無機半導体材料ではなし得なかったような機能や素子を実現することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した有機薄膜トランジスタ材料が記載されており、トランジスタとしての特性が良好であり、更に経時劣化が抑えられると記載されている。特許文献２で具体例化合物として挙げられている中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した化合物は、チアゾールまたはオキサゾール環に炭素数の少ないアルキル基またはアルコキシ基や、ヘテロアリール基、ヘテロアリール基置換のアリール基などを置換基として有する化合物であった。
特許文献２には、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した有機半導体材料が記載されており、経時劣化が抑えられ、有機薄膜トランジスタとして用いられると記載されている。また、特許文献２に記載の有機半導体材料は高い溶解性と低温成膜性を備えると記載されている。特許文献２で具体例化合物として挙げられている中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した化合物は、いずれもナフタレン環にアリール基またはヘテロアリール基を置換基として有する化合物であった。
特許文献３には、中心環アントラセンの両側にチアゾールが縮環した有機半導体素子に用いられる化合物が記載されており、安定性、有機溶媒への溶解性に優れ、良好な電化キャリア移動度を示すと記載されている。特許文献３には、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した化合物は記載されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６５０１５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１６８１４号公報
【特許文献３】特表２００９−５１９５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した化合物は従来から知られている。
【０００６】
特許文献１の実施例に記載の化合物は、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した構造のチアゾールまたはオキサゾールがアルキル鎖の短い置換基を有するものが多く、十分な溶解性と配向性が得られないことがわかった。また、長いアルキル鎖を有しているものも、２量体や芳香族置換基を介してヘテロアリール基を有するものであるため、剛直なコア部分の分子量が長く、十分な溶解性と配向性が得られないことがわかった。このため、高いキャリア移動度が得られないものであった。実際、特許文献１の実施例で用いた化合物はキャリア移動度が低いことがわかった（化合物７３は特許文献１の構成の素子で移動度０．０７７ｃｍ2／Ｖｓ）。
また、特許文献２の実施例に記載の化合物は、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した構造のナフタレン環上に２つ以上のアリール基またはヘテロアリール基を置換基として有することで、分子間距離が広がり、十分なＨＯＭＯ軌道の重なりが得られず、キャリア移動度が低いものであった。実際、特許文献２の実施例で用いた化合物は、キャリア移動度が低いことがわかった（化合物１４は特許文献２の構成の素子で移動度０．０９７ｃｍ2／Ｖｓ）。また、特許文献２では発明の効果に高い溶解性をうたっているものの実施例には記載がなく、本発明者らの検討によると特許文献２の化合物は溶解性が低いことがわかった。
【０００７】
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために検討を進めた。本発明が解決しようとする課題は、キャリア移動度が高い有機薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、特定の構造の置換基を有する中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾール構造を有し、ナフタレン環が分子長の長い置換基を有さず、チアゾールまたはオキサゾール環が特定の構造で適切な長さの置換基を有する化合物は溶解性が高く、キャリア輸送に有利な有機薄膜を形成することを見出した。これにより、キャリア移動度の高い有機薄膜トランジスタを得られることがわかった。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明は、以下の構成を有する。
【０００９】
［１］  下記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を半導体活性層に含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【化１】
2014170929.tif 000002
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化２】
2014170929.tif 000003
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化３】
2014170929.tif 000004
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
［２］  ［１］に記載の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、エチニル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることが好ましい。
［３］  ［１］または［２］に記載の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることが好ましい。
［４］  ［１］〜［３］のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）、または（Ｌ−１０）のいずれかで表される２価の連結基であることが好ましい。
［５］  ［１］〜［４］のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て置換または無置換のアルキル基であることが好ましい。
［６］  ［１］〜［５］のいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て直鎖アルキル基であることが好ましい。
【００１０】
［７］  下記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物。
【化４】
2014170929.tif 000005
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化５】
2014170929.tif 000006
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化６】
2014170929.tif 000007
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
［８］  ［７］に記載の化合物は、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、エチニル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることが好ましい。
［９］  ［７］または［８］に記載の化合物は、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることが好ましい。
［１０］  ［７］〜［９］のいずれか一項に記載の化合物は、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcが全て前記一般式（Ｌ−１）、または（Ｌ−１０）のいずれかで表される２価の連結基であることが好ましい。
［１１］  ［７］〜［１０］のいずれか一項に記載の化合物は、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て置換または無置換のアルキル基であることが好ましい。
［１２］  ［７］〜［１１］のいずれか一項に記載の化合物は、前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒa、ＲbおよびＲcが全て直鎖アルキル基であることが好ましい。
【００１１】
［１３］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料。
［１４］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする有機薄膜トランジスタ用材料。
［１５］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
［１６］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物とポリマーバインダーを含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
［１７］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜。
［１８］  ［７］〜［１２］のいずれか一項に記載の前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物とポリマーバインダーを含有することを特徴とする非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜。
［１９］  ［１７］または［１８］に記載の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜は、溶液塗布法により作製されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、キャリア移動度が高い有機薄膜トランジスタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の有機薄膜トランジスタの一例の構造の断面を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例でＦＥＴ特性測定用基板として製造した有機薄膜トランジスタの構造の断面を示す概略図である。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、化合物８１のＸ線結晶解析データ（単位結晶格子の図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明において、各一般式の説明において特に区別されずに用いられている場合における水素原子は同位体（重水素原子等）も含んでいることを表す。さらに、置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
【００１５】
［有機薄膜トランジスタ］
本発明の有機薄膜トランジスタは、下記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を半導体活性層に含むことを特徴とする。
【化７】
2014170929.tif 000008
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化８】
2014170929.tif 000009
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化９】
2014170929.tif 000010
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
【００１６】
このような構成により、本発明の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が高い。
前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を用いた有機半導体材料は、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環した構造を有し、ナフタレン環が無置換であるか、分子間距離が短くＨＯＭＯ軌道の重なりが阻害されない程度の分子長の置換基を有することで、有機薄膜の膜中でキャリア輸送に適したヘリンボーン構造をとり、二次元的な軌道の重なりを形成しやすいものと考えられる（ヘリンボーン構造がキャリア輸送に有利であることは、例えばＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０１１，２３，４３４７−４３７０等に記載されている）。これにより、本発明に係る化合物は、高いキャリア移動度を実現することができ、有機薄膜トランジスタに好ましく用いられ得るものとなったと考えられる。
さらに前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾールが縮環したヘリンボーン様の分子配向を促進させる剛直なコア部分に対して、適切な長さの−Ｌa−Ｒa、−Ｌb−Ｒbまたは−Ｌc−Ｒcで表される置換基を有するため、材料の溶液プロセス適性および膜中での分子配列が高い。これにより有機薄膜トランジスタに適用できる有機薄膜の製造効率を上げ、製造コストを抑制することができる。また、キャリア移動度をはじめとするキャリア輸送特性や薄膜の化学的、物理的安定性も向上する。そのため、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、溶解性が高く、キャリア輸送に有利な有機薄膜を形成する半導体材料を得ることができる。
【００１７】
さらに前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を用いた本発明の有機薄膜トランジスタは、繰り返し駆動後の閾値電圧変化も小さいことが好ましい。ここで、従来知られていた化合物を有機薄膜トランジスタとして用いて繰り返し駆動した場合、閾値電圧の変化が大きくなることも本発明者らの検討により明らかになった。閾値電圧の変化が大きくなると、トランジスタとしての信頼性が低下し、長期間使用することができなくなってしまうという問題があり、このような繰り返し駆動後の閾値電圧変化はこれまで知られていなかった問題である。繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さいためには、有機半導体材料の化学的安定性（特に耐空気酸化性、酸化還元安定性）、薄膜状態の熱安定性、空気や水分が入りこみにくい高い膜密度、電荷がたまりにくい欠陥の少ない膜質、等が必要である。前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物はこれらを満足するため、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さいと考えられる。すなわち、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さい本発明の有機薄膜トランジスタは、半導体活性層が高い化学的安定性や膜密度等を有し、長期間に渡ってトランジスタとして有効に機能し得る。
【００１８】
なお、有機半導体の１種として有機ＥＬ素子が知られているが、有機ＥＬ素子材料として有用なものが、ただちに有機薄膜トランジスタ用半導体材料として有用であると言うことはできない。これは、有機ＥＬ素子と有機薄膜トランジスタでは、有機化合物に求められる特性が異なるためである。有機ＥＬ素子では通常薄膜の膜厚方向（通常数ｎｍ〜数１００ｎｍ）に電荷を輸送する必要があるのに対し、有機薄膜トランジスタでは薄膜面方向の電極間（通常数μｍ〜数１００μｍ）の長距離を電荷（キャリア）輸送する必要がある。このため、求められるキャリア移動度が格段に高い。そのため、有機薄膜トランジスタ用半導体材料としては、分子の配列秩序が高い、結晶性が高い有機化合物が求められている。また、高いキャリア移動度発現のため、π共役平面は基板に対して直立していることが好ましい。一方、有機ＥＬ素子では、発光効率を高めるため、発光効率が高く、面内での発光が均一な素子が求められている。通常、結晶性の高い有機化合物は、面内の電界強度不均一、発光不均一、発光クエンチ等、発光欠陥を生じさせる原因となるため、有機ＥＬ素子用材料は結晶性を低くし、アモルファス性の高い材料が望まれる。このため、有機ＥＬ素子材料を構成する有機化合物を有機半導体材料にそのまま転用しても、ただちに良好なトランジスタ特性を得ることができる訳ではない。
【００１９】
以下、本発明の化合物や本発明の有機薄膜トランジスタなどの好ましい態様を説明する。
【００２０】
＜一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物＞
本発明の化合物は、下記一般式（１−１）または（１−２）で表されることを特徴とする。本発明の化合物は、本発明の有機薄膜トランジスタにおいて、後述の半導体活性層に含まれる。すなわち、本発明の化合物は、有機薄膜トランジスタ用材料として用いることができる。
【化１０】
2014170929.tif 000011
（一般式（１−１）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換またはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｌaはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、Ｒaはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒaが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌaが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒaが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒaに隣接するＬaが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化１１】
2014170929.tif 000012
（一般式（１−２）において、ＸはＳ原子またはＯ原子を表す。Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立に水素原子または長さが３．７Å以下の置換基を表す。ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表し、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、ＲbまたはＲcに隣接するＬbまたはＲcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。）
【化１２】
2014170929.tif 000013
（一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表す。一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表す。一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表す。）
【００２１】
一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4はそれぞれ独立にはＮ原子から末端までの長さが３．７Å以下の置換基を表す。ここで、Ｒ1〜Ｒ4の置換基長とは、Ｒ1〜Ｒ4によって置換されたナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格のＣ原子から置換基Ｒ1〜Ｒ4の末端までの長さのことを指す。構造最適化計算は、密度汎関数法（Ｇａｕｓｓｉａｎ０３（米ガウシアン社）／基底関数：６−３１Ｇ＊、交換相関汎関数：Ｂ３ＬＹＰ／ＬＡＮＬ２ＤＺ）を用いて行うことができる。一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立にはナフタレン環のＣ原子から末端までの長さが１．０〜３．７Åの置換基であることが好ましく、１．０〜２．２Åの置換基であることがより好ましい。なお、代表的な置換基の分子長としては、プロピル基は４．７Å、ピロール基は４．６Å、プロピニル基は４．５Å、プロペニル基は４．６Å、エトキシ基は４．５Å、メチルチオ基は３．７Å、エテニル基は３．５Å、エチル基は３．５Å、エチニル基は３．７Å、メトキシ基は３．３Å、メチル基は２．２Å、水素原子は１．０Åである。
一般式（１−１）または（１−２）において、Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、エチニル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることが好ましく、水素原子、炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のエテニル基、置換または無置換のメトキシ基、置換または無置換のメチルチオ基であることがより好ましく、水素原子、炭素数１または２の無置換のアルキル基、無置換のエテニル基、無置換のメトキシ基、無置換のメチルチオ基であることが特に好ましく、水素原子であることがより特に好ましい。
Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に炭素数１または２の置換アルキル基を表す場合、該アルキル基がとり得る置換基としては、シアノ基、フッ素原子、重水素原子などを挙げることができ、シアノ基が好ましい。Ｚが表す置換アルキル基の炭素数は１であることが好ましい。Ｚが表す炭素数１または２の置換または無置換のアルキル基としては、無置換のメチル基または無置換のエチル基が好ましく、無置換のメチル基がより好ましい。
Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に置換または無置換のエテニル基を表す場合、該エテニル基がとり得る置換基としては、重水素原子などを挙げることができる。Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に表す置換または無置換のエテニル基としては、無置換のエテニル基、重水素原子置換のエテニル基を挙げることができ、無置換のエテニル基が好ましい。
Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に置換または無置換のメトキシ基を表す場合、該メトキシ基がとり得る置換基としては、フッ素原子、重水素原子などを挙げることができる。Ｒ1〜Ｒ4がそれぞれ独立に表す置換または無置換のメトキシ基としては、無置換のメトキシ基、フッ素原子置換のメトキシ基を挙げることができ、無置換のメトキシ基が好ましい。
【００２２】
Ｒ1〜Ｒ4のうち隣り合う２つで置換または無置換の芳香族炭化水素環を形成しないことが溶解性の観点からは好ましい。
前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物中において、Ｒ1〜Ｒ4のうち、水素原子の個数は０〜４であることが好ましく、２〜４であることがより好ましく、３または４であることが特に好ましく、４であることがより特に好ましい。
【００２３】
一般式（１−１）で表される化合物中、Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルケニル基；置換または無置換のアルキニル基；置換または無置換のアルキルチオ基；置換または無置換のアルコキシ基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基を表す。ただし、Ｒ5は−Ｌa−Ｒaで表される基ではない。
Ｒ5は、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルキニル基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基であることが好ましく、水素原子；置換または無置換のアルキル基；置換または無置換のアルキニル基；無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基であることがより好ましく、水素原子；無置換のアルキル基；無置換又はアルキル基もしくはシリル基置換のアルキニル基；アルキル基もしくはシリル基で置換されたアリール基であることが特に好ましく、水素原子；無置換のアルキル基であることがより特に好ましい。
【００２４】
Ｒ5が表す置換または無置換のアルキル基は、無置換のアルキル基であることが好ましく、無置換の直鎖アルキル基であることがより好ましい。Ｒ5が表す無置換のアルキル基は、炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、メチル基またはエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
Ｒ5が表す置換または無置換のアルケニル基は、炭素数２または３の置換または無置換のアルケニル基であることが好ましい。
Ｒ5が表す置換または無置換のアルキニル基は、炭素数２または３の置換または無置換のアルキニル基であることが好ましい。Ｒ5が置換アルキニル基を表す場合、シリル基置換のアルキニル基であることが好ましい。
Ｒ5が表す置換または無置換のアルキルチオ基は、炭素数１〜３であることが好ましい。Ｒ5が表すシリル基置換のアルキニル基が置換基として有するシリル基はさらにアルキル基で置換されていてもよく、トリメチルシリル基であることが好ましい。
Ｒ5が表す置換または無置換のアルコキシ基は、炭素数１〜３であることが好ましい。
Ｒ5が表す無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたアリール基は、無置換又はアルキル基もしくはシリル基で置換されたアリール基であることが好ましく、シリル基で置換されたアリール基であることがより好ましい。Ｒ5が表すアルキル基置換のアリール基が置換基として有するアルキル基は炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。Ｒ5が表すシリル基置換のアリール基が置換基として有するシリル基はさらにアルキル基で置換されていてもよく、トリメチルシリル基であることが好ましい。Ｒ5が表すアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基置換または無置換のアリール基に含まれる該アリール基は炭素数６〜１０であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
Ｒ5が表す無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基は、無置換又はアルキル基、アルキニル基で置換されたヘテロアリール基であることがより好ましい。Ｒ5が表す無置換又はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基もしくはシリル基で置換されたヘテロアリール基に含まれる該ヘテロアリール基は環員数５〜６であることが好ましい。
【００２５】
一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物中、Ｌa、ＬbおよびＬcはそれぞれ独立に下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基または２以上の下記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表す。
【化１３】
2014170929.tif 000014
【００２６】
一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）において、波線部分はナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格との結合位置を示し、＊はそれぞれ独立に一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの結合位置を示す。
【００２７】
前記Ｌa、ＬbおよびＬcが一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した連結基を形成する場合、一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基の結合数は２〜４であることが好ましく、２または３であることがより好ましい。
特に、上記の一般式（Ｌ−１０）〜（Ｌ−１２）においては、＊と一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）に隣接するＲa、ＲbおよびＲcのいずれかとの間にさらに一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかが挿入されて、前記Ｌa、ＬbおよびＬcが一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した連結基を形成することも好ましい。
【００２８】
一般式（Ｌ−１０）におけるｍは０〜４を表し、０〜２であることが好ましく、０または１であることがより好ましく、０であることが特に好ましい。
【００２９】
一般式（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるｍは０〜２を表し、０または１であることが好ましく、０であることがより好ましい。
【００３０】
一般式（Ｌ−１）および（Ｌ−２）におけるＲ’は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基を表し、水素原子、炭素数１〜４の置換または無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
【００３１】
一般式（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）および（Ｌ−１２）におけるＹは、それぞれ独立に炭素数１以上の置換または無置換のアルキル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２以上の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１以上の置換または無置換のアルコキシ基を表し、炭素数１〜１２の置換または無置換のアルキル基、炭素数２〜１２の置換または無置換のアルケニル基、炭素数２〜１２の置換または無置換のアルキニル基、炭素数１〜１２の置換または無置換のアルコキシ基であることが好ましい。
【００３２】
前記一般式（１−１）または（１−２）において、Ｌa、ＬbおよびＬcは、全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることが好ましく、全て前記一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−３）、（Ｌ−１０）、（Ｌ−１１）もしくは（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基またはこれらの２価の連結基が２以上結合した２価の連結基であることが繰り返し駆動後の閾値電圧変化を小さくする観点からより好ましく、全て前記一般式（Ｌ−１）または（Ｌ−１０）のいずれかで表される２価の連結基であることがキャリア輸送性の観点から特に好ましい。
【００３３】
Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数ｖが２以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のトリアルキルシリル基を表す。ただし、Ｒa、ＲbおよびＲcが表す置換または無置換のアルキル基は、Ｌa、ＬbおよびＬcが前記一般式（Ｌ−１）で表される場合は炭素数３以上、前記一般式（Ｌ−２）または（Ｌ−３）で表される場合は炭素数２以上、前記一般式（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）で表される場合は炭素数４以上である。また、Ｒa、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基を表すのは、Ｒa、ＲbまたはＲcに隣接するＬa、ＬbまたはＬcが下記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限る。
【００３４】
Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基を表す場合、Ｌa、ＬbおよびＬcが（Ｌ−１）の場合は炭素数３〜１２であることが好ましく、３〜１１であることがキャリア移動度を高める観点からより好ましく、４〜１１であることがさらにキャリア移動度を高める観点から特に好ましい。
Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基を表す場合、Ｌa、ＬbおよびＬcが（Ｌ−２）または（Ｌ−３）の場合は炭素数は２〜１２であることが好ましく、炭素数は６〜１２であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、６〜１０であることが特に好ましい。
Ｒa、ＲbおよびＲcはそれぞれ独立に置換または無置換のアルキル基を表す場合、Ｌa、ＬbおよびＬcが（Ｌ−４）〜（Ｌ−１２）の場合は炭素数４〜１２であることが好ましく、４〜１０であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、６〜１０であることが特に好ましい。
なお、Ｌa、ＬbまたはＬcが２以上の一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）のいずれかで表される２価の連結基が結合した２価の連結基を表す場合、上記のＲa、ＲbまたはＲcが表す置換または無置換のアルキル基の炭素数の好ましい範囲は、Ｒa、ＲbまたはＲcに隣接する一般式（Ｌ−１）〜（Ｌ−１２）の種類によって定まる。
前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、−Ｌa−Ｒa、−Ｌb−Ｒbおよび−Ｌc−Ｒcで表される基にアルキル基が含まれる場合、ＬaおよびＲaの合計のアルキル基の炭素数、ＬbおよびＲbの合計のアルキル基の炭素数、あるいは、ＬcおよびＲcの合計のアルキル基の炭素数が４以上であるとキャリア移動度が高くなる。さらにＬaおよびＲaの合計のアルキル基の主鎖の炭素数、ＬbおよびＲbの合計のアルキル基の主鎖の炭素数、あるいは、ＬcおよびＲcの合計のアルキル基の主鎖の炭素数が４以上であるとキャリア移動度がより高くなる。
Ｒa、ＲbおよびＲcが採りうるアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、直鎖アルキル基であることがキャリア移動度を高める観点から好ましい。Ｒa、ＲbおよびＲcが置換基を有するアルキル基である場合の該置換基としては、ハロゲン原子などを挙げることができ、フッ素原子が好ましい。なお、Ｒa、ＲbおよびＲcがフッ素原子を有するアルキル基である場合は該アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されてパーフルオロアルキル基を形成してもよい。
【００３５】
Ｒa、ＲbおよびＲcが表す「オリゴオキシエチレン基」とは本明細書中、（ＣＨ2ＣＨ2）vＯＹvで表される基のことを言う（オキシエチレン単位の繰り返し数ｖは２以上の整数を表し、末端のＹvは水素原子または置換基を表す）。なお、オリゴオキシエチレン基の末端のＹvが水素原子である場合はヒドロキシ基となる。オキシエチレン単位の繰り返し数ｖは２〜４であることが好ましく、２〜３であることがさらに好ましい。オリゴオキシエチレン基の末端のヒドロキシ基は封止されていること、すなわちＹvが置換基を表すことが好ましい。この場合、ヒドロキシ基は、炭素数が１〜３のアルキル基で封止されること、すなわちＹvが炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、Ｙvがメチル基やエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
【００３６】
Ｒa、ＲbおよびＲcがケイ素原子数が２以上のオリゴシロキサン基の場合、シロキサン単位の繰り返し数は２〜４であることが好ましく、２〜３であることがさらに好ましい。また、Ｓｉ原子には、水素原子やアルキル基が結合することが好ましい。Ｓｉ原子にアルキル基が結合する場合、アルキル基の炭素数は１〜３であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基が結合することが好ましい。Ｓｉ原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基または水素原子が結合してもよい。また、オリゴシロキサン基を構成するシロキサン単位はすべて同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
Ｒa、ＲbおよびＲcに隣接するＬが前記一般式（Ｌ−３）で表される２価の連結基である場合に限り、前記一般式（Ｗ）におけるＲa、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基をとり得る。前記一般式（Ｗ）におけるＲa、ＲbおよびＲcが置換または無置換のトリアルキルシリル基の場合、Ｓｉ原子に結合するアルキル基の炭素数は１〜３であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基やイソプロピル基が結合することが好ましい。Ｓｉ原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基が結合してもよい。Ｒa、ＲbおよびＲcが置換基を有するトリアルキルシリル基である場合の該置換基としては、特に制限はない。
【００３７】
本発明では、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物の中でも、さらに、前記一般式（１−２）で表される化合物であることが溶解性およびキャリア移動度を両立する観点からさらに好ましい。
前記一般式（１−１）または（１−２）における−Ｌa−Ｒa、−Ｌb−Ｒbおよび−Ｌc−Ｒcの置換位置が好ましいのは、化合物の化学的安定性に優れ、ＨＯＭＯ準位、分子の膜中でのパッキングの観点からも好適であるためであると考えられる。特に、前記一般式（１−２）のように２箇所を置換基−Ｌb−Ｒbおよび−Ｌc−Ｒcとすることにより、高いキャリア移動度を得ることができる。
【００３８】
以下に上記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明で用いることができる一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、これらの具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００３９】
【化１４】
2014170929.tif 000015
【００４０】
【化１５】
2014170929.tif 000016
【００４１】
【化１６】
2014170929.tif 000017
【００４２】
【化１７】
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【００４３】
【化１８】
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【００４４】
【化１９】
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【００４５】
【化２０】
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【００４６】
【化２１】
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【００４７】
上記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、分子量が３０００以下であることが好ましく、２０００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、８５０以下であることが特に好ましい。分子量を上記上限値以下とすることにより、溶媒への溶解性を高めることができるため好ましい。
一方で、薄膜の膜質安定性の観点からは、分子量は４００以上であることが好ましく、４５０以上であることがより好ましく、５００以上であることがさらに好ましい。
【００４８】
前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、特開２０１２−１８４２１８号公報に記載の方法や、その他公知の反応を組み合わせて合成することができる。
本発明の中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾール環を有する構造の環形成反応において、いかなる反応条件を用いてもよい。反応溶媒としては、いかなる溶媒を用いてもよい。また、環形成反応促進のために、酸または塩基を用いることが好ましく、特に塩基を用いることが好ましい。最適な反応条件は、目的とする中心環ナフタレンの両側にチアゾールまたはオキサゾール環を有する化合物の誘導体の構造により異なるが、上記の文献に記載された具体的な反応条件を参考に設定することができる。
【００４９】
各種置換基を有する合成中間体は公知の反応を組み合わせて合成することができる。また、各置換基はいずれの中間体の段階で導入してもよい。中間体の合成後は、カラムクロマトグラフィー、再結晶等による精製を行った後、昇華精製により精製する事が好ましい。昇華精製により、有機不純物を分離できるだけでなく、無機塩や残留溶媒等を効果的に取り除くことができる。
【００５０】
＜有機薄膜トランジスタの構造＞
本発明の有機薄膜トランジスタは、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物を含む半導体活性層を有する。
本発明の有機薄膜トランジスタは、さらに前記半導体活性層以外にその他の層を含んでいてもよい。
本発明の有機薄膜トランジスタは、有機電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＦＥＴ）として用いられることが好ましく、ゲート−チャンネル間が絶縁されている絶縁ゲート型ＦＥＴとして用いられることがより好ましい。
以下、本発明の有機薄膜トランジスタの好ましい構造の態様について、図面を用いて詳しく説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
【００５１】
（積層構造）
有機電界効果トランジスタの積層構造としては特に制限はなく、公知の様々な構造のものとすることができる。
本発明の有機薄膜トランジスタの構造の一例としては、最下層の基板の上面に、電極、絶縁体層、半導体活性層（有機半導体層）、２つの電極を順に配置した構造（ボトムゲート・トップコンタクト型）を挙げることができる。この構造では、最下層の基板の上面の電極は基板の一部に設けられ、絶縁体層は、電極以外の部分で基板と接するように配置される。また、半導体活性層の上面に設けられる２つの電極は、互いに隔離して配置される。
ボトムゲート・トップコンタクト型素子の構成を図１に示す。図１は、本発明の有機薄膜トランジスタの一例の構造の断面を示す概略図である。図１の有機薄膜トランジスタは、最下層に基板１１を配置し、その上面の一部に電極１２を設け、さらに該電極１２を覆い、かつ電極１２以外の部分で基板１１と接するように絶縁体層１３を設けている。さらに絶縁体層１３の上面に半導体活性層１４を設け、その上面の一部に２つの電極１５ａと１５ｂとを隔離して配置している。
図１に示した有機薄膜トランジスタは、電極１２がゲートであり、電極１５ａと電極１５ｂはそれぞれドレインまたはソースである。また、図１に示した有機薄膜トランジスタは、ドレイン−ソース間の電流通路であるチャンネルと、ゲートとの間が絶縁されている絶縁ゲート型ＦＥＴである。
【００５２】
本発明の有機薄膜トランジスタの構造の一例としては、ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子を挙げることができる。
ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子の構成を図２に示す。図２は本発明の実施例でＦＥＴ特性測定用基板として製造した有機薄膜トランジスタの構造の断面を示す概略図である。図２の有機薄膜トランジスタは、最下層に基板３１を配置し、その上面の一部に電極３２を設け、さらに該電極３２を覆い、かつ電極３２以外の部分で基板３１と接するように絶縁体層３３を設けている。さらに絶縁体層３３の上面に半導体活性層３５を設け、電極３４ａと３４ｂが半導体活性層３５の下部にある。
図２に示した有機薄膜トランジスタは、電極３２がゲートであり、電極３４ａと電極３４ｂはそれぞれドレインまたはソースである。また、図２に示した有機薄膜トランジスタは、ドレイン−ソース間の電流通路であるチャンネルと、ゲートとの間が絶縁されている絶縁ゲート型ＦＥＴである。
【００５３】
本発明の有機薄膜トランジスタの構造としては、その他、絶縁体、ゲート電極が有機半導体層の上部にあるトップゲート・トップコンタクト型素子や、トップゲート・ボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。
【００５４】
（厚さ）
本発明の有機薄膜トランジスタは、より薄いトランジスタとする必要がある場合には、例えばトランジスタ全体の厚さを０．１〜０．５μｍとすることが好ましい。
【００５５】
（封止）
有機薄膜トランジスタ素子を大気や水分から遮断し、有機薄膜トランジスタ素子の保存性を高めるために、有機薄膜トランジスタ素子全体を金属の封止缶やガラス、窒化ケイ素などの無機材料、パリレンなどの高分子材料や、低分子材料などで封止してもよい。
以下、本発明の有機薄膜トランジスタの各層の好ましい態様について説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
【００５６】
＜基板＞
（材料）
本発明の有機薄膜トランジスタは、基板を含むことが好ましい。
前記基板の材料としては特に制限はなく、公知の材料を用いることができ、例えば、ポリエチレンナフトエート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステルフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリイミドフィルム、およびこれらポリマーフィルムを極薄ガラスに貼り合わせたもの、セラミック、シリコン、石英、ガラス、などを挙げることができ、シリコンが好ましい。
【００５７】
＜電極＞
（材料）
本発明の有機薄膜トランジスタは、電極を含むことが好ましい。
前記電極の構成材料としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、ＮｉあるいはＮｄなどの金属材料やこれらの合金材料、あるいはカーボン材料、導電性高分子などの既知の導電性材料であれば特に制限することなく使用できる。
【００５８】
（厚さ）
電極の厚さは特に制限はないが、１０〜５０ｎｍとすることが好ましい。
ゲート幅（またはチャンネル幅）Ｗとゲート長（またはチャンネル長）Ｌに特に制限はないが、これらの比Ｗ／Ｌが１０以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましい。
【００５９】
＜絶縁層＞
（材料）
絶縁層を構成する材料は必要な絶縁効果が得られれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ＰＴＦＥ、ＣＹＴＯＰ等のフッ素ポリマー系絶縁材料、ポリエステル絶縁材料、ポリカーボネート絶縁材料、アクリルポリマー系絶縁材料、エポキシ樹脂系絶縁材料、ポリイミド絶縁材料、ポリビニルフェノール樹脂系絶縁材料、ポリパラキシリレン樹脂系絶縁材料などが挙げられる。
絶縁層の上面は表面処理がなされていてもよく、例えば、二酸化ケイ素表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やオクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）の塗布により表面処理した絶縁層を好ましく用いることができる。
【００６０】
（厚さ）
絶縁層の厚さに特に制限はないが、薄膜化が求められる場合は厚さを１０〜４００ｎｍとすることが好ましく、２０〜２００ｎｍとすることがより好ましく、５０〜２００ｎｍとすることが特に好ましい。
【００６１】
＜半導体活性層＞
（材料）
本発明の有機薄膜トランジスタは、前記半導体活性層が前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含むことを特徴とする。
前記半導体活性層は、本発明の化合物からなる層であってもよく、本発明の化合物に加えて後述のポリマーバインダーがさらに含まれた層であってもよい。また、成膜時の残留溶媒が含まれていてもよい。
前記半導体活性層中における前記ポリマーバインダーの含有量は、特に制限はないが、好ましくは０〜９５質量％の範囲内で用いられ、より好ましくは１０〜９０質量％の範囲内で用いられ、さらに好ましくは２０〜８０質量％の範囲内で用いられ、特に好ましくは３０〜７０質量％の範囲内で用いられる。
【００６２】
（厚さ）
半導体活性層の厚さに特に制限はないが、薄膜化が求められる場合は厚さを１０〜４００ｎｍとすることが好ましく、１０〜２００ｎｍとすることがより好ましく、１０〜１００ｎｍとすることが特に好ましい。
【００６３】
［非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料］
本発明は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料にも関する。
【００６４】
（非発光性有機半導体デバイス）
なお、本明細書において、「非発光性有機半導体デバイス」とは、発光することを目的としないデバイスを意味する。非発光性有機半導体デバイスは、薄膜の層構造を有するエレクトロニクス要素を用いた非発光性有機半導体デバイスとすることが好ましい。非発光性有機半導体デバイスには、有機薄膜トランジスタ、有機光電変換素子（光センサ用途の固体撮像素子、エネルギー変換用途の太陽電池等）、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子などが包含される。有機光電変換素子は光センサ用途（固体撮像素子）、エネルギー変換用途（太陽電池）のいずれにも用いることができる。好ましくは、有機光電変換素子、有機薄膜トランジスタであり、さらに好ましくは有機薄膜トランジスタである。すなわち、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料は、上述のとおり有機薄膜トランジスタ用材料であることが好ましい。
【００６５】
（有機半導体材料）
本明細書において、「有機半導体材料」とは、半導体の特性を示す有機材料のことである。無機材料からなる半導体と同様に、正孔をキャリアとして伝導するｐ型（ホール輸送性）有機半導体と、電子をキャリアとして伝導するｎ型（電子輸送性）有機半導体がある。
本発明の化合物はｐ型有機半導体材料、ｎ型の有機半導体材料のどちらとして用いてもよいが、ｐ型として用いることがより好ましい。有機半導体中のキャリアの流れやすさはキャリア移動度μで表される。キャリア移動度μは高い方がよく、１×１０-2ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、５×１０-2ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１×１０-1ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが特に好ましく、５×１０-1ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより特に好ましい。キャリア移動度μは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【００６６】
［非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜］
（材料）
本発明は、上記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜にも関する。
本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有し、ポリマーバインダーを含有しない態様も好ましい。
また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物とポリマーバインダーを含有してもよい。
【００６７】
前記ポリマーバインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性ポリマー、半導体ポリマーを挙げることができる。
前記ポリマーバインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
また、有機半導体材料と前記ポリマーバインダーとは均一に混合していてもよく、一部または全部が相分離していてもよいが、電荷移動度の観点では、膜中で膜厚方向に有機半導体とバインダーが相分離した構造が、バインダーが有機半導体の電荷移動を妨げず最も好ましい。
薄膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高いポリマーバインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造のポリマーバインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。
ポリマーバインダーの使用量は、特に制限はないが、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜中、好ましくは０〜９５質量％の範囲内で用いられ、より好ましくは１０〜９０質量％の範囲内で用いられ、さらに好ましくは２０〜８０質量％の範囲内で用いられ、特に好ましくは３０〜７０質量％の範囲内で用いられる。
【００６８】
さらに、本発明では、化合物が上述した構造をとることにより、膜質の良い有機薄膜を得ることができる。具体的には、本発明で得られる化合物は、結晶性が良いため、十分な膜厚を得ることができ、得られた本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜は良質なものとなる。
【００６９】
（成膜方法）
本発明の化合物を基板上に成膜する方法はいかなる方法でもよい。
成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜質や膜中での分子のパッキングを制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、０℃から２００℃の間であることが好ましく、１５℃〜１００℃の間であることがより好ましく、２０℃〜９５℃の間であることが特に好ましい。
本発明の化合物を基板上に成膜するとき、真空プロセスあるいは溶液プロセスにより成膜することが可能であり、いずれも好ましい。
【００７０】
真空プロセスによる成膜の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着（ＣＶＤ）法が挙げられ、真空蒸着法を用いることが特に好ましい。
【００７１】
溶液プロセスによる成膜とは、ここでは有機化合物を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、その溶液を用いて成膜する方法をさす。具体的には、キャスト法、ディップコート法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法、スピンコート法などの塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソグラフィー印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法などの各種印刷法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）法などの通常の方法を用いることができ、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、グラビア印刷法、フレキソグラフィー印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法を用いることが特に好ましい。
本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜は、溶液塗布法により作製されたことが好ましい。また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜がポリマーバインダーを含有する場合、層を形成する材料とポリマーバインダーとを適当な溶媒に溶解させ、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により形成されることが好ましい。
以下、溶液プロセスによる成膜に用いることができる、本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液について説明する。
【００７２】
［非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液］
本発明は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液にも関する。
溶液プロセスを用いて基板上に成膜する場合、層を形成する材料を適当な有機溶媒（例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、デカリン、１−メチルナフタレンなどの炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、１−メチルー２−ピロリドン、１−メチルー２−イミダゾリジノン等のアミド・イミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイドなどのスルホキシド系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒）および／または水に溶解、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。溶媒は単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒またはエーテル系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジクロロベンゼンまたはアニソールがより好ましく、トルエン、キシレン、テトラリン、アニソールが特に好ましい。その塗布液中の一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物の濃度は、好ましくは、０．１〜８０質量％、より好ましくは０．１〜１０質量％とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。
【００７３】
溶液プロセスで成膜するためには、上記で挙げた溶媒などに材料が溶解することが必要であるが、単に溶解するだけでは不十分である。通常、真空プロセスで成膜する材料でも、溶媒にある程度溶解させることができる。しかし、溶液プロセスでは、材料を溶媒に溶解させて塗布した後で、溶媒が蒸発して薄膜が形成する過程があり、溶液プロセス成膜に適さない材料は結晶性が高いものが多いため、この過程で不適切に結晶化（凝集）してしまい良好な薄膜を形成させることが困難である。一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、このような結晶化（凝集）が起こりにくい点でも優れている。
【００７４】
本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含み、ポリマーバインダーを含有しない態様も好ましい。
また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液は、前記一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物、すなわち本発明の化合物とポリマーバインダーを含有してもよい。この場合、層を形成する材料とポリマーバインダーとを前述の適当な溶媒に溶解させ、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。ポリマーバインダーとしては、上述したものから選択することができる。
【実施例】
【００７５】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００７６】
［実施例１］
＜合成例１＞  化合物１１の合成
以下のスキームに示した具体的合成手順にしたがって、一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物である、化合物１１を合成した。なお、下記スキーム中、Ｔｆはトリフルオロメタンスルホニル基（トリフリル基）を表す。
【００７７】
【化２２】
2014170929.tif 000023
【００７８】
（化合物１１ａの合成）
２，６−ジメトキシナフタレン（ＡＬＤＲＩＣＨ社製）（１５ｇ）のＴＨＦ溶液（５００ｍｌ）に、氷冷下、２．６Ｍノルマル−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１２２ｍｌ）を滴下し、室温にて３時間攪拌した。反応液をパークロロエタン（和光純薬製）（７５ｇ）のＴＨＦ溶液（５５０ｍｌ）に、−７８℃で滴下し、室温にて１２時間攪拌した。反応液を水に注加し、濾過した。得られた濾液を酢酸エチルに注加し、分液操作をおこなった。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。得られた粗結晶をメタノールで洗浄することにより、化合物１１ａ（１２ｇ）を得た。
【００７９】
（化合物１１ｂの合成）
化合物１１ａ（１０．６ｇ）のジクロロメタン溶液（６００ｍｌ）に、１Ｍ三臭化ホウ素／ジクロロメタン溶液（２０７ｍｌ）を滴下し、２４時間攪拌した。反応液を水にゆっくりと注加し、１時間攪拌後、析出した固体を濾過した。濾取した固体を酢酸エチルに溶解し、水を加えた後、分液した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮することにより、化合物１１ｂ（８．２ｇ）を得た。
【００８０】
（化合物１１ｃの合成）
化合物１１ｂ（８ｇ）のピリジン溶液（８０ｍｌ）に、氷冷下でトリフルオロメタンスルホン酸無水物（２０ｍｌ）を滴下し、室温にて３時間撹拌した。反応液を氷水にゆっくりと注加し、１時間攪拌後、析出した固体を濾過した。得られた粗結晶を酢酸エチル／ヘキサンにて再結晶後、メタノールで洗浄することで、化合物１１ｃ（１４ｇ）を得た。
【００８１】
（化合物１１ｄの合成）
化合物１１ｃ（１０ｇ）、４，５−ビス（ジフェニルホスフィノ）−９，９−ジメチルキサンテン（Ｘａｎｔｐｈｏｓ）（０．９４ｇ）、Ｐｄ2（ｄｂａ）2（０．７４ｇ）、ｔ−ブトキシナトリウム（９．７ｇ）のトルエン溶液を、窒素雰囲気下で３０分攪拌した後、ベンゾフェノンイミン（和光純薬製）（８．１ｇ）を添加し、１００℃で４時間攪拌した。反応液をセライト濾過し、濾液を減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマト精製することにより、化合物１１ｄ（７．３ｇ）を得た。
【００８２】
（化合物１１ｅの合成）
化合物１１ｄ（７ｇ）のＴＨＦ溶液（３００ｍｌ）に、ナフタレンジスルホン酸（１８．２ｇ）水溶液（１５０ｍｌ）を滴下し、室温にて２時間攪拌した。反応液を減圧にて濃縮し、濃縮残渣を水洗することで、化合物１１ｅ（５．９ｇ）を得た。
【００８３】
（化合物１１ｆの合成）
化合物１１ｅ（２ｇ）、ＴＨＦ（８０ｍｌ）に、室温にてトリエチルアミン（１５ｍｌ）を滴下し、１時間攪拌した。４−オクチルベンゾイルクロリド（２．５ｇ）のＴＨＦ溶液（２０ｍｌ）を滴下し、１時間攪拌した。反応液を水に注加し、メタノールを加え、３０分攪拌した。得られた固体を濾取し、再結晶にて精製することで、化合物１１ｆ（１．２ｇ）を得た。
【００８４】
（化合物１１ｇの合成）
化合物１１ｆ（１．２ｇ）、ローソン試薬（和光純薬製）（１．６ｇ）のＴＨＦ／トルエン＝１／１溶液（１２０ｍｌ）を、加熱環流下で２０時間攪拌した。反応液を減圧にて濃縮し、濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマト精製することにより、化合物１１ｇ（１．０ｇ）を得た。
【００８５】
（化合物１１の合成）
化合物１１ｇ（１．０ｇ）、炭酸セシウム（２．３ｇ）にＤＭＡｃ（５０ｍｌ）を加え、１２０℃で１０時間攪拌した。反応液を１Ｎ塩酸水に注加し、固体を濾過した。濾物を３回再結晶することにより、化合物１１（０．７７ｇ）を得た。
なお、得られた化合物の同定は元素分析、ＮＭＲ及びＭＡＳＳスペクトルにより行った。
【００８６】
他の一般式（１−１）または（１−２）で表される化合物も化合物１１と同様にして合成した。
化合物１３の構造を1Ｈ−ＮＭＲにより同定した結果を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ＴＨＦ）：８．６７（２Ｈ），  ８．６０（２Ｈ），  ８．１２−８．１１（２Ｈ），  ７．４０−７．３８（２Ｈ），  ２．７６−２．６９（４Ｈ），  １．７５−１．６５（４Ｈ），  １．４７−１．３４（８Ｈ），  ０．９９−０．９１（６Ｈ）
化合物８１の構造を1Ｈ−ＮＭＲにより同定した結果を以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ＤＭＳＯ）：８．７７（２Ｈ），  ８．５８（２Ｈ），  １．９０−１．７９（４Ｈ），  １．５１−１．２９（１２Ｈ），  ０．９０−０．８２（６Ｈ）
また、化合物８１の昇華精製後の結晶を用いて単結晶Ｘ線構造解析を行い、得られたＸ線結晶解析データ（単位結晶格子の図）を図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す。
比較素子の半導体活性層（有機半導体層）に用いた比較化合物１〜５を、各公報に記載の方法にしたがって合成した。比較化合物１〜５の構造を以下に示す。
【化２３】
2014170929.tif 000024
【００８７】
＜素子作製・評価＞
素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー（東ソーＴＳＫｇｅｌ  ＯＤＳ−１００Ｚ）により純度（２５４ｎｍの吸収強度面積比）が９９．５％以上であることを確認した。
【００８８】
［実施例２］
＜化合物単独で半導体活性層（有機半導体層）を形成＞
本発明の化合物または比較化合物（各１ｍｇ）とトルエン（１ｍＬ）を混合し、１００℃に加熱したものを、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、９０℃に加熱したＦＥＴ特性測定用基板上にキャストすることで、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜を形成し、ＦＥＴ特性測定用の実施例１の有機薄膜トランジスタ素子を得た。ＦＥＴ特性測定用基板としては、ソースおよびドレイン電極としてくし型に配置されたクロム／金（ゲート幅Ｗ＝１００ｍｍ、ゲート長Ｌ＝１００μｍ）、絶縁膜としてＳｉＯ2（膜厚２００ｎｍ）を備えたボトムゲート・ボトムコンタクト構造のシリコン基板（図２に構造の概略図を示した）を用いた。
実施例２の有機薄膜トランジスタ素子のＦＥＴ特性は、セミオートプローバー（ベクターセミコン製、ＡＸ−２０００）を接続した半導体パラメーターアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ製、４１５６Ｃ）を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、繰り返し駆動後の閾値電圧変化の観点で評価した。
得られた結果を下記表１に示す。
【００８９】
（ａ）キャリア移動度
各有機薄膜トランジスタ素子（ＦＥＴ素子）のソース電極−ドレイン電極間に−８０Ｖの電圧を印加し、ゲート電圧を２０Ｖ〜−１００Ｖの範囲で変化させ、ドレイン電流Ｉdを表わす式Ｉd＝（ｗ／２Ｌ）μＣi（Ｖg−Ｖth）2（式中、Ｌはゲート長、Ｗはゲート幅、Ｃiは絶縁層の単位面積当たりの容量、Ｖgはゲート電圧、Ｖthは閾値電圧）を用いてキャリア移動度μを算出した。なお、キャリア移動度が１×１０-5ｃｍ2／Ｖｓを下回るものに関しては特性が低過ぎるため、後の（ｂ）繰り返し駆動後の閾値電圧変化の評価は行っていない。
【００９０】
（ｂ）繰り返し駆動後の閾値電圧変化
各有機薄膜トランジスタ素子（ＦＥＴ素子）のソース電極−ドレイン電極間に−８０Ｖの電圧を印加し、ゲート電圧を＋２０Ｖ〜−１００Ｖの範囲で１００回繰り返して（ａ）と同様の測定を行い、繰り返し駆動前の閾値電圧Ｖ前と繰り返し駆動後の閾値電圧Ｖ後の差（｜Ｖ後−Ｖ前｜）を以下の３段階で評価した。この値は小さいほど素子の繰り返し駆動安定性が高く、好ましい。
Ａ：｜Ｖ後−Ｖ前｜≦５Ｖ
Ｂ：５Ｖ＜｜Ｖ後−Ｖ前｜≦１０Ｖ
Ｃ：｜Ｖ後−Ｖ前｜＞１０Ｖ
【００９１】
（ｃ）Ｒ1〜Ｒ4の置換基長
Ｒ1〜Ｒ4の置換基長とは、Ｒ1〜Ｒ4によって置換されたナフトチアゾール、ナフトオキサゾール骨格のＣ原子から置換基Ｒ1〜Ｒ4の末端までの長さのことを指す。構造最適化計算は、密度汎関数法（Ｇａｕｓｓｉａｎ０３（米ガウシアン社）／基底関数：６−３１Ｇ＊、交換相関汎関数：Ｂ３ＬＹＰ/ＬＡＮＬ２ＤＺ）を用いて行った。
【００９２】
【表１】
2014170929.tif 000025
【００９３】
上記表１より、本発明の化合物は有機溶媒への溶解性が良好であり、本発明の化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
一方、比較化合物１〜５を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。
なお、本発明の化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さく、比較化合物３、４を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が大きいものであった。
【００９４】
［実施例３］
＜化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層（有機半導体層）を形成＞
本発明の化合物または比較化合物（各１ｍｇ）、ＰαＭＳ（ポリ（α−メチルスチレン、Ｍｗ＝３００,０００）、Ａｌｄｒｉｃｈ製）１ｍｇ、トルエン（１ｍＬ）を混合し、１００℃に加熱したものを塗布溶液として用いる以外は実施例２と同様にしてＦＥＴ特性測定用の有機薄膜トランジスタ素子を作製し、実施例２と同様の評価を行った。
得られた結果を下記表２に示す。
【００９５】
【表２】
2014170929.tif 000026
【００９６】
上記表２より、本発明の化合物は有機溶媒への溶解性が良好であり、本発明の化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
一方、比較化合物１〜５をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。
なお、本発明の化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さかった。
【００９７】
さらに、実施例３で得られた各有機薄膜トランジスタ素子について、肉眼による観察および光学顕微鏡観察を行ったところ、バインダーとしてＰαＭＳを用いた薄膜はいずれも膜の平滑性・均一性が非常に高いことが分かった。
【００９８】
以上より、比較素子ではバインダーと比較化合物の複合系で半導体活性層を形成した場合にキャリア移動度が非常に低くなるのに対し、本発明の有機薄膜トランジスタ素子では本発明の化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した場合も良好なキャリア移動度を示すことがわかった。なお、繰り返し駆動後の閾値電圧変化も小さく、膜の平滑性・均一性が非常に高い素子を得ることができることが分かった。
【００９９】
［実施例４］
＜半導体活性層（有機半導体層）形成＞
ゲート絶縁膜としてＳｉＯ2（膜厚３７０ｎｍ）を備えたシリコンウエハーを用い、オクチルトリクロロシランで表面処理をおこなった。
本発明の化合物または比較化合物（各１ｍｇ）とトルエン（１ｍＬ）を混合し、１００℃に加熱したものを、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、９０℃に加熱したオクチルシラン表面処理シリコンウエハー上にキャストすることで、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体薄膜を形成した。
更にこの薄膜表面にマスクを用いて金を蒸着することで、ソースおよびドレイン電極を作製し、ゲート幅Ｗ＝５ｍｍ、ゲート長Ｌ＝８０μｍのボトムゲート・トップコンタクト構造の有機薄膜トランジスタ素子を得た（図１に構造の概略図を示した）。
実施例４の有機薄膜トランジスタ素子のＦＥＴ特性は、セミオートプローバー（ベクターセミコン製、ＡＸ−２０００）を接続した半導体パラメーターアナライザー（Ａｇｉｌｅｎｔ製、４１５６Ｃ）を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、繰り返し駆動後の閾値電圧変化の観点で評価した。
得られた結果を下記表３に示す。
【０１００】
【表３】
2014170929.tif 000027
【０１０１】
上記表３より、本発明の化合物は有機溶媒への溶解性が良好であり、本発明の化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
一方、比較化合物１〜５を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。
なお、本発明の化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さく、比較化合物４を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が大きいものであった。
【符号の説明】
【０１０２】
１１  基板
１２  電極
１３  絶縁体層
１４  半導体活性層（有機物層、有機半導体層）
１５ａ、１５ｂ  電極
３１  基板
３２  電極
３３  絶縁体層
３４ａ、３４ｂ  電極
３５  半導体活性層（有機物層、有機半導体層）
【図１】
2014170929.tif 000035
【図２】
2014170929.tif 000036
【図３】
2014170929.tif 000037