(57)【要約】【課題】大気雰囲気下での安定性が高く、有機半導体材料として好適な新規化合物、並びに該化合物を用いた半導体デバイス及び表示装置の提供。【解決手段】下記一般式（１）で表される化合物（式中、Ｒ１〜Ｒ１８はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、アミノ基、又は置換基を有していてもよい芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基もしくは炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基である。）；かかる化合物を含む有機半導体層を備えた電界効果トランジスタ；かかる電界効果トランジスタをスイッチング素子として備えた表示装置用アレイ。［化１］2014177405.tif 000017【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物。
【化１】
2014177405.tif 000016
（式中、Ｒ１〜Ｒ１８はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、アミノ基、又は置換基を有していてもよい芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基もしくは炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基である。）
【請求項２】
前記Ｒ１〜Ｒ１８が水素原子である請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の化合物を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタ。
【請求項４】
ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を備え、
前記有機半導体層が、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向するように設けられており、
前記ソース電極及びドレイン電極が、前記有機半導体層上に接するように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項５】
ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を備え、
前記有機半導体層が、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向するように設けられており、
前記有機半導体層が、前記ソース電極及びドレイン電極上を覆うように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項６】
前記有機半導体層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項７】
前記有機半導体層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の化合物を含む有機半導体層を備えた電界効果トランジスタの製造方法であって、
前記化合物を含む組成物を用いて浸漬法、塗布法又は印刷法によって前記有機半導体層を形成する工程を含み、
前記組成物は、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジクロロメタン及びクロロホルムからなる群より選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の化合物を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする太陽電池。
【請求項１０】
前記有機半導体層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記有機半導体層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１２】
ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含む有機半導体層を備え、
前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、請求項１又は２に記載の化合物を含むことを特徴とする太陽電池。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載の化合物を含むキャリヤ輸送層を備えたことを特徴とする有機発光素子。
【請求項１４】
前記キャリヤ輸送層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記キャリヤ輸送層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
請求項１又は２に記載の化合物を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物。
【請求項１７】
請求項１又は２に記載の化合物を含むことを特徴とする太陽電池の有機半導体層用組成物。
【請求項１８】
ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含み、
前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、請求項１又は２に記載の化合物を含むことを特徴とする太陽電池の有機半導体層用組成物。
【請求項１９】
請求項１又は２に記載の化合物を含むことを特徴とする有機発光素子のキャリヤ輸送層用組成物。
【請求項２０】
請求項３〜７のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタをスイッチング素子として備えたことを特徴とする表示装置用アレイ。
【請求項２１】
画像信号を発生して出力する画像信号出力部と、前記画像信号に基づいて電流又は電圧を発生する駆動部と、発生した前記電流又は電圧により発光する発光部と、を備えた表示装置であって、
前記発光部が、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の有機発光素子であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の化合物、該化合物を用いた電界効果トランジスタ及びその製造方法、並びに該化合物を用いた太陽電池、有機発光素子、電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物、太陽電池の有機半導体層用組成物、有機発光素子のキャリヤ輸送層用組成物、表示装置用アレイ及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス情報社会を迎え、情報端末としてフレキシブル、軽量、かつ安価なデバイスが求められている。さらに、このような情報端末としてのアプリケーションを想定した場合、大量生産のみならず、様々なユーザーの要求に対して迅速にカスタマイズできるデバイスやプロセスが必要となる。こうしたデバイスやプロセスは、従来からあるシリコン系デバイス技術の延長ではその要望に十分に対応できない。そこで近年、このような要望に応え得る技術として、有機材料を半導体等に用いた電子デバイス技術の研究が盛んに行われている。その中でも、有機半導体材料を用いた有機トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機太陽電池などの有機電子デバイスが注目され、すでに実用化が始まっている。
【０００３】
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの半導体デバイスの活性層に用いる有機半導体材料としては、これまでに正孔輸送特性を有する各種の化合物が知られている。
例えば、特許文献１には、有機半導体装置の半導体層にペンタセンを用いることが開示されている。また、特許文献２には、電界効果トランジスタの半導体層に用いる高分子有機半導体として、ポリ（３−オクチルチオフェン）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４１０７号公報
【特許文献２】特開平６−１７７３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１及び２で開示されている有機半導体材料は、大気雰囲気下で酸化され易く、不安定であるため、これら材料を用いた半導体デバイスは、特性が低下し易いという問題点があった。例えば、引用文献１で開示されているペンタセンは、イオン化ポテンシャルが小さく、大気中では以下に示すように容易に酸化され、その結果、電気的特性が低下してしまう。
【０００６】
【化１】
2014177405.tif 000002
【０００７】
このような大気雰囲気下で不安定な有機半導体材料をデバイスに用いる場合、耐環境性を高めるために、保護膜を設けることが考えられる。例えば、シリコン酸化膜、アルミナ膜、窒化シリコン膜、エポキシ樹脂フィルム等をデバイス表面に積層させて、保護膜を設ける技術が開示されている（特開２００５−１９１０７７号公報）。しかし、このような保護膜を用いても、大気中の酸素や水分に対して有機半導体層を十分には保護できず、また、有機半導体層にダメージを与えることなく保護膜を形成するための材料や、このような保護膜の形成方法は従来知られていない。
このように、安価でかつ優れた特性を有する半導体デバイスを製造するためには、デバイスの製造過程から製造後に至るまで、大気雰囲気下での安定性が高い有機半導体材料が必要となるが、これまでに提案されている有機半導体材料は、実用的な安定性及び電気的特性を共に有しているとは言えない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大気雰囲気下での安定性が高く、有機半導体材料として好適な新規化合物、並びに該化合物を用いた半導体デバイス及び表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、下記一般式（１）で表される化合物を提供する。
【００１０】
【化２】
2014177405.tif 000003
（式中、Ｒ１〜Ｒ１８はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、アミノ基、又は置換基を有していてもよい芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基もしくは炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基である。）
また、本発明は、かかる化合物において、前記Ｒ１〜Ｒ１８が水素原子である化合物を提供する。
【００１１】
また、本発明は、かかる化合物を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタを提供する。
また、本発明は、かかる電界効果トランジスタにおいて、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を備え、前記有機半導体層が、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向するように設けられており、前記ソース電極及びドレイン電極が、前記有機半導体層上に接するように設けられていることを特徴とする電界効果トランジスタを提供する。
また、本発明は、かかる電界効果トランジスタにおいて、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層を備え、前記有機半導体層が、前記ゲート絶縁膜を介して前記ゲート電極と対向するように設けられており、前記有機半導体層が、前記ソース電極及びドレイン電極上を覆うように設けられていることを特徴とする電界効果トランジスタを提供する。
また、本発明は、かかる電界効果トランジスタにおいて、前記有機半導体層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする電界効果トランジスタを提供する。
また、本発明は、かかる電界効果トランジスタにおいて、前記有機半導体層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする電界効果トランジスタを提供する。
また、本発明は、かかる化合物を含む有機半導体層を備えた電界効果トランジスタの製造方法であって、前記化合物を含む組成物を用いて浸漬法、塗布法又は印刷法によって前記有機半導体層を形成する工程を含み、前記組成物は、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジクロロメタン及びクロロホルムからなる群より選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、かかる化合物を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする太陽電池を提供する。
また、本発明は、かかる太陽電池において、前記有機半導体層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする太陽電池を提供する。
また、本発明は、かかる太陽電池において、前記有機半導体層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする太陽電池を提供する。
また、本発明は、ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含む有機半導体層を備え、前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、かかる化合物を含むことを特徴とする太陽電池を提供する。
【００１３】
また、本発明は、かかる化合物を含むキャリヤ輸送層を備えたことを特徴とする有機発光素子を提供する。
また、本発明は、かかる有機発光素子において、前記キャリヤ輸送層が、前記化合物が蒸着されて形成されたものであることを特徴とする有機発光素子を提供する。
また、本発明は、かかる有機発光素子において、前記キャリヤ輸送層が、前記化合物を含む組成物が塗布されて形成されたものであることを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１４】
また、本発明は、かかる化合物を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物を提供する。
また、本発明は、かかる化合物を含むことを特徴とする太陽電池の有機半導体層用組成物を提供する。
また、本発明は、ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含み、前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、かかる化合物を含むことを特徴とする太陽電池の有機半導体層用組成物を提供する。
また、本発明は、かかる化合物を含むことを特徴とする有機発光素子のキャリヤ輸送層用組成物を提供する。
【００１５】
また、本発明は、かかる電界効果トランジスタをスイッチング素子として備えたことを特徴とする表示装置用アレイを提供する。
また、本発明は、画像信号を発生して出力する画像信号出力部と、前記画像信号に基づいて電流又は電圧を発生する駆動部と、発生した前記電流又は電圧により発光する発光部と、を備えた表示装置であって、前記発光部が、かかる有機発光素子であることを特徴とする表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大気雰囲気下での安定性が高く、有機半導体材料として好適な新規化合物、並びに該化合物を用いた半導体デバイス及び表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図２】第一の実施形態に係る他の電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図３】第二の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図４】第二の実施形態に係る他の電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図５】第三の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図６】第四の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図７】第五の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図８】第六の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
【図９】図１に示す電界効果トランジスタの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１０】図３に示す電界効果トランジスタの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１１】図５に示す電界効果トランジスタの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１２】図６に示す電界効果トランジスタの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１３】本発明に係る太陽電池の要部を例示する概略断面図である。
【図１４】本発明に係る他の太陽電池の要部を例示する概略断面図である。
【図１５】図１３に示す太陽電池の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１６】本発明に係る有機発光素子の要部を例示する概略断面図である。
【図１７】図１６に示す有機発光素子の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図１８】本発明に係る表示装置用アレイの要部を例示する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ’線における断面図である。
【図１９】本発明に係る表示装置用アレイにおける有機半導体装置の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図２０】本発明に係る表示装置の要部を例示する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は１画素の等価回路図、（ｃ）は１画素の平面図である。
【図２１】実施例１の化合物（１−１）の溶液について、溶液調製直後と静置一ヶ月後における吸収強度の測定結果を示す図である。
【図２２】実施例２で製造した電界効果トランジスタの、ゲート電圧（Ｖｇ）−ドレイン電流（Ｉｄ）特性の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜化合物＞
本発明に係る化合物は、下記一般式（１）で表され（以下、化合物（１）と略記する）、８，８’−ビ（α−ブラザン）骨格（α−ブラザン＝ベンゾ［ｂ］ナフト［２，１−ｄ］フラン)を有する。
【００１９】
【化３】
2014177405.tif 000004
（式中、Ｒ１〜Ｒ１８はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、アミノ基、又は置換基を有していてもよい芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基もしくは炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基である。）
【００２０】
式中、Ｒ１〜Ｒ１８はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メルカプト基、ニトロ基、アミノ基、又は置換基を有していてもよい芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基もしくは炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基である。
Ｒ１〜Ｒ１８における前記脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基及び不飽和脂肪族炭化水素基のいずれでもよく、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。
【００２１】
前記直鎖状又は分岐鎖状の飽和脂肪族炭化水素基（アルキル基）としては、炭素数が１〜２０であればよく、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２，２−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、２，４−ジメチルペンチル基、３，３−ジメチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２，２，３−トリメチルブチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が例示できる。
前記直鎖状又は分岐鎖状の不飽和脂肪族炭化水素基としては、炭素数が２〜２０であればよく、ビニル基（エテニル基）、アリル基（２−プロペニル基）、１−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基等、前記直鎖状又は分岐鎖状の飽和脂肪族炭化水素基において、一つ以上の炭素原子間の単結合（Ｃ−Ｃ）が、不飽和結合である二重結合（Ｃ＝Ｃ）又は三重結合（Ｃ≡Ｃ）に置換されたものが例示でき、不飽和結合の数及び位置は特に限定されない。
【００２２】
前記環状の脂肪族炭化水素基（脂環式炭化水素基）は、炭素数が３〜２０であればよく、単環状及び多環状のいずれでもよい。
前記環状の飽和脂肪族炭化水素基（シクロアルキル基）としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、トリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基等が例示できる。
前記環状の不飽和脂肪族炭化水素基としては、前記環状の飽和脂肪族炭化水素基において、一つ以上の炭素原子間の単結合（Ｃ−Ｃ）が、不飽和結合である二重結合（Ｃ＝Ｃ）又は三重結合（Ｃ≡Ｃ）に置換されたものが例示でき、不飽和結合の数及び位置は特に限定されない。
【００２３】
Ｒ１〜Ｒ１８における芳香族基は、単環状及び多環状のいずれでもよく、芳香族炭化水素基（アリール基）及び芳香族複素環式基（ヘテロアリール基）のいずれでもよい。
Ｒ１〜Ｒ１８における前記アリール基としては、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−プロピルフェニル基、４−ブチルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、２−アントリル基等が例示できる。
Ｒ１〜Ｒ１８における前記ヘテロアリール基は、芳香族環を構成する原子としてヘテロ原子を有するものであれば特に限定されず、前記ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子等が例示できる。好ましいヘテロアリール基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、チエノチエニル基、セレノチエニル基等が例示できる。
【００２４】
Ｒ１〜Ｒ１８におけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基等、Ｒ１〜Ｒ１８における前記アルキル基が酸素原子に結合した一価の基が例示できる。
【００２５】
Ｒ１〜Ｒ１８における芳香族オキシ基（アリールオキシ基及びヘテロアリールオキシ基）としては、フェノキシ基、１−ナフトキシ基、２−ナフトキシ基等、Ｒ１〜Ｒ１８における前記芳香族基が酸素原子に結合した一価の基が例示できる。
【００２６】
Ｒ１〜Ｒ１８におけるアルキル置換アミノ基としては、アミノ基（−ＮＨ２）の一つ又は二つの水素原子がアルキル基で置換された一価の基が例示でき、この時のアルキル基は、Ｒ１〜Ｒ１８における前記アルキル基と同様である。そして、二つの水素原子がアルキル基で置換されたアミノ基（ジアルキルアミノ基）の場合、これら二つのアルキル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【００２７】
Ｒ１〜Ｒ１８における芳香族置換アミノ基（アリール置換アミノ基及びヘテロアリール置換アミノ基）としては、アミノ基（−ＮＨ２）の一つ又は二つの水素原子が芳香族基で置換された一価の基が例示でき、この時の芳香族基は、Ｒ１〜Ｒ１８における前記芳香族基と同様である。そして、二つの水素原子が芳香族基で置換されたアミノ基の場合、これら二つの芳香族基は、互いに同一でも異なっていてもよい。例えば、これら二つの芳香族基は、アリール基及びヘテロアリール基の組み合わせであっても良い。
【００２８】
Ｒ１〜Ｒ１８におけるアシル基は、オキソ酸から一つ以上のヒドロキシル基（−ＯＨ）が除去された基であり、前記オキソ酸はカルボン酸であることが好ましく、アルキル基又は芳香族基がカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）に結合した一価の基が例示できる。この時のアルキル基及び芳香族基は、Ｒ１〜Ｒ１８における前記アルキル基及び芳香族基と同様である。
【００２９】
Ｒ１〜Ｒ１８におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が例示できる。
【００３０】
Ｒ１〜Ｒ１８における前記芳香族基、アルコキシ基、芳香族オキシ基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基及び炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基は、一つ以上の水素原子が置換基で置換されていてもよく、すべての水素原子が置換基で置換されていてもよい。
【００３１】
例えば、前記脂肪族炭化水素基が有する好ましい置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；ヒドロキシル基；メルカプト基；ニトロ基；アミノ基；アルコキシ基；芳香族基；アルキル置換アミノ基；芳香族置換アミノ基；アシル基等が例示できる。また、前記芳香族基が有する好ましい置換基としては、アルキル基が例示できる。置換基で置換される水素原子の位置及び数は、特に限定されない。そして、置換基が複数の場合、これら複数の置換基は互いに同一でも異なっていてもよい。すなわち、すべての置換基が同一でもよいし、すべての置換基が異なっていてもよく、一部の置換基だけが異なっていてもよい。
【００３２】
Ｒ１〜Ｒ１８における前記置換基としてのアルコキシ基、芳香族基、アルキル置換アミノ基、芳香族置換アミノ基、アシル基及びアルキル基は、それぞれ上記のＲ１〜Ｒ１８として説明したものと同様である。
【００３３】
Ｒ１〜Ｒ１８のうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ水素原子であることが好ましい。このような化合物（１）は、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ１０〜Ｒ１２に嵩高い基が存在しないことで、二つのα−ブラザン骨格同士の立体反発が抑制され、これら骨格同士を結合している炭素原子間の結合（Ｃ−Ｃ）を軸とする分子のねじれが抑制されるので、化合物（１）の分子全体にπ電子共役系がより大きく広がる。
【００３４】
好ましい化合物（１）の具体例を以下に示すが、化合物（１）はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
【化４】
2014177405.tif 000005
【００３６】
【化５】
2014177405.tif 000006
【００３７】
【化６】
2014177405.tif 000007
【００３８】
【化７】
2014177405.tif 000008
【００３９】
【化８】
2014177405.tif 000009
【００４０】
これらのなかでも化合物（１）としては、下記式（１−１）で表されるものが特に好ましい。すなわち、前記一般式（１）においては、Ｒ１〜Ｒ１８がすべて水素原子であることが特に好ましい。
【００４１】
【化９】
2014177405.tif 000010
【００４２】
化合物（１）は、耐酸化性が高いなど、大気雰囲気下でも安定である。したがって、後述するように、電界効果トランジスタ、太陽電池、有機発光素子等の有機電子デバイス（半導体デバイス）の有機半導体材料として、特に好適である。
化合物（１）の耐酸化性が高いのは、主骨格を８，８’−ビ（α−ブラザン）骨格とすることで、ＨＯＭＯレベルが低下したことによると推測される。
また、化合物（１）は、分子内におけるπ電子共役系の広がりが大きく、有機薄膜を形成した時に、隣接する分子との間で大きな分子間相互作用が発現すると推測され、キャリア移動度が高い。
【００４３】
［化合物（１）の製造方法］
化合物（１）は、例えば、下記一般式（１ａ）で表される化合物（以下、化合物（１ａ）と略記する）と、下記一般式（１ｂ）で表される化合物（以下、化合物（１ｂ）と略記する）とを用いてカップリング反応させ、化合物（１）を合成する工程（以下、化合物（１）合成工程と略記する）を有する方法により製造できる。
【００４４】
【化１０】
2014177405.tif 000011
（式中、Ｒ１〜Ｒ１８は前記と同様であり；Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してハロゲン原子、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基又は一般式「−Ｂ（ＯＸ）２（式中、Ｘは水素原子又はアルキル基であり、二つのＸは互いに同一でも異なっていてもよく、二つのＸが共にアルキル基である場合、これら二つのＸが相互に結合して環を形成していても良い。）」で表される基であり、Ｙ１及びＹ２のいずれか一方が一般式「−Ｂ（ＯＸ）２」で表される基である場合、他方はハロゲン原子である。）
【００４５】
式中、Ｒ１〜Ｒ１８は、前記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ１８と同様である。
式中、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立してハロゲン原子、トリフルオロメチルスルホニルオキシ基（ＣＦ３Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−）又は一般式「−Ｂ（ＯＸ）２（式中、Ｘは水素原子又はアルキル基であり、二つのＸは互いに同一でも異なっていてもよく、二つのＸが共にアルキル基である場合、これら二つのＸが相互に結合して環を形成していても良い。）」で表される基であり、Ｙ１及びＹ２のいずれか一方が前記一般式「−Ｂ（ＯＸ）２」で表される基である場合、他方はハロゲン原子である。
Ｙ１及びＹ２におけるハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることが好ましい。
Ｘにおけるアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましく、炭素数が１〜６であることが好ましい。また、二つのＸが共にアルキル基である場合、これら二つのＸが相互に結合して、これら二つのＸと、これら二つのＸが結合している酸素原子と、かかる酸素原子が結合しているホウ素原子とで環を形成していてもよく、かかる環は単環状及び多環状のいずれでもよい。
【００４６】
化合物（１ａ）及び（１ｂ）として同じものを使用する場合には、例えば、Ｙ１及びＹ２を共にハロゲン原子とし、金属銅の存在下、ホモカップリング反応（ウルマン（Ｕｌｌｍａｎｎ）反応）を行うことで、または、Ｙ１及びＹ２を共にトリフルオロメチルスルホニルオキシ基とし、金属亜鉛やニッケル化合物等の存在下、ホモカップリング反応を行うことで、それぞれ化合物（１）を合成できる。
【００４７】
化合物（１ａ）及び（１ｂ）として異なるものを使用する場合には、例えば、Ｙ１及びＹ２のいずれか一方を前記一般式「−Ｂ（ＯＸ）２」で表される基とし、他方をハロゲン原子として、パラジウム化合物やニッケル化合物等の金属触媒の存在下、クロスカップリング反応（鈴木−宮浦カップリング（Ｓｕｚｕｋｉ−Ｍｉｙａｕｒａ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）反応）を行うことで、化合物（１）を合成できる。
【００４８】
化合物（１ａ）として合成品を用いる場合には、例えば、後述する実施例で示すように、対応する１−ナフトール類とジハロゲン化ベンゼン類とを、パラジウム触媒存在下で反応させ、化合物（１ａ）を合成する工程を有する方法により、化合物（１ａ）を製造できる。化合物（１ｂ）も同様の方法で製造できる。
【００４９】
化合物（１）合成工程での反応条件は、化合物（１）の生成量が最大となるように調節すればよいが、６０〜１００℃で５〜３６時間反応させる条件が例示できる。反応は、溶媒を使用して行ってもよく、無溶媒で行ってもよい。溶媒は、使用原料と反応しないものであれば、特に限定されない。また、反応は、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００５０】
また、化合物（１ａ）及び（１ｂ）として異なるものを使用する場合、これら化合物の使用量は、化合物（１ａ）：化合物（１ｂ）のモル比が７：３〜３：７であることが好ましい。金属触媒の使用量は、例えば、化合物（１ａ）及び（１ｂ）の総量に対して、０．５〜５モル％とすることが好ましく、定法に従って、リガンドや塩基等を併用することが好ましい。
【００５１】
反応終了後は、必要に応じて後処理を行い、生成物である化合物（１）を取り出せばよい。ここで、「後処理」とは、ろ過、濃縮、抽出、脱水、ｐＨ調整等の操作を指し、これら操作のいずれか一つを単独で、又は二つ以上を組み合わせて行えばよい。
化合物（１）合成工程後の化合物（１）の取り出しは、濃縮、結晶化、カラムクロマトグラフィー、減圧下での昇華精製等の操作で行えばよく、必要に応じて、カラムクロマトグラフィー、結晶化、抽出、溶媒による結晶の撹拌洗浄等の操作を一回以上繰り返して、精製を行ってもよい。
【００５２】
化合物（１ａ）及び（１ｂ）、並びに化合物（１）等は、核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ）等の公知の手法で構造を確認できる。
【００５３】
＜有機薄膜用組成物＞
前記化合物（１）は、有機薄膜の形成に好適である。例えば、前記化合物（１）と有機溶媒とを含む有機薄膜用組成物は、以下に示す有機半導体層、キャリヤ輸送層等を構成する有機薄膜の形成に用いられる。
【００５４】
（１）電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物
本発明に係る電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物は、前記化合物（１）を含むことを特徴とする。
化合物（１）は、例えば、Ｒ１〜Ｒ１８の一部又はすべてが、芳香族基若しくは脂肪族炭化水素基等であるか、又はこれら基を有するなど、疎水性基であることにより、有機溶媒に対する溶解性がより高くなる。したがって、化合物（１）を溶媒に溶解させた、本実施形態の有機半導体層用組成物は容易に調製でき、かかる組成物を用いることにより、電界効果トランジスタの有機半導体層を、浸漬法、塗布法、印刷法等の簡便な方法で形成できる。有機半導体層は、後述するように、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成することもできるが、上記のように真空装置等を用いずに簡便に成膜することで、電界効果トランジスタの製造コストを大幅に低減できる。
【００５５】
本実施形態の有機半導体層用組成物は、溶媒成分として、トルエン等の炭化水素；ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素を含むことが好ましい。
【００５６】
また、有機半導体層用組成物は、溶媒成分以外に、化合物（１）のみを含むものでもよいし、化合物（１）以外の成分を含むものでもよい。ただし、溶媒成分以外のすべての成分に占める化合物（１）の比率は、９０質量％以上であることが好ましく、１００質量％である（化合物（１）のみを含む）ことがより好ましい。
【００５７】
有機半導体層用組成物に含まれる化合物（１）は、一種でもよいし、二種以上でもよい。二種以上である場合、その組み合わせ及び比率は、目的に応じて適宜設定すればよい。
有機半導体層用組成物は、化合物（１）の含有量が０．２〜５質量％であることが好ましい。
【００５８】
（２）太陽電池の有機半導体層用組成物
本発明に係る太陽電池の有機半導体層用組成物は、前記化合物（１）を含むことを特徴とし、用途が異なること以外は、上記の電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物と同様である。例えば、化合物（１）を溶媒に溶解させた、本実施形態の有機半導体層用組成物は容易に調製でき、かかる組成物を用いることにより、太陽電池の有機半導体層を簡便な方法で形成できる。
【００５９】
また、本発明に係る有機半導体層用組成物は、ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含み、前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、前記化合物（１）を含むことを特徴とする。かかる組成物は、バルクヘテロ接合型太陽電池の有機半導体層を形成するためのものであり、化合物（１）を溶媒に溶解させた本実施形態の有機半導体層用組成物も容易に調製できるので、上記の電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物と同様に、太陽電池の有機半導体層を簡便な方法で形成できる。
【００６０】
太陽電池の有機半導体層は、後述するように、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成することもできるが、上記のように真空装置等を用いずに簡便に成膜することで、太陽電池の製造コストを大幅に低減できる。
【００６１】
前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料は、化合物（１）のみからなるものでもよいし、化合物（１）以外の成分を含むものでもよい。ただし、前記半導体材料に占める化合物（１）の比率は、９０質量％以上であることが好ましく、１００質量％である（化合物（１）のみからなる）ことがより好ましい。
前記半導体材料に含まれる化合物（１）は、一種でもよいし、二種以上でもよい。二種以上である場合、その組み合わせ及び比率は、目的に応じて適宜設定すればよい。
【００６２】
前記化合物（１）以外のｎ型半導体材料は、後述する太陽電池におけるｎ型半導体層の材質として例示したものが挙げられ、好ましいものとして具体的には、フラーレン；［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）等のフラーレン誘導体；フタルイミド環を構成している一つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたフッ素化フタロシアニン等が例示できる。前記フッ素化フタロシアニンは、フタルイミド環を構成しているすべての水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。
【００６３】
有機半導体層用組成物は、溶媒成分として、トルエン等の炭化水素；ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素を含むことが好ましい。
【００６４】
有機半導体層用組成物は、前記ｐ型半導体材料の含有量が０．２〜５質量％であることが好ましい。そして、同様に前記ｎ型半導体材料の含有量が０．２〜５質量％であることが好ましい。
【００６５】
（３）有機発光素子のキャリヤ輸送層用組成物
本発明に係る有機発光素子のキャリヤ輸送層用組成物は、前記化合物（１）を含むことを特徴とし、用途が異なること以外は、上記の電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物と同様である。例えば、化合物（１）を溶媒に溶解させた、本実施形態のキャリヤ輸送層用組成物は容易に調製でき、かかる組成物を用いることにより、有機発光素子のキャリヤ輸送層を簡便な方法で形成できる。
【００６６】
＜電界効果トランジスタ＞
本発明に係る電界効果トランジスタは、化合物（１）を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする。そして、かかる有機半導体層を備えたこと以外は、従来の電界効果トランジスタと同様の構成とすることができる。ここでは、化合物（１）は、主にｐ型半導体として利用されるが、例えば、Ｒ１〜Ｒ１８の一部又はすべてが、フッ素原子であるか、又はフッ素原子を有するなど、電子吸引性が高い基である場合、あるいは電極の材料の選択によっては、化合物（１）をｎ型半導体として機能させることも可能である。以下、図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図１は、第一の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
ここに示す電界効果トランジスタ１Ａは、基板１１上に、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、ソース電極１４、ドレイン電極１５及び有機半導体層１６が積層され、概略構成されている。より具体的には、基板１１上の一部にゲート電極１２が設けられ、さらにゲート電極１２を覆うように、基板１１上にゲート絶縁膜１３が設けられている。そして、ゲート絶縁膜１３上には、ソース電極１４及びドレイン電極１５が離間して設けられ、さらにソース電極１４及びドレイン電極１５上を覆うように、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６が設けられている。有機半導体層１６は、ゲート絶縁膜１３を介してゲート電極１２と対向するように設けられている。なお、有機半導体層１６の配置形態はここに示すものに限定されず、少なくとも、離間して設けられた前記ソース電極１４及びドレイン電極１５間の領域に、ゲート絶縁膜１３を介してゲート電極１２と対向するように設けられていればよい。このように有機半導体層１６が配置された電界効果トランジスタとしては、後述する表示装置用アレイの図１８における有機半導体装置４２に備えられたものが例示できる。電界効果トランジスタ１Ａは、ボトムゲート・ボトムコンタクト型のトランジスタ構造を有する。
【００６８】
基板１１の材質は、デバイスの構成及び性能等に応じて適宜選択できる。例えば、ガラス；石英；シリコン単結晶；多結晶シリコン；アモルファスシリコン；ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン等の絶縁性の高分子化合物等が例示できる。
基板１１は一種の材質からなる単層構造でもよいし、二種以上の材質が積層された複数層構造でもよい。
【００６９】
ゲート電極１２の材質は特に限定されず、当該分野で通常使用されるものでよい。具体的には、金、白金、銀、銅、アルミニウム、タンタル、ドープシリコン等の低抵抗の金属；３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと略記する）／ポリスチレンサルフォネイト（以下、ＰＳＳと略記する）等の有機導電体等が例示できる。
【００７０】
前記有機半導体層をｐ型半導体とする場合、ソース電極１４及びドレイン電極１５の材質としては、これらの仕事関数が、有機半導体層用組成物の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルに近いものが例示できる。そして、前記有機半導体層をｎ型半導体とする場合、ソース電極１４及びドレイン電極１５の材質としては、これらの仕事関数が、最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｕｐｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルに近いものが例示できる。
仕事関数が有機半導体層用組成物のＨＯＭＯレベルに近い材質としては、金、白金、銀、又はこれらの一種以上を含む合金等の比較的仕事関数が高い金属；インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明酸化物導電体；ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の有機導電体が例示できる。
【００７１】
仕事関数が有機半導体層用組成物のＬＵＭＯレベルに近い材質としては、アルミニウム、チタン、アルカリ金属、又はこれらの一種以上を含む合金等の比較的仕事関数が低い金属等が例示できる。前記アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が例示できる。
【００７２】
ソース電極１４及びドレイン電極１５は、密着層（図示略）を介してゲート絶縁膜１３上に形成してもよい。密着層の材質としては、クロム等が例示できる。
【００７３】
ゲート電極１２、ソース電極１４、ドレイン電極１５の膜厚は、特に限定されず、通常のトランジスタにおける膜厚であればよく、目的に応じて適宜調節することが好ましい。例えば、材質が金属である場合には、３０〜２００ｎｍであることが好ましい。
これら電極は、材質に応じて、例えば、蒸着、スパッタ、塗布等で成膜できる。
【００７４】
また、ソース電極１４、ドレイン電極１５等の電極の表面に、自己集合単分子膜（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ）からなる表面修飾層を形成することで、電極表面の表面エネルギーを低下させることができ、これにより、電極表面上における有機半導体材料の結晶成長若しくは結晶配列、又は有機半導体材料の電極に対する濡れ性等を改善できる。たとえば、金電極の表面は、アルカンチオール等を用いて表面修飾することが好ましい。
【００７５】
ゲート絶縁膜１３の材質は、誘電率が高く、薄膜形成時にピンホール等の欠陥が生じにくいものが好ましい。誘電率が高いことで、電界効果トランジスタの閾値をより低減できる。また、薄膜形成時にピンホール等の欠陥を少なくすることで、ゲート絶縁膜１３の機能低下が抑制され、特性がより良好な電界効果トランジスタが得られる。
このような材質の膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、五酸化タンタル膜、酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜；ポリイミド膜、パリレン膜、ポリビニルフェノール膜等の有機絶縁膜等が例示できる。
ゲート絶縁膜１３の膜厚は、単位面積あたりの静電容量が大きくなるように設定することが好ましく、また、膜厚を薄くすることで、電界効果トランジスタの閾値電圧をより低減できる。そして、ゲート絶縁膜１３の膜厚は、材質の比誘電率、絶縁性等に応じて適宜調節することが好ましく、例えば、５０〜３００ｎｍであることが好ましい。このようにすることで、単位面積あたりの静電容量を大きくでき、かつ電界効果トランジスタの閾値電圧を低減できる。
ゲート絶縁膜１３は、材質に応じて、例えば、蒸着、スパッタ、塗布等で成膜できる。
【００７６】
ゲート絶縁膜１３を酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等とする場合には、その有機半導体層１６と接する表面をシランカップリング剤等で処理することが好ましい。このようにすることで、ゲート絶縁膜１３に接する有機半導体層１６の膜質が向上し、有機半導体素子の移動度をより向上させることできる。また、リーク電流が少なくなる。
【００７７】
有機半導体層１６は、化合物（１）を含む。そして、例えば、上記の有機半導体層用組成物を用いて、浸漬法、塗布法、印刷法等の低コストの薄膜形成法で形成されたものであってもよく、真空蒸着法等で化合物（１）が蒸着されて形成されたものであってもよい。
有機半導体層１６の膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
上記のように化合物（１）は耐酸化性が高い。したがって、化合物（１）を含む有機半導体層１６は、大気雰囲気下で安定である。
【００７８】
電界効果トランジスタ１Ａにおいては、さらに、少なくとも有機半導体層１６上に保護膜が設けられていてもよい。保護膜を設けることにより、有機半導体層１６を酸素や水分などによる浸食から保護できるので、電界効果トランジスタ１Ａは、さらに安定した半導体特性を示す。
【００７９】
図２に示す電界効果トランジスタ１Ａ’は、図１に示す電界効果トランジスタにおいて、有機半導体層１６上の全面が保護膜１７で覆われたものである。
保護膜１７は、有機膜及び無機膜のいずれでもよい。
有機膜の材質としては、ポリパリレン（パラキシリレン系ポリマー）；エポキシ樹脂；アクリル樹脂；ポリパラキシレン；ポリパーフルオロオレフィン、ポリパーフルオロエーテル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン等のフッ素系高分子；ポリイミド等が例示できる。
無機膜の材質としては、金属窒化物、金属酸化物、炭素、シリコン等が例示できる。より具体的には、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ等の窒化物；ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＧｅＯ等の酸化物；ＳｉＯＮ等の酸化窒化物；ＳｉＣＮ等の炭化窒化物等が例示でき、前記金属はケイ素であることが好ましい。
保護膜１７は、単層構造及び多層構造のいずれでもよい。
【００８０】
図３は、第二の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。なお、図３において、図１に示すものと同様の構成要素には、図１の場合と同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。これは、以降の図においても同様である。
ここに示す電界効果トランジスタ１Ｂは、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に表面修飾層１８が設けられ、表面修飾層１８に有機半導体層１６が接するように構成された点以外は、図１に示す電界効果トランジスタ１Ａと同様である。表面修飾層１８は、例えば、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に表面修飾剤を作用させることで形成でき、有機分子及び無機分子のいずれから構成されていてもよい。この場合の好ましい表面修飾材としては、ドデカンチオール等のアルキルチオールが例示できるが、これらに限定されない。
表面修飾層１８が設けられることで、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面エネルギーを低下させることができ、これにより、これら電極表面上における有機半導体材料の結晶成長若しくは結晶配列、又は有機半導体材料のこれら電極に対する濡れ性等を改善できる。その結果、有機半導体層１６の膜質がより均一になり、特に、上記の有機半導体層用組成物を塗布して有機半導体層１６を形成する場合に、顕著な上記効果が得られる。
【００８１】
図３においては、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に表面修飾層１８が設けられた例を示しているが、表面修飾層を設ける位置はこれに限定されない。例えば、図１及び３に示すように、有機半導体層１６がゲート絶縁膜１３上に形成される場合には、表面修飾層がゲート絶縁膜１３上に別途設けられていてもよい。
図４に示す電界効果トランジスタ１Ｂ’は、図１に示す電界効果トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜１３上のうち、ソース電極１４及びドレイン電極１５が設けられていない部位に、表面修飾層１８が設けられ、表面修飾層１８に有機半導体層１６が接するように構成されたものである。電界効果トランジスタ１Ｂ’においては、電界効果トランジスタ１Ａに対する電界効果トランジスタ１Ｂと同様に、有機半導体層１６の膜質がより均一になる。また、界面トラップの減少や密着性向上の効果も得られる。
【００８２】
表面修飾層１８を形成するための表面修飾剤としては、例えば、酸化物系のゲート絶縁膜に対して使用するものであれば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＳ）、７−オクテニルトリクロロシラン（ＶＴＳ）、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＴＳ）、ベンジルトリクロロシラン（ＢＴＳ）等のシラン系材料が例示できるが、これらに限定されない。
【００８３】
図５は、第三の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
ここに示す電界効果トランジスタ１Ｃは、基板１１上に、ゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、有機半導体層１６、ソース電極１４及びドレイン電極１５が積層され、概略構成されている。より具体的には、基板１１上の一部にゲート電極１２が設けられ、さらにゲート電極１２を覆うように、基板１１上にゲート絶縁膜１３が設けられ、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６が設けられている。そして、有機半導体層１６上には、ソース電極１４及びドレイン電極１５が離間して設けられている。有機半導体層１６は、ゲート絶縁膜１３を介してゲート電極１２と対向するように設けられている。電界効果トランジスタ１Ｃは、トップコンタクト型のトランジスタ構造を有する。
【００８４】
有機半導体層１６の膜質は、有機半導体層１６の直下にある層（下地）の影響を受ける可能性がある。例えば、図１に示すようなボトムゲート・ボトムコンタクト型の電界効果トランジスタ（電界効果トランジスタ１Ａ）の場合、有機半導体層１６は、これと接するゲート絶縁膜１３、ソース電極１４及びドレイン電極１５の影響を受けて、それぞれと接する部位において膜質が変化する可能性がある。
これに対して、図５に示すようなトップコンタクト型構造の電界効果トランジスタ（電界効果トランジスタ１Ｃ）の場合には、有機半導体層１６がすべてゲート絶縁膜１３上に形成されているので、有機半導体層１６の膜質がより均一となり、電界効果トランジスタは一層安定した半導体特性を示す。
さらに、図５に示すようなトップコンタクト型構造の電界効果トランジスタ（電界効果トランジスタ１Ｃ）の場合には、ソース電極１４及びドレイン電極１５を有機半導体層１６上に形成するので、例えば、製造時にゲート絶縁膜１３に与えるダメージや、残渣等の発生を低減できる。その結果、ゲート絶縁膜１３と有機半導体層１６との界面を、より良好な状態とすることができる。
【００８５】
電界効果トランジスタ１Ｃは、ソース電極１４、ドレイン電極１５及び有機半導体層１６の積層順が異なる点以外は、電界効果トランジスタ１Ａと同様である。したがって、例えば、ソース電極１４及びドレイン電極１５を覆うように、有機半導体層１６上に保護膜が設けられていてもよい。
【００８６】
図６は、第四の実施形態に係る電界効果トランジスタの要部を例示する概略断面図である。
ここに示す電界効果トランジスタ１Ｄは、ゲート絶縁膜１３の表面に表面修飾層１８が設けられている点以外は、図５に示す電界効果トランジスタ１Ｃと同様である。すなわち、電界効果トランジスタ１Ｄにおいては、有機半導体層１６が表面修飾層１８に接している。このようにすることで、電界効果トランジスタ１Ａに対する電界効果トランジスタ１Ｂと同様に、有機半導体層１６の膜質をより均一にすることができる。また、界面トラップの減少や密着性向上の効果も得られる。
表面修飾層１８は、図４におけるものと同様である。
【００８７】
本発明に係る電界効果トランジスタは、図１〜６に示すものに限定されず、これらの構成の一部が変更されたものでもよい。例えば、以下に示すものが挙げられる。
（Ｉ）図７に例示するように、基板１１上に有機半導体層１６が設けられ、有機半導体層１６上に、ソース電極１４及びドレイン電極１５が離間して設けられ、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の有機半導体層１６上に、ゲート絶縁膜１３及びゲート電極１２がこの順で設けられた電界効果トランジスタ１Ｅ（第五の実施形態）。
（ＩＩ）図８に例示するように、基板１１上にソース電極１４及びドレイン電極１５が離間して設けられ、ソース電極１４及びドレイン電極１５上を覆うように、基板１１上に有機半導体層１６が設けられ、有機半導体層１６上にゲート絶縁膜１３が設けられ、ゲート絶縁膜１３上の一部にゲート電極１２が設けられた電界効果トランジスタ１Ｆ（第六の実施形態）。
【００８８】
本発明に係る電界効果トランジスタは、有機半導体層が大気雰囲気下で安定なので、同様に大気雰囲気下で、長期間に渡り安定に動作可能である。
【００８９】
本発明に係る電界効果トランジスタは、例えば、以下の方法で製造できる。
まず、図１に示す電界効果トランジスタ１Ａの製造方法について説明する。図９は、電界効果トランジスタ１Ａの製造方法を説明するための概略断面図である。
【００９０】
基板１１上に、ゲート電極１２を構成する材質からなる膜を形成し、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、前記膜を所望のパターンに形成して、図９（ａ）に示すように、基板１１上の所定箇所にゲート電極１２を形成する。膜の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【００９１】
次いで、図９（ｂ）に示すように、ゲート電極１２を覆うように基板１１上にゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【００９２】
次いで、ゲート絶縁膜１３上に、スピンコート法等により、レジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー法で露光及び現像を行うことにより、図９（ｃ）に示すように、所定のパターンのフォトレジスト膜９０を形成する。フォトレジスト膜９０は、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成するためのものであり、これらの形状に対応して開口部を有する。
次いで、フォトレジスト膜９０を覆うように、ゲート絶縁膜１３上にソース電極１４及びドレイン電極１５の材質からなる金属膜を形成し、フォトレジスト膜９０を除去することにより、図９（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１３上の所定の箇所にソース電極１４及びドレイン電極１５を形成する。この時、前記金属膜を形成する前に、フォトレジスト膜９０を覆うように、ゲート絶縁膜１３上に密着層（図示略）を形成しておき、この密着層上に前記金属膜を形成してもよい。密着層の材質としては、クロム等の金属が例示できる。前記金属膜、密着層の形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。フォトレジスト膜９０の除去により、この上に形成された前記金属膜、さらに密着層を形成した場合には、この密着層も、フォトレジスト膜９０とともに除去される。フォトレジスト膜９０の除去方法としては、基板１１をアセトン等の有機溶媒中に浸漬するリフトオフ法が例示できる。
【００９３】
次いで、図９（ｅ）に示すように、ソース電極１４及びドレイン電極１５を覆うように、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６を形成する。有機半導体層１６は、例えば、化合物（１）を含む、上記の電界効果トランジスタの有機半導体層用組成物をゲート絶縁膜１３上に載せることで、さらに、必要に応じて溶媒を乾燥除去することで形成できる。前記組成物を用いて有機半導体層１６を形成する方法としては、浸漬法；キャスト法、スピンコート法等の塗布法；インクジェット法、マイクロコンタクト印刷法、反転オフセット印刷法、フレキソ印刷法、平版印刷法、凹版印刷法等の印刷法が例示できる。また、有機半導体層１６は、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成してもよい。
【００９４】
上記工程を行うことで、図１に示す電界効果トランジスタ１Ａが得られる。この時、さらに、有機半導体層１６上に保護膜１７を形成することで、図２に示す電界効果トランジスタ１Ａ’が得られる。
【００９５】
次に、図３に示す電界効果トランジスタ１Ｂの製造方法について説明する。図１０は、電界効果トランジスタ１Ｂの製造方法を説明するための概略断面図である。
図９（ａ）〜（ｄ）を参照して説明した方法と同様の方法で、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、ゲート絶縁膜１３上の所定の箇所にソース電極１４及びドレイン電極１５を形成する。
【００９６】
次いで、図１０（ｅ）に示すように、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に表面修飾剤を作用させて、表面修飾層１８を形成する。
【００９７】
次いで、図１０（ｆ）に示すように、表面修飾されたソース電極１４及びドレイン電極１５を覆うように、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６を形成する。有機半導体層１６の形成方法は、電界効果トランジスタ１Ａの場合と同様である。
【００９８】
上記工程を行うことで、図３に示す電界効果トランジスタ１Ｂが得られる。この時、さらに、有機半導体層１６上に保護膜を形成してもよい。
図４に示す電界効果トランジスタ１Ｂ’は、例えば、図１０（ｅ）において、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に代えて、ゲート絶縁膜１３上のうち、ソース電極１４及びドレイン電極１５が設けられていない部位に表面修飾剤を作用させて、表面修飾層１８を形成すること以外は、上記の電界効果トランジスタ１Ｂの製造方法と同様の方法で製造できる。
【００９９】
次に、図５に示す電界効果トランジスタ１Ｃの製造方法について説明する。図１１は、電界効果トランジスタ１Ｃの製造方法を説明するための概略断面図である。
基板１１上に、ゲート電極１２を構成する材質からなる膜を形成し、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、前記膜を所望のパターンに形成して、図１１（ａ）に示すように、基板１１上の所定箇所にゲート電極１２を形成する。膜の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【０１００】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、ゲート電極１２を覆うように基板１１上にゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【０１０１】
次いで、図１１（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６を形成する。有機半導体層１６は、例えば、化合物（１）を含む前記有機半導体層用組成物をゲート絶縁膜１３上に載せることで、さらに、必要に応じて溶媒を乾燥除去することで形成できる。前記組成物を用いて有機半導体層１６を形成する方法としては、浸漬法；キャスト法、スピンコート法等の塗布法；インクジェット法、マイクロコンタクト印刷法、反転オフセット印刷法、フレキソ印刷法、平版印刷法、凹版印刷法等の印刷法が例示できる。また、有機半導体層１６は、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成してもよい。
【０１０２】
次いで、有機半導体層１６上に、所定の開口部を有する金属マスク（図示せず）を介して真空蒸着法等により、図１１（ｄ）に示すように、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成する。
【０１０３】
上記工程を行うことで、図５に示す電界効果トランジスタ１Ｃが得られる。この時、さらに、ソース電極１４及びドレイン電極１５を覆うように有機半導体層１６上に保護膜を形成してもよい。
【０１０４】
次に、図６に示す電界効果トランジスタ１Ｄの製造方法について説明する。図１２は、電界効果トランジスタ１Ｄの製造方法を説明するための概略断面図である。
図１１（ａ）を参照して説明した方法と同様の方法で、図１２（ａ）に示すように、基板１１上の所定箇所にゲート電極１２を形成する。
【０１０５】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、ゲート電極１２を覆うように基板１１上にゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。さらに、ゲート絶縁膜１３の表面に表面修飾剤を作用させて、表面修飾層１８を形成する。表面修飾層１８は、表面修飾剤の蒸気をゲート絶縁膜１３の表面に接触させる方法、表面修飾剤を含む溶液中にゲート絶縁膜１３が形成された基板１１を浸漬する方法、表面修飾剤を含む溶液をゲート絶縁膜１３の表面にスピンコート法で塗布する方法等で形成できる。
【０１０６】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、表面修飾層１８上に有機半導体層１６を形成する。有機半導体層１６は、図１１（ｃ）を参照して説明した方法と同様の方法で形成できる。表面修飾層１８上で、有機半導体層１６の膜質はより均一となる。
【０１０７】
次いで、図１２（ｄ）に示すように、有機半導体層１６上に、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成する。ソース電極１４及びドレイン電極１５は、図１１（ｄ）を参照して説明した方法と同様の方法で形成できる。
【０１０８】
上記工程を行うことで、図６に示す電界効果トランジスタ１Ｄが得られる。この時、さらに、ソース電極１４及びドレイン電極１５を覆うように有機半導体層１６上に保護膜を形成してもよい。
【０１０９】
＜太陽電池＞
本発明に係る太陽電池は、前記化合物（１）を含む有機半導体層を備えたことを特徴とする。そして、かかる有機半導体層を備えたこと以外は、従来の太陽電池と同様の構成とすることができる。ここでは、化合物（１）は、主にｐ型半導体として利用されるが、例えば、Ｒ１〜Ｒ１８の一部又はすべてが、フッ素原子であるか、又はフッ素原子を有するなど、電子吸引性が高い基である場合には、化合物（１）をｎ型半導体として機能させることも可能である。以下、図面を参照しながら説明する。
【０１１０】
図１３は、本発明に係る太陽電池の要部を例示する概略断面図である。
ここに示す太陽電池２Ａは、ガラス基板２１上に、アノード電極２２、ｐ型半導体層２４、ｎ型半導体層２５及びカソード電極２３がこの順に積層され、概略構成されている。すなわち、ガラス基板２１上に、アノード電極２２及びカソード電極２３からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された、ｐｎ接合したｐ型半導体層２４及びｎ型半導体層２５と、が設けられたものである。
【０１１１】
ｐ型半導体層２４は、前記化合物（１）を含む。そして、例えば、上記のｐ型半導体層用組成物を用いて、浸漬法、塗布法、印刷法等の低コストの薄膜形成法で形成されたものであってもよく、真空蒸着法等で化合物（１）が蒸着されて形成されたものであってもよい。
ｐ型半導体層２４の膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
上記のように化合物（１）は耐酸化性が高い。したがって、化合物（１）を含むｐ型半導体層２４は、大気雰囲気下で安定である。
【０１１２】
ｎ型半導体層２５の材質としては、上記のｎ型半導体材料で例示したフラーレン、フラーレン誘導体、フッ素化フタロシアニン等が例示できる。
ｎ型半導体層２５の膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
【０１１３】
アノード電極２２の材質としては、透明電極であるＩＴＯ、有機導電体であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等が例示できる。
アノード電極２２の膜厚は、１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
【０１１４】
カソード電極２３の材質としては、銀、アルミニウム等が例示できる。
カソード電極２３の膜厚は、１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
【０１１５】
また、本発明に係る太陽電池は、ｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とを含む有機半導体層を備え、前記ｐ型半導体材料及び／又はｎ型半導体材料が、前記化合物（１）を含むことを特徴とする。すなわち、いわゆるバルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池である。図１４は、かかる太陽電池の要部を例示する概略断面図である。
ここに示す太陽電池２Ｂは、ガラス基板２１上に、アノード電極２２、有機半導体層２６及びカソード電極２３がこの順に積層され、概略構成されている。すなわち、ガラス基板２１上に、アノード電極２２及びカソード電極２３からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機半導体層２６と、が設けられたものである。
有機半導体層２６は、例えば、上記の太陽電池の有機半導体層用組成物を用いて、太陽電池２Ａにおけるｐ型半導体層２４の場合と同様の方法で形成できる。
【０１１６】
本発明に係る太陽電池は、有機半導体層が大気雰囲気下で安定なので、同様に大気雰囲気下で、長期間に渡り安定に動作可能である。
【０１１７】
本発明に係る太陽電池は、例えば、以下の方法で製造できる。
図１５は、太陽電池２Ａの製造方法を説明するための概略断面図である。
まず、図１５（ａ）に示すように、ガラス基板２１上にアノード電極２２を形成する。アノード電極２２の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【０１１８】
次いで、図１５（ｂ）に示すように、アノード電極２２上にｐ型半導体層２４を形成する。ｐ型半導体層２４は、例えば、化合物（１）を含む、上記のｐ型半導体層用組成物をアノード電極２２上に載せることで、さらに、必要に応じて溶媒を乾燥除去することで形成できる。前記組成物を用いてｐ型半導体層２４を形成する方法は、電界効果トランジスタの製造時に、有機半導体層用組成物を用いて有機半導体層を形成する方法と同様であり、浸漬法；キャスト法、スピンコート法等の塗布法；インクジェット法、マイクロコンタクト印刷法、反転オフセット印刷法、フレキソ印刷法、平版印刷法、凹版印刷法等の印刷法が例示できる。また、ｐ型半導体層２４は、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成してもよい。
【０１１９】
次いで、図１５（ｃ）に示すように、ｐ型半導体層２４上にｎ型半導体層２５を形成する。ｎ型半導体層２５の形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
次いで、図１５（ｄ）に示すように、ｎ型半導体層２５上にカソード電極２３を形成する。カソード電極２３の形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
上記工程を行うことで、図１５に示す太陽電池２Ａが得られる。この時、さらに、カソード電極２３上に保護膜を形成してもよい。この保護膜は、上記の電界効果トランジスタにおいて用いるものと同様でよい。
【０１２０】
なお、ここではｐ型半導体層２４として、前記化合物（１）を含むものについて説明したが、前記化合物（１）を含まないものとする場合には、ｐ型半導体層２４は公知のものでよい。また、ここではｎ型半導体層２５として、公知の材質からなるものについて説明したが、前記化合物（１）を含むものとしてもよく、この場合のｎ型半導体層２５は、上記の化合物（１）を含むｐ型半導体層２４の場合と同様の方法で形成できる。
【０１２１】
＜有機発光素子＞
本発明に係る有機発光素子は、前記化合物（１）を含むキャリヤ輸送層を備えたことを特徴とする。そして、かかるキャリヤ輸送層を備えたこと以外は、従来の有機発光素子と同様の構成とすることができる。ここでは、化合物（１）は、主にｐ型半導体（正孔輸送層用の材料）として利用されるが、例えば、Ｒ１〜Ｒ１８の一部又はすべてが、フッ素原子であるか、又はフッ素原子を有するなど、電子吸引性が高い基である場合には、化合物（１）をｎ型半導体（電子輸送層用の材料）として機能させることも可能である。以下、図面を参照しながら説明する。
【０１２２】
図１６は、本発明に係る有機発光素子の要部を例示する概略断面図である。
ここに示す有機発光素子３Ａは、ガラス基板３１上に、アノード電極３２、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）部３４及びカソード電極３３がこの順に積層され、概略構成されている。すなわち、ガラス基板３１上に、アノード電極３２及びカソード電極３３からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機ＥＬ部３４と、が設けられたものである。
【０１２３】
アノード電極３２及びカソード電極３３は、それぞれ、上記の太陽電池におけるアノード電極及びカソード電極と同様のものである。
【０１２４】
有機ＥＬ部３４は、アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔注入層３４ａ、正孔輸送層３４ｂ、発光層３４ｃ、電子輸送層３４ｄ及び電子注入層３４ｅがこの順に積層され、概略構成されている。
正孔注入層３４ａ、正孔輸送層３４ｂ、発光層３４ｃ、電子輸送層３４ｄ、電子注入層３４ｅは、それぞれ単層構造及び多層構造のいずれであってもよい。
【０１２５】
正孔輸送層３４ｂは、前記化合物（１）を含む。そして、例えば、上記のキャリヤ（正孔）輸送層用組成物を用いて、浸漬法、塗布法、印刷法等の低コストの薄膜形成法で形成されたものであってもよく、真空蒸着法等で化合物（１）が蒸着されて形成されたものであってもよい。
正孔輸送層３４ｂの膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
上記のように化合物（１）は耐酸化性が高い。したがって、化合物（１）を含む正孔輸送層３４ｂは、大気雰囲気下で安定である。
【０１２６】
正孔注入層３４ａにおいて、正孔注入輸送材料は、有機ＥＬ用又は有機光導電体用として公知のものでよい。好ましい正孔注入輸送材料としては、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物や無機ｐ型半導体材料；ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン）誘導体（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が例示できる。
また、正孔注入層３４ａに適用する正孔注入輸送材料としては、陽極からの正孔の注入・輸送をより効率よく行う観点から、正孔輸送層３４ｂに適用する正孔注入輸送材料よりも、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料が好ましい。
正孔注入層３４ａの膜厚は、１〜５００ｎｍであることが好ましい。
【０１２７】
発光層３４ｃの材質は、有機ＥＬ用の公知のものでよく、例えば、低分子発光材料及び高分子発光材料等に分類できる。
前記低分子発光材料の好ましいものとしては、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデン化合物；５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物；３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体；１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物；フルオレノン誘導体；４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバソル−ビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体等の蛍光性有機材料等が例示できる。また、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ＰＰＹ）３）等の燐光性材料等も例示できる。
前記高分子発光材料の好ましいものとしては、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）等のポリフェニレンビニレン誘導体；ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）等のポリスピロ誘導体等が例示できる。
発光層３４ｃの膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
【０１２８】
電子輸送層３４ｄ及び電子注入層３４ｅにおいて、電子注入輸送材料は、有機ＥＬ用又は有機光導電体用として公知のものでよい。好ましい電子注入輸送材料としては、ｎ型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾジフラン誘導体、（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）（Ａ１ｑ３）等の低分子材料；ポリ（オキサジアゾール）（Ｐｏｌｙ−ＯＸＺ）、ポリスチレン誘導体（ＰＳＳ）等の高分子材料が例示できる。特に、電子注入材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物；酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）等の酸化物等が例示できる。
また、電子注入層３４ｅに適用する電子注入輸送材料としては、陰極からの電子の注入・輸送をより効率よく行う観点から、電子輸送層３４ｄに適用する電子注入輸送材料よりも、最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料が好ましい。そして、電子輸送層３４ｄに適用する電子注入輸送材料としては、電子注入層３４ｅに適用する電子注入輸送材料よりも、電子の移動度が高い材料が好ましい。
電子輸送層３４ｄの膜厚は、５〜５００ｎｍであることが好ましい。また、電子注入層３４ｅの膜厚は、０．１〜１００ｎｍであることが好ましい。
【０１２９】
本発明に係る有機発光素子は、図１６に示すものに限定されず、その構成の一部が変更されたものでもよい。例えば、有機ＥＬ部３４の構成を以下のようにしたものが挙げられる。
（ｉ）アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層がこの順に積層された有機ＥＬ部。
（ｉｉ）アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層がこの順に積層された有機ＥＬ部。
（ｉｉｉ）アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔防止層及び電子輸送層がこの順に積層された有機ＥＬ部。
（ｉｖ）アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔防止層、電子輸送層及び電子注入層がこの順に積層された有機ＥＬ部。
（ｖ）アノード電極３２側からカソード電極３３側へかけて、正孔注入層、正孔輸送層、電子防止層、発光層、正孔防止層、電子輸送層及び電子注入層がこの順に積層された有機ＥＬ部。
【０１３０】
前記正孔防止層及び電子防止層は、有機ＥＬ用として公知のものでよい。
【０１３１】
本発明に係る有機発光素子は、正孔輸送層が大気雰囲気下で安定なので、同様に大気雰囲気下で、長期間に渡り安定に動作可能である。
【０１３２】
本発明に係る有機発光素子は、例えば、以下の方法で製造できる。
図１７は、有機発光素子３Ａの製造方法を説明するための概略断面図である。
まず、図１７（ａ）に示すように、ガラス基板３１上にアノード電極３２を形成する。アノード電極３２の形成方法としては、スパッタリング法が例示できる。
【０１３３】
次いで、図１７（ｂ）に示すように、アノード電極３２上に正孔注入層３４ａを形成する。正孔注入層３４ａの形成方法としては、スピンコート法が例示できる。
次いで、図１７（ｃ）に示すように、正孔注入層３４ａ上に正孔輸送層３４ｂを形成する。正孔輸送層３４ｂは、例えば、化合物（１）を含む、上記のキャリヤ（正孔）輸送層用組成物を正孔注入層３４ａ上に載せることで、さらに、必要に応じて溶媒を乾燥除去することで形成できる。正孔輸送層用組成物を用いて正孔輸送層３４ｂを形成する方法は、電界効果トランジスタの製造時に、有機半導体層用組成物を用いて有機半導体層を形成する方法と同様であり、浸漬法；キャスト法、スピンコート法等の塗布法；インクジェット法、マイクロコンタクト印刷法、反転オフセット印刷法、フレキソ印刷法、平版印刷法、凹版印刷法等の印刷法が例示できる。また、正孔輸送層３４ｂは、真空蒸着法等により、化合物（１）を蒸着させて形成してもよい。
【０１３４】
次いで、図１７（ｄ）に示すように、正孔輸送層３４ｂ上に発光層３４ｃを形成する。発光層３４ｃの形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
【０１３５】
次いで、図１７（ｅ）に示すように、発光層３４ｃ上に電子輸送層３４ｄを形成する。電子輸送層３４ｄの形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
【０１３６】
次いで、図１７（ｆ）に示すように、電子輸送層３４ｄ上に電子注入層３４ｅを形成する。電子注入層３４ｅの形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
【０１３７】
次いで、図１７（ｇ）に示すように、電子注入層３４ｅ上にカソード電極３３を形成する。カソード電極３３の形成方法としては、真空蒸着法が例示できる。
上記工程を行うことで、図１６に示す有機発光素子３Ａが得られる。
【０１３８】
なお、ここでは正孔輸送層３４ｂとして、前記化合物（１）を含むものについて説明したが、前記化合物（１）を含まないものとする場合には、正孔輸送層３４ｂは、有機ＥＬ用の公知のものでよい。また、ここでは電子輸送層３４ｄとして、有機ＥＬ用又は有機光導電体用として公知の材質からなるものについて説明したが、前記化合物（１）を含むものとしてもよく、この場合の電子輸送層３４ｄは、上記の化合物（１）を含む正孔輸送層３４ｂの場合と同様の方法で形成できる。
【０１３９】
＜表示装置用アレイ＞
本発明に係る表示装置用アレイは、前記電界効果トランジスタをスイッチング素子として備えたことを特徴とする。そして、かかる電界効果トランジスタを備えたこと以外は、従来の表示装置用アレイと同様の構成とすることができる。本発明に係る表示装置用アレイは、前記電界効果トランジスタを備えたことで、高速動作が可能となる。
以下、図面を参照しながら説明する。
【０１４０】
図１８は、本発明に係る表示装置用アレイの要部を例示する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ’線における断面図である。
ここに示す表示装置用アレイ４Ａは、図１に示す電界効果トランジスタ１Ａを備えた有機半導体装置４２をマトリクス状に配置することで、画像表示装置の駆動用アレイとして用いたものである。ただし、電界効果トランジスタ１Ａとしては、有機半導体層１６がソース電極１４及びドレイン電極１５間のゲート絶縁膜１３上のみに形成されたものを用いている。
表示装置用アレイ４Ａは、透明な基板１１上に設けられたゲート配線４０、ソース配線４１、画素電極４３、及びこれらに電気的に接続された電界効果トランジスタ１Ａを備えた有機半導体装置４２から概略構成されている。ゲート配線４０は、図１におけるゲート電極１２を構成するとともに、それへの接続配線ともなっている。
そして、ゲート配線４０上にゲート絶縁膜１３を介してソース電極１４及びドレイン電極１５が離間して設けられ、さらにソース電極１４及びドレイン電極１５間のゲート絶縁膜１３上に、有機半導体層１６が設けられている。また、ドレイン電極１５は、画素電極４３と接続され、駆動用アレイとして構成されている。
【０１４１】
有機半導体装置４２は、例えば、ソース配線４１及び画素電極４３を形成する工程を有すること以外は、電界効果トランジスタ１Ａの場合と同様の方法で製造できる。具体的には、以下の通りである。図１９は、有機半導体装置４２の製造方法を説明するための概略断面図である。
まず、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明した方法と同様の方法で、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、基板１１上にゲート配線４０（ゲート電極１２）、ゲート絶縁膜１３を順次形成し、次に所定のパターンのフォトレジスト膜９０を形成する。ゲート絶縁膜１３は、ゲート配線４０の表面を覆い、基板１１上の全面を覆うように形成し、次いで所定のパターンにエッチングする。
次いで、図９（ｄ）を参照して説明した方法と同様の方法で、図１９（ｄ）に示すように、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成する。さらに、ソース電極１４に接触するようにソース配線４１を、ドレイン電極１５に接触するように画素電極４３を、それぞれゲート絶縁膜１３上に形成する。ソース配線４１及び画素電極４３は、例えば、銀（Ａｇ）等の金属を材質とし、各種印刷法により形成できる。
次いで、図９（ｅ）を参照して説明した方法と同様の方法で、図１９（ｅ）に示すように、ゲート絶縁膜１３上に有機半導体層１６を形成する。ただし、ここでは、金属マスクを用いる方法等により、ソース電極１４及びドレイン電極１５間のゲート絶縁膜１３上のみに有機半導体層１６を形成する。
上記工程を行うことで、有機半導体装置４２が得られる。
そして、得られた有機半導体装置４２をマトリクス状に配置することで、表示装置用アレイ４Ａが得られる。
【０１４２】
ここでは、電界効果トランジスタとして電界効果トランジスタ１Ａを用いた例を示しているが、その他の電界効果トランジスタも用いることができ、その構成に応じて、有機半導体装置の構成を調節すればよい。
本発明に係る表示装置用アレイは、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の画像表示装置の駆動用として好適である。
【０１４３】
＜表示装置＞
本発明に係る表示装置は、画像信号を発生して出力する画像信号出力部と、前記画像信号に基づいて電流又は電圧を発生する駆動部と、発生した前記電流又は電圧により発光する発光部と、を備えた表示装置であって、前記発光部が、前記有機発光素子であることを特徴とする。そして、かかる有機発光素子を備えたこと以外は、従来の表示装置と同様の構成とすることができる。
本発明に係る表示装置は、前記有機発光素子を備えたことで、良好な発光特性が得られる。
以下、図面を参照しながら説明する。
【０１４４】
図２０は、本発明に係る表示装置の要部を例示する概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は１画素の等価回路図、（ｃ）は１画素の平面図である。
ここに示す表示装置５Ａは、本発明に係る有機発光素子３を有機ＥＬ表示装置の素子として用いた有機ＥＬ表示装置である。
表示装置５Ａにおいては、複数の走査線（ゲート配線）５０と、複数の信号線（ソース配線）５１とが縦横に配されたマトリクスが形成されており、それぞれの交差部に１つの画素が設けられた画素アレイが形成されている。画素アレイの周囲領域には、走査線５０に接続された走査線駆動回路（ゲートドライバ）５５と、信号線５１に接続された信号線駆動回路（ソースドライバ）５６が、それぞれ配置されている。そして、前記走査線駆動回路５５及び信号線駆動回路５６には、画像表示を行うためのタイミング信号やＲＧＢ輝度信号等の画像信号を供給するためのコントローラ５７が接続され、さらに走査線５０及び信号線５１に与える信号電圧を供給するための電源回路５９が接続されている。コントローラ５７には、表示装置５Ａに対して外部より水平・垂直同期信号や画像信号を与えるための外部処理装置５８が接続されている。
表示装置５Ａを構成する画素アレイの１画素は、図２０（ｂ）に示すように、走査線５０及び信号線５１に接続されたスイッチング用トランジスタ５２、画素を駆動するための駆動用トランジスタ５３、並びに保持容量５４を備え、駆動用トランジスタ５３に有機発光素子３（有機ＥＬ素子）からなる画素部が接続されている。有機発光素子３は、駆動電流又は電圧により発光する。
スイッチング用トランジスタ５２及び駆動用トランジスタ５３は、例えば、一般的な多結晶シリコンを半導体として用いたトランジスタ等で構成できる。以上により表示装置５Ａが構成されている。
有機発光素子３としては、図１６に示す有機発光素子３Ａをはじめとして、本発明に係る素子であれば、いずれも用いることができる。
【実施例】
【０１４５】
以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【０１４６】
＜化合物（１）の製造＞
［実施例１］
下記手順に従い、前記化合物（１ａ）として下記式（１ａ−１）で表される化合物（以下、化合物（１ａ−１）と略記する）を用いて、化合物（１）として下記式（１−１）で表される化合物（以下、化合物（１−１）と略記する）を製造した。化合物（１ａ−１）は、下記式（１ａ−１０１）で表される化合物（以下、化合物（１ａ−１０１）と略記する）、及び下記式（１ａ−１０２）で表される化合物（以下、化合物（１ａ−１０２）と略記する）を経由する方法で製造した。
【０１４７】
【化１１】
2014177405.tif 000012
（式中、Ｍｅはメチル基であり、Ｅｔはエチル基であり、Ｐｈはフェニル基であり、Ａｃはアセチル基である。）
【０１４８】
（化合物（１ａ−１０１）の製造）
３，４−ジブロモアニソール（１３．３ｇ、０．０５ｍｏｌ）、１−ナフトール（７．２ｇ、０．０５ｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（ＰＰｈ３）（２．６２ｇ，０．０１ｍｏｌ）、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）（６５．２ｇ，０．２ｍｏｌ）及び無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（５０ｍＬ）の混合物に、２０分間乾燥窒素ガスをバブリングした。これに酢酸パラジウム（Ｐｄ（ＯＡｃ）２）（５６１ｍｇ，２．５ｍｍｏｌ）を加え、窒素ガス雰囲気下、１５０℃で２日間攪拌した。得られた反応液に水を加え、ジクロロメタンで抽出し、溶媒留去後の残渣を、シリカゲル充填剤を用いたカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：ジクロロメタン＝５：１、体積比）による精製、及びＧＰＣ精製することにより、白色固体として化合物（１ａ−１０１）（８−メトキシベンゾ［ｋ，ｌ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）を得た（収率５．６％）。
【０１４９】
化合物（１ａ−１０１）は、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルによってその構造を確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ：3.93 (s, 3H), 7.06 (dd, J = 8.98, 2.60 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 2.57 Hz, 1H), 7.45 (td, J = 7.54, 1.35 Hz, 1H), 7.60 (d, J = 8.95 Hz, 1H), 7.63 (td, J = 7.56, 1.34 Hz, 1H), 7.75 (d, J = 8.43 Hz, 1H), 7.95 (d, J = 8.61 Hz, 1H), 7.98 (d, J = 7.38, 1H) , 8.41 (d, J = 8.22, 1H)
13C NMR (100 MHz, CDCl3)δ：56.15, 103.27, 112.36, 114.49, 118.50, 119.50, 120.99, 121.61, 123.12, 125.62, 126.53, 128.52, 133.14, 150.89, 152.89, 156.16
【０１５０】
（化合物（１ａ−１０２）の製造）
化合物（１ａ−１０１）（６９５ｍｇ、２．８ｍｍｏｌ）の無水ジクロロメタン溶液（１０ｍＬ）に、三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）（１．４ｇ、５．６ｍｍｏｌ）を０℃で加え、その後、室温において３時間撹拌した。これを水に加え、塩化メチレンで抽出し、溶媒留去後の残渣を、シリカゲル充填剤を用いたカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン）により精製することで、化合物（１ａ−１０２）（８−ヒドロキシベンゾ［ｋ，ｌ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）を白色固体として得た（収率９８％）。
【０１５１】
化合物（１ａ−１０２）は、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルによってその構造を確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ：4.87 (s, 1H), 6.58 (d, J = 2.60 Hz, 1H), 6.61 (dd, J = 8.56, 2.60 Hz, 1H), 6.89 (dd, J = 5.68, 3.02 Hz, 1H), 7.31-7.40 (m, 3H), 7.48 (d, J = 6.52 Hz, 1H), 7.51 (d, J = 8.21 Hz, 1H), 7.71 (d, J = 8.56, 1H)
【０１５２】
（化合物（１ａ−１）の製造）
化合物（１ａ−１０２）（６４０ｍｇ、２．７ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（７６０μＬ）の無水ジクロロメタン溶液（１５ｍＬ）に、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｏ）（１．５４ｍｇ、５．５ｍｍｏｌ）を０℃で加え、その後、室温において１２時間撹拌した。これを水に加え、塩化メチレンで抽出し、溶媒留去後の残渣を、シリカゲル充填剤を用いたカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：ジクロロメタン＝１：１、体積比）により精製することで、化合物（１ａ−１）（８−トリフルオロメタンスルホニルベンゾ［ｋ，ｌ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）を淡黄色固体として得た（収率９６％）。
【０１５３】
化合物（１ａ−１）は、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル及び１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルによってその構造を確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ：7.37 (dd, J = 8.89, 2.57 Hz, 1H), 7.62 (ddd, J = 7.50, 7.50, 1.15 Hz, 1H), 7.68 (ddd, J = 7.50, 7.50, 1.15 Hz, 1H), 7.74 (d, J = 8.92 Hz, 1H), 7.82 (d, J = 8.58 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 2.52 Hz, 1H), 7.96 (d, J = 8.43 Hz, 1H), 8.01(d, J = 8.03 Hz, 1H), 8.43 (d, J = 8.15 Hz, 1H)
13C NMR (100 MHz, CDCl3)δ：113.00, 113.30, 118.13, 118.38, 118.80 (q, J = 320.77 Hz, CF3), 119.01, 120.93, 121.23, 124.08, 126.41, 126.90, 126.91, 128.53, 133.59, 145.23, 153.58, 154.42
【０１５４】
（化合物（１−１）の製造）
化合物（１ａ−１）（１４６ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、ビストリフェニルホスフィンニッケル（ＩＩ）クロライド（ＮｉＣｌ２（ＰＰｈ３）２）（２６ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（２６６ｍｇ、１．６ｍｍｏｌ）、亜鉛粉末（５２３ｍｇ、８ｍｍｏｌ）、及び無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（５ｍＬ）の混合物を、７０℃で２４時間撹拌した。その後、これを水に加え、クロロホルムで抽出し、溶媒留去後の残渣を減圧下昇華精製（３００℃／２Ｐａ）することにより、化合物（１−１）を白色固体として得た（収率５８％）。
【０１５５】
化合物（１−１）は、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル、及び高分解能エレクトロスプレーイオン化質量分析（ＨＲ−ＥＳＩ−ＭＳ）によって、その構造を確認した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ：7.59 (ddd, J = 7.51, 7.51, 1.19 Hz, 1H), 7.62 (ddd, J = 7.56, 7.56, 1.21 Hz, 1H), 7.80-7.85 (m, 3H), 8.02 (d, J = 8.06 Hz, 1H), 8.09 (d, J = 8.41 Hz, 1H), 8.31 (t, J = 1.30 Hz, 1H), 8.49 (d, J = 8.29 Hz, 1H)
HR-ESI-MS m/z:435.1385[M+H]+, Calcd for C32H18O2, 434.1307.
【０１５６】
＜化合物（１）の物性評価＞
化合物（１−１）と下記ペンタセンについて、ＤＦＴ法（Ｂ３ＬＹＰ６−３１Ｇ＊）による第一原理計算を行い、最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）及び最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）のレベルを算出した。結果を表１に示す。
【０１５７】
【化１２】
2014177405.tif 000013
【０１５８】
【表１】
2014177405.tif 000014
【０１５９】
表１に示すように、第一原理計算の結果、化合物（１−１）はペンタセンよりもＨＯＭＯレベルが低く、大きなイオン化ポテンシャルを有すること、すなわち、化合物（１−１）はペンタセンよりも耐酸化性が高いことを示していた。また、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のエネルギー差）が小さい場合には、化合物の安定性が低下することが知られており、化合物（１−１）がペンタセンよりもＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップが２．３７ｅＶも大きいことから、化合物（１−１）が安定性に優れることが示された。
なお、化合物（１−１）のようなＨＯＭＯレベルであれば、例えば、ソース電極及びゲート電極が金（仕事関数は約５ｅＶ）である電界効果トランジスタの有機半導体層として化合物（１−１）を用いれば、正孔（ホール）注入が可能である予想された。
【０１６０】
次に、化合物（１−１）の空気酸化に対する安定性を評価した。
すなわち、空気飽和の状態とした塩化メチレンを溶媒として化合物（１−１）の溶液を調製し、暗所で静置した。そして、溶液調製直後から静置一ヶ月後まで、紫外−可視（ＵＶ−Ｖｉｓ）分光の吸収スペクトルを測定することによって、化合物（１−１）の溶液について、吸収強度の経時変化を追跡した。この時、文献１「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００７，１２９，２２２５．」を参照した。溶液調製直後と暗所静置一ヶ月後における吸収強度の測定結果を図２１に示す。
図２１に示すように、化合物（１−１）の溶液の吸収強度は、調製直後と、暗所静置一ヶ月後とでは、全く違いが見られなかった。なお、ペンタセンについては、このような条件下で２４時間静置すると、その溶液の吸収強度がほとんどゼロになることが文献１で報告されている。したがって、化合物（１−１）は、空気酸化に対する安定性がペンタセンよりも顕著に高いことが確認できた。
【０１６１】
また、化合物（１−１）の吸収スペクトル（λｍａｘ  ｉｎ  ＣＨ２Ｃｌ２）を測定し、大気中光電子分光法（ＡＣ−２）によるイオン化ポテンシャル（ＨＯＭＯレベル）を測定した。これらの結果を、ペンタセンの結果と共に表２に示す。なお、吸収スペクトルの値は、最長波長のピークのものを示し、ペンタセンの吸収スペクトルは、上記の文献１「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００７，１２９，２２２５．」より引用し、イオン化ポテンシャルは文献２「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２００５，４４，５６１．」より引用した。
【０１６２】
【表２】
2014177405.tif 000015
【０１６３】
表２に示すように、化合物（１−１）は、ペンタセンよりも短波長側に吸収スペクトルが観測された。また、化合物（１−１）は、ペンタセンよりもイオン化ポテンシャルが大きく、化合物（１−１）のＨＯＭＯレベルがペンタセンよりも０．８ｅＶ程度低いことを示していた。これらの結果は、上記の第一原理計算の結果とよく一致していた。
【０１６４】
以上のように、化合物（１−１）は、代表的な有機半導体材料であるペンタセンよりも耐酸化性が高く、大気雰囲気下でも安定であることが確認できた。化合物（１−１）を半導体材料として用いることにより、電気的特性が安定な半導体デバイスを提供できる。また、実施例１で化合物（１−１）について示すように、化合物（１）は、市販品の原料を用いても容易に製造でき、実用性が高い。
【０１６５】
＜電界効果トランジスタの製造＞
［実施例２］
図９を参照して説明した製造方法により、図１に示す電界効果トランジスタ１Ａを製造した。より具体的には、以下の通りである。
基板１１としては、ガラス基板（コーニング社製、Ｅａｇｌｅ２０００、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。
ゲート電極１２の材質は、アルミニウム（Ａｌ）に対して１０％のシリコン（Ｓｉ）を添加したＡｌＳｉ合金とした。そして、このＡｌＳｉ合金からなる金属ターゲットを用いたスパッタリング法により、基板１１上に、ＡｌＳｉ合金からなる膜厚４０ｎｍの金属膜を形成した。この金属膜のパターンニングは、フォトリソグラフィー及びエッチングで行った。
ゲート絶縁膜１３の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、スパッタリング法により、膜厚３００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。
フォトレジスト膜９０は、膜厚を４μｍとし、リフトオフプロセス用のネガ型フォトレジスト（日本ゼオン社製、ＺＰＮ１１５０）を用いて、スピンコート法により成膜した後、フォトリソグラフィー法で形成した。
真空蒸着法によって、膜厚２ｎｍのクロム（Ｃｒ）からなる密着層、及び膜厚４０ｎｍの金（Ａｕ）からなる金属膜を順次成膜し、アセトン等の有機溶媒中に基板１１を浸漬するリフトオフ法により、フォトレジスト膜９０及びその上に形成された不要なＡｕ膜／Ｃｒ膜を除去して、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成した。この時、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の距離（チャネル長）は２０μｍであり、対向する電極の長さ（チャネル幅）は１０００μｍであった。
有機半導体層１６は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
【０１６６】
上記工程を経て製造した電界効果トランジスタ１Ａについて、ゲート電圧（Ｖｇ）−ドレイン電流（Ｉｄ）特性を測定した。結果を図２２に示す。図２２中、「ＡＢＳ（Ｉｄ）［Ａ］」はドレイン電流の絶対値（グラフの左側縦軸参照）を、「ＳＱＲＴ（Ｉｄ）［Ａ］１／２」はドレイン電流の平方根（グラフの右側縦軸参照）をそれぞれ示す。
図２２に示すように、得られた電界効果トランジスタは良好な特性を示した。この時の電界効果移動度は、４．８３×１０−３ｃｍ２／Ｖｓであった。また、このトランジスタは大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後の測定においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１６７】
［実施例３］
図１０を参照して説明した製造方法により、図３に示す電界効果トランジスタ１Ｂを製造した。より具体的には、以下の通りである。
基板１１としては、ガラス基板（コーニング社製、Ｅａｇｌｅ２０００、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。
ゲート電極１２の材質は、アルミニウム（Ａｌ）に対して１０％のシリコン（Ｓｉ）を添加したＡｌＳｉ合金とした。そして、このＡｌＳｉ合金からなる金属ターゲットを用いたスパッタリング法により、基板１１上に、ＡｌＳｉ合金からなる膜厚４０ｎｍの金属膜を形成した。この金属膜のパターンニングは、フォトリソグラフィー及びエッチングで行った。
ゲート絶縁膜１３の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、スパッタリング法により、膜厚３００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。
フォトレジスト膜９０は、膜厚を４μｍとし、リフトオフプロセス用のネガ型フォトレジスト（日本ゼオン社製、ＺＰＮ１１５０）を用いて、スピンコート法により成膜した後、フォトリソグラフィー法で形成した。
真空蒸着法によって、膜厚２ｎｍのクロム（Ｃｒ）からなる密着層、及び膜厚４０ｎｍの金（Ａｕ）からなる金属膜を順次成膜し、アセトン等の有機溶媒中に基板１１を浸漬するリフトオフ法により、フォトレジスト膜９０及びその上に形成された不要なＡｕ膜／Ｃｒ膜を除去して、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成した。この時、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の距離（チャネル長）は２０μｍであり、対向する電極の長さ（チャネル幅）は１０００μｍであった。
表面修飾層１８は、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成した基板１１を、ドデカンチオールのエタノール溶液（１０ｍｇ／ｍＬ）に１時間浸漬し、次いで、イソプロピルアルコールで洗浄して、乾燥窒素気流下で乾燥させることにより形成した。
有機半導体層１６は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
【０１６８】
上記工程を経て製造した電界効果トランジスタ１Ｂは、実施例２のトランジスタと同様に、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１６９】
［実施例４］
図１１を参照して説明した製造方法により、図５に示す電界効果トランジスタ１Ｃを製造した。より具体的には、以下の通りである。
基板１１としては、ガラス基板（コーニング社製、Ｅａｇｌｅ２０００、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。
ゲート電極１２の材質は、アルミニウム（Ａｌ）に対して１０％のシリコン（Ｓｉ）を添加したＡｌＳｉ合金とした。そして、このＡｌＳｉ合金からなる金属ターゲットを用いたスパッタリング法により、基板１１上に、ＡｌＳｉ合金からなる膜厚４０ｎｍの金属膜を形成した。この金属膜のパターンニングは、フォトリソグラフィー及びエッチングで行った。
ゲート絶縁膜１３の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、スパッタリング法により、膜厚３００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。
有機半導体層１６は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
ソース電極１４及びドレイン電極１５の材質は金（Ａｕ）とし、金属マスクを介して真空蒸着法により、膜厚４０ｎｍのＡｕ膜を形成した。この時、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の距離（チャネル長）は５０μｍであり、対向する電極の長さ（チャネル幅）は１０００μｍであった。
【０１７０】
上記工程を経て製造した電界効果トランジスタ１Ｃは、実施例２のトランジスタと同様に、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７１】
［実施例５］
図１２を参照して説明した製造方法により、図６に示す電界効果トランジスタ１Ｄを製造した。より具体的には、以下の通りである。
基板１１としては、ガラス基板（コーニング社製、Ｅａｇｌｅ２０００、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。
ゲート電極１２の材質は、アルミニウム（Ａｌ）に対して１０％のシリコン（Ｓｉ）を添加したＡｌＳｉ合金とした。そして、このＡｌＳｉ合金からなる金属ターゲットを用いたスパッタリング法により、基板１１上に、ＡｌＳｉ合金からなる膜厚４０ｎｍの金属膜を形成した。この金属膜のパターンニングは、フォトリソグラフィー及びエッチングで行った。
ゲート絶縁膜１３の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、スパッタリング法により、膜厚３００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。
表面修飾層１８は、ゲート絶縁膜１３を形成した基板１１を、オクチルトリクロロシラン（ＯＴＳ）のトルエン溶液（１０ｍｇ／ｍＬ）に６時間浸漬し、次いで、イソプロピルアルコールで洗浄して、乾燥窒素気流下で乾燥させることにより形成した。
有機半導体層１６は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
ソース電極１４及びドレイン電極１５の材質は金（Ａｕ）とし、金属マスクを介して真空蒸着法により、膜厚４０ｎｍのＡｕ膜を形成した。この時、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の距離（チャネル長）は５０μｍであり、対向する電極の長さ（チャネル幅）は１０００μｍであった。
【０１７２】
上記工程を経て製造した電界効果トランジスタ１Ｄは、実施例２のトランジスタと同様に、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７３】
［実施例６］
有機半導体層１６を、化合物（１−１）を用いた真空蒸着法により形成する代わりに、化合物（１−１）を含む有機半導体層用組成物を用いてスピンコート法により形成したこと以外は、実施例２と同様の方法で電界効果トランジスタ１Ａを製造した。この時の有機半導体層用組成物は、クロロホルムを溶媒として、化合物（１−１）の濃度が０．５質量％となるように調製した。この有機半導体層用組成物を、スピンコート法（回転数１５００ｒｐｍ）により塗布した後、飽和クロロホルム雰囲気下で緩やかに乾燥させることで、膜厚約４０ｎｍの有機半導体層１６を形成した。
得られた電界効果トランジスタ１Ａは、実施例２のトランジスタと同様に、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７４】
［実施例７］
図９を参照して説明した製造方法により、図２に示す電界効果トランジスタ１Ａ’を製造した。すなわち、実施例２と同様の方法で有機半導体層１６を形成した後、さらに、ラボコーターＰＤＳ２０１０（商品名、日本パリレン社製）を用いて、保護膜１７として膜厚５００ｎｍのパリレンＣ膜を有機半導体層１６上に形成することで、電界効果トランジスタ１Ａ’を製造した。
得られた電界効果トランジスタ１Ａ’は、実施例２のトランジスタと同様に、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７５】
＜太陽電池の製造＞
［実施例８］
図１５を参照して説明した製造方法により、図１３に示す太陽電池２Ａを製造した。より具体的には、以下の通りである。
アノード電極２２としては、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタリング法により形成した。
ｐ型半導体層２４は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
ｎ型半導体層２５としては、膜厚５０ｎｍのパーフルオロフタロシアニンからなる膜を、真空蒸着法により形成した。
カソード電極２３としては、膜厚１００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を、真空蒸着法により形成した。
得られた太陽電池２Ａは、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７６】
＜有機発光素子の製造＞
［実施例９］
図１７を参照して説明した製造方法により、図１６に示す有機発光素子３Ａを製造した。より具体的には、以下の通りである。
アノード電極３２としては、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタリング法により形成した。
正孔注入層３４ａは、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｂｙｔｒｏｎ−Ｐ、バイエル社製）をスピンコート法（回転数１５００ｒｐｍ）でアノード電極３２上に載せることで形成し、膜厚を約５０ｎｍとした。
正孔輸送層３４ｂは、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いて、真空蒸着法で成膜することにより形成した。
発光層３４ｃは、正孔輸送層３４ｂ上に、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバソル−ビフェニル（ＣＢＰ）及びトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ＰＰＹ）３）を、それぞれ異なる蒸着源から共蒸着させる真空蒸着法によって形成した。形成した発光層３４ｃ中のＩｒ（ＰＰＹ）３の濃度は、６．５質量％であった。また、膜厚は４０ｎｍであった。
電子輸送層３４ｄは、発光層３４ｃ上にトリス（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）（Ａ１ｑ３）を真空蒸着させることで形成し、膜厚を４０ｎｍとした。
電子注入層３４ｅは、電子輸送層３４ｄ上に酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を真空蒸着させることで形成し、膜厚を０．５ｎｍとした。
カソード電極３３は、電子注入層３４ｅ上にアルミニウム（Ａｌ）を真空蒸着させることで形成し、膜厚を１５０ｎｍとした。
得られた有機発光素子３Ａは、Ｉｒ（ＰＰＹ）３からの発光が認められた。また、大気雰囲気下でも安定に動作し、大気中に置いてから１ヶ月後においても、著しい特性の低下は見られなかった。
【０１７７】
＜表示装置用アレイの製造＞
［実施例１０］
図１９を参照して説明した有機半導体装置の製造方法を用いて、図１８に示す表示装置用アレイ４Ａを製造した。より具体的には、以下の通りである。
基板１１としては、ガラス基板（コーニング社製、Ｅａｇｌｅ２０００、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。
ゲート配線４０の材質は、アルミニウム（Ａｌ）に対して１０％のシリコン（Ｓｉ）を添加したＡｌＳｉ合金とした。そして、このＡｌＳｉ合金からなる金属ターゲットを用いたスパッタリング法により、基板１１上に、ＡｌＳｉ合金からなる膜厚４０ｎｍの金属膜を形成した。この金属膜のパターンニングは、フォトリソグラフィー及びエッチングで行った。
ゲート絶縁膜１３の材質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、スパッタリング法により、膜厚３００ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。
フォトレジスト膜９０は、膜厚を４μｍとし、リフトオフプロセス用のネガ型フォトレジスト（日本ゼオン社製、ＺＰＮ１１５０）を用いて、スピンコート法により成膜した後、フォトリソグラフィー法で形成した。
真空蒸着法によって、膜厚２ｎｍのクロム（Ｃｒ）からなる密着層、及び膜厚４０ｎｍの金（Ａｕ）からなる金属膜を順次成膜し、アセトン等の有機溶媒中に基板１１を浸漬するリフトオフ法により、フォトレジスト膜９０及びその上に形成された不要なＡｕ膜／Ｃｒ膜を除去して、ソース電極１４及びドレイン電極１５を形成した。この時、ソース電極１４及びドレイン電極１５間の間隔（チャネル長）は２０μｍであり、対向する電極の長さ（チャネル幅）は１０００μｍであった。
ソース配線４１及び画素電極４３は、Ａｇインクを反転印刷し、１８０℃で焼成することにより、厚さ５０ｎｍで所望のパターンに形成した。
有機半導体層１６は、膜厚を約４０ｎｍとし、実施例１で製造した化合物（１−１）を用いた、金属マスクを介した真空蒸着法で成膜することにより形成した。
そして、得られた有機半導体装置４２をマトリクス状に配置して、表示装置用アレイ４Ａとした。
【０１７８】
＜表示装置の製造＞
［実施例１１］
図１６に示す有機発光素子３Ａを有機ＥＬ表示装置の素子として用い、図２０に示す表示装置５Ａを製造した。有機発光素子３Ａは、実施例９と同様の方法で製造した
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明は、電界効果トランジスタ、太陽電池、有機発光素子等の半導体デバイスに利用可能である。
【符号の説明】
【０１８０】
１Ａ，１Ａ’，１Ｂ，１Ｂ’，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ・・・電界効果トランジスタ、１１・・・基板、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁膜、１４・・・ソース電極、１５・・・ドレイン電極、１６・・・有機半導体層、２Ａ，２Ｂ・・・太陽電池、２１・・・ガラス基板、２２・・・アノード電極、２３・・・カソード電極、２４・・・ｐ型半導体層、２５・・・ｎ型半導体層、２６・・・有機半導体層、３，３Ａ・・・有機発光素子、３１・・・ガラス基板、３２・・・アノード電極、３３・・・カソード電極、３４ｂ・・・正孔輸送層、３４ｃ・・・発光層、４Ａ・・・表示装置用アレイ、４０・・・ゲート配線、５Ａ・・・表示装置、５５・・・走査線駆動回路（ゲートドライバ）、５６・・・信号線駆動回路（ソースドライバ）、５７・・・コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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