(57)【要約】  本発明の課題は、有機溶媒への溶解性に優れた化合物を用いて作製された有機半導体膜を有しキャリア移動度に優れた有機薄膜トランジスタ、新規な化合物、有機薄膜トランジスタ用材料、有機半導体膜、有機薄膜トランジスタ用組成物およびこれを用いた有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することにある。本発明の有機薄膜トランジスタは、一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜を有する。2017022491.tif 000027
2017022491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜を有する、有機薄膜トランジスタ。
【化１】
2017022491.tif 000023
前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基またはシアノ基を表す。Ｒ３とＲ４は、環を形成してもよい。Ｒ５とＲ６は、環を形成していてもよい。
Ｚは、単環または縮合環の環構造を表し、前記環構造を構成する原子の数が５個以上であり、かつ、前記環構造を構成する原子のうち４個以上が炭素原子である。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表す。Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも１つは、硫黄原子またはセレン原子である。
【請求項２】
前記一般式（１）中、Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数がそれぞれ独立に、３０個以下である、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）中、Ｒ１およびＲ２がそれぞれ独立に、アルキル基である、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）中、Ｒ１とＲ２が同一の基であり、Ｒ３とＲ６が同一の基であり、Ｒ４とＲ５が同一の基である、請求項１〜３のいずれか１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）中、Ｚが５員環または６員環である、請求項１〜４のいずれか１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）で表される化合物が、一般式（２）で表される化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【化２】
2017022491.tif 000024
前記一般式（２）中、Ｒ１とＲ２は、同一の基であり、かつ、炭素数３０個以下のアルキル基である。
Ｒ４およびＲ５はそれぞれ、前記一般式（１）のＲ４およびＲ５と同義である。また、Ｒ４とＲ５は同一の基である。
Ｗは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表す。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ、前記一般式（１）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と同義である。
【請求項７】
前記一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
一般式（１）で表される化合物。
【化３】
2017022491.tif 000025
前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基またはシアノ基を表す。Ｒ３とＲ４は、環を形成してもよい。Ｒ５とＲ６は、環を形成していてもよい。
Ｚは、単環または縮合環の環構造を表し、前記環構造を構成する原子の数が５個以上であり、かつ、前記環構造を構成する原子のうち４個以上が炭素原子である。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表す。Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも１つは、硫黄原子またはセレン原子である。
【請求項９】
前記一般式（１）中、Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数がそれぞれ独立に、３０個以下である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１０】
前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２がそれぞれ独立に、アルキル基である、請求項８または９に記載の化合物。
【請求項１１】
前記一般式（１）中、Ｒ１とＲ２が同一の基であり、Ｒ３とＲ６が同一の基であり、Ｒ４とＲ５が同一の基である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１２】
前記一般式（１）中、Ｚが５員環または６員環である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１３】
前記一般式（１）で表される化合物が、一般式（２）で表される化合物である、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の化合物。
【化４】
2017022491.tif 000026
前記一般式（２）中、Ｒ１とＲ２は、同一の基であり、かつ、炭素数３０以下のアルキル基である。
Ｒ４およびＲ５はそれぞれ、前記一般式（１）のＲ４およびＲ５と同義である。また、Ｒ４とＲ５は同一の基である。
Ｗは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表す。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ、前記一般式（１）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と同義である。
【請求項１４】
前記一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなる、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の化合物を含有する、有機薄膜トランジスタ用材料。
【請求項１６】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の化合物を含有する、有機薄膜トランジスタ用組成物。
【請求項１７】
請求項８〜１４のいずれか１項に記載の化合物を含有する、有機半導体膜。
【請求項１８】
請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ用組成物を基板上に塗布して、乾燥させることにより有機半導体膜を形成する工程を含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【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、有機薄膜トランジスタの製造方法、有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物、有機半導体膜、化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量化、低コスト化、柔軟化が可能であることから、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬ（Electric Luminescence）ディスプレイに用いられるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＲＦＩＤ（radio frequency identifier：ＲＦタグ）ならびにメモリなどの論理回路を用いる装置等に、有機半導体膜（有機半導体層）を有する有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）が利用されている。
このような有機半導体膜を形成するための化合物として、特許文献１には、チオン酸化されたＮ官能化縮合環（芳香族）イミドを主体とする有機半導体性化合物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５１５７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、有機薄膜トランジスタの性能向上の観点から、有機薄膜トランジスタの移動度のより一層の向上が求められる。
このようななか、本発明者らが上記特許文献１に開示された化合物（有機半導体材料。後述する比較化合物２が該当）について検討を重ねたところ、この化合物を有機薄膜トランジスタの有機半導体膜に用いた際のキャリア移動度は必ずしも昨今要求されるレベルを満たしていなかった。
本発明者らは、その原因について検討を行ったところ、この化合物の有機溶媒への溶解性の低さが上記低いキャリア移動度に関連していることを知見している。【０００５】
そこで、本発明は、有機溶媒への溶解性に優れた化合物を用いて作製された有機半導体膜を有し、キャリア移動度に優れた有機薄膜トランジスタを提供することを目的とする。
また、本発明は、新規な化合物、ならびに、これを含有する有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物および有機半導体膜を提供することも目的とする。
また、本発明は、上記有機薄膜トランジスタ用組成物を用いた有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、後述する一般式（１）で表される化合物を用いることで所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。【０００７】
［１］
後述する一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜を有する、有機薄膜トランジスタ。
［２］
後述する一般式（１）中、Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数がそれぞれ独立に、３０個以下である、上記［１］に記載の有機薄膜トランジスタ。
［３］
後述する一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２がそれぞれ独立に、アルキル基である、上記［１］または［２］に記載の有機薄膜トランジスタ。
［４］
後述する一般式（１）中、Ｒ１とＲ２が同一の基であり、Ｒ３とＲ６が同一の基であり、Ｒ４とＲ５が同一の基である、上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
［５］
後述する一般式（１）中、Ｚが５員環または６員環である、上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
［６］
後述する一般式（１）で表される化合物が、後述する一般式（２）で表される化合物である、上記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
［７］
後述する一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなる、後述する［１］〜［６］のいずれか１つに記載の有機薄膜トランジスタ。
［８］
後述する一般式（１）で表される化合物。
［９］
後述する一般式（１）中、Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数がそれぞれ独立に、３０個以下である、上記［８］に記載の化合物。
［１０］
後述する一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２がそれぞれ独立に、アルキル基である、上記［８］または［９］に記載の化合物。
［１１］
後述する一般式（１）中、Ｒ１とＲ２が同一の基であり、Ｒ３とＲ６が同一の基であり、Ｒ４とＲ５が同一の基である、上記［８］〜［１０］のいずれか１つに記載の化合物。
［１２］
後述する一般式（１）中、Ｚが５員環または６員環である、上記［８］〜［１１］のいずれか１つに記載の化合物。
［１３］
後述する一般式（１）で表される化合物が、後述する一般式（２）で表される化合物である、上記［８］〜［１２］のいずれか１つに記載の化合物。
［１４］
後述する一般式（１）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなる、上記［８］〜［１３］のいずれか１つに記載の化合物。
［１５］
上記［８］〜［１４］のいずれか１つに記載の化合物を含有する、有機薄膜トランジスタ用材料。
［１６］
上記［８］〜［１４］のいずれか１つに記載の化合物を含有する、有機薄膜トランジスタ用組成物。
［１７］
上記［８］〜［１４］のいずれか１つに記載の化合物を含有する、有機半導体膜。
［１８］
上記［１６］に記載の有機薄膜トランジスタ用組成物を基板上に塗布して、乾燥させることにより有機半導体膜を形成する工程を含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
以下に示すように、本発明によれば、有機溶媒への溶解性に優れた化合物を用いて作製された有機半導体膜を有し、キャリア移動度に優れた有機薄膜トランジスタを提供することができる。
また、本発明によれば、新規な化合物、ならびに、これを含有する有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物および有機半導体膜を提供することができる。
また、本発明によれば、上記の有機薄膜トランジスタ用組成物を用いた有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタの断面模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係るトップコンタクト型の有機薄膜トランジスタの断面模式図。
【図３】実施例および比較例の有機半導体膜の製造方法を示す模式図。
【図４Ａ】実施例および比較例の有機半導体膜の製造方法を示す模式図。
【図４Ｂ】実施例および比較例の有機半導体膜の製造方法を示す模式図。
【図５】実施例および比較例の有機半導体膜の製造方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の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。
本明細書の基（原子団）の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含するものである。
また、本明細書において好ましい態様同士の組み合わせは、より好ましい態様である。
【００１１】
［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、後述する一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜を有する。
一般式（１）で表される化合物は、ペリレンジイミド骨格を有することから、本明細書においては、一般式（１）で表される化合物を「特定ペリレンジイミド化合物」ということがある。
特定ペリレンジイミド化合物は、有機溶媒への溶解性に優れ、これを用いて作製された有機半導体膜を有する有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度に優れる。これは、以下の理由によるものと考えられる。
すなわち、ペリレンジイミド骨格を有する化合物は、その主骨格であるペリレンジイミド骨格が対称構造をもち、ｎ型の有機半導体材料として使用されることが知られている。
しかしながら、発明者等がペリレンジイミド骨格を有する化合物に関して検討を進めたところ、上述した特許文献１の請求項１に記載のペリレンジイミド骨格を有する化合物（具体的には、後述する実施例欄における比較化合物２）のように、イミド骨格の酸素原子に相当する箇所の少なくとも一つを硫黄原子やセレン原子に置換しても、これを用いて作製された有機薄膜トランジスタのキャリア移動度は十分でなく、さらに、有機溶媒に対する溶解性も不十分であることが明らかになった。
このような問題に対して発明者等が鋭意検討したところ、その理由の詳細は明らかになっていないが、ペリレンジイミド骨格の対称性を崩すこと、すなわち、ペリレンジイミド骨格の一部に環構造（後述する一般式（１）の「Ｚ」）を導入して主骨格を非対称にした特定ペリレンジイミド化合物を用いることで、有機溶媒への溶解性を向上させつつ、キャリア移動度にも優れた有機薄膜トランジスタが得られることを見出した。
【００１２】
＜一般式（１）で表される化合物＞
一般式（１）で表される化合物（特定ペリレンジイミド化合物）は、有機薄膜トランジスタの有機半導体膜に含まれる。
一般式（１）で表される化合物は、新規な化合物であり、有機薄膜トランジスタの有機半導体膜に好適に使用されることはもちろんのこと、後述する他の用途にも用いることができる。
【００１３】
【化１】
2017022491.tif 000003
【００１４】
上記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。これらの基は、置換基を有してもよい。
本明細書における「アルキル基」および「アルケニル基」には、特に断りの無い限り、直鎖、分岐および環状のいずれも含むものとする。なお、環状のアルキル基としては、例えば、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基などが挙げられる。また、環状のアルケニル基としては、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基などが挙げられる。
本明細書における「ヘテロアリール基」に含まれるヘテロ原子としては、例えば、硫黄原子（Ｓ）、酸素原子（Ｏ）、および、窒素原子（Ｎ）などが挙げられる。
これらの中でも、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましく、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、またはアリール基であることがより好ましく、アルキル基であることがさらに好ましい。さらに、Ｒ１およびＲ２は、アルキル基の中でも、分岐のアルキル基または環状のアルキル基であることが好ましく、分岐のアルキル基または炭素数が５または６のシクロアルキル基であることがより好ましく、分岐のアルキル基であることがさらに好ましい。これにより有機溶媒への溶解性がより向上する傾向にある。
Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数は、それぞれ独立に、３０個以下（好ましくは５〜３０個、より好ましくは１０〜３０個）であることが好ましい。Ｒ１に含まれる炭素数およびＲ２に含まれる炭素数が、３０個以下であることで有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上し、５個以上であることで有機溶媒への溶解性がより向上する。
Ｒ１とＲ２は、同一の基であることが好ましい。これにより、一般式（１）で表される化合物の構造の分子間の軌道の重なりが向上し、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上する。
【００１５】
置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、複素環基（ヘテロ環基といってもよい。）、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基（アニリノ基を含む。）、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルスルホニルアミノ基、アリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールアゾ基、ヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基（−Ｂ（ＯＨ）2）、ホスファト基（−ＯＰＯ（ＯＨ）2）、スルファト基（−ＯＳＯ3Ｈ）、および、その他の公知の置換基が挙げられる。また、置換基が更に置換基により置換されていてもよい。
【００１６】
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基またはシアノ基を表す。
Ｒ３とＲ４は、環を形成してもよい。Ｒ３とＲ４が環を形成する場合には、これらが直接結合して環を形成してもよいし、Ｒ３とＲ４が２価の置換基を介して環を形成していてもよい。
Ｒ５とＲ６は、環を形成していてもよい。Ｒ５とＲ６が環を形成する場合には、これらが直接結合して環を形成してもよいし、Ｒ５とＲ６が２価の置換基を介して環を形成していてもよい。
Ｒ３〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、ニトロ基であることが好ましく、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。これにより、膜質が向上し、キャリア移動度がより向上する。
Ｒ３とＲ６は、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上する観点から、同一の基であることが好ましい。同様の観点から、Ｒ４とＲ５は、同一の基であることが好ましい。同様の観点から、Ｒ７とＲ８は、同一の基であることが好ましい。
【００１７】
２価の置換基としては、例えば、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲＸ−、−ＣＯ−、−ＳＯ−もしくは−ＳＯ２−等の２価の連結基、または、これらの２価の連結基が２以上結合した二価の連結基を表す。これらの中でも、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲＸ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＲＸ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲＸ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＲＸ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲＸ−または−ＮＲＸ−ＣＯ−ＮＲＸ−であることが好ましく、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲＸ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−であることがより好ましい。
上記ＲＸはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはヘテロアリール基を表し、水素原子、アルキル基またはアリール基であることが好ましく、水素原子またはアルキル基であることがより好ましく、炭素数１〜８のアルキル基であることがさらに好ましい。Ｒｘは、置換基を有していてもよく、置換基の定義は上記Ｒ１およびＲ２で説明した通りである。
【００１８】
Ｚは、単環または縮合環の環構造を表し、この環構造を構成する原子の数が５個以上であり、かつ、上記環構造を構成する原子のうち４個以上が炭素原子である。Ｚは、置換基を有してよく、置換基の定義は上記の通りである。なお、環構造を構成する原子としては、以下式中の矢印で示す４個の炭素原子も含まれる。
【００１９】
【化２】
2017022491.tif 000004
【００２０】
ここで、環構造を構成する原子とは、環を形成するために直接結合している原子のことをいい、例えば、Ｚがチオフェンである場合には、環構造を構成する原子の数は５個であり、環構造を構成する原子のうち炭素原子が４個である。
Ｚは、単環または縮合環である環構造を表すが、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上する観点から、単環であることがより好ましい。
上記環構造を構成する原子の数は、５個以上であるが、５〜２０個であることが好ましく、５〜１２個であることがより好ましく、５〜６個（すなわち、環構造が単環であり、かつ、５員環または６員環）であることがさらに好ましく、５個であることが特に好ましい。
上記環構造を構成する炭素原子の数は、４個以上であるが、４〜２０個であることが好ましく、４〜１１個であることがより好ましく、４〜５個であることがさらに好ましく、４個であることが特に好ましい。
【００２１】
Ｚとしては、芳香族または非芳香族のいずれであってもよく、具体的には、芳香族炭化水素環、複素環、またはこれらが組み合わされて形成された縮合環であることが好ましい。これらの環は、さらに置換基を有していてもよく、置換基の定義は上記Ｒ１およびＲ２で説明した通りである。
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンゾピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、および、フルオランテン環等が挙げられる。
複素環としては、例えばフラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、セレノフェン環、テルロフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ペリミジン環、キナゾリン環、ピラン環、クロメン環、チオピラン環、チオクロメン環、セレノピラン環、セレノクロメン環、テルロピラン環、および、テルロクロメン環等が挙げられる。
これらの中でも、Ｚは、複素環であることが好ましく、単環の複素環であることがより好ましい。さらに、単環の複素環の中でも、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環またはテルロフェン環であることが好ましく、フラン環、チオフェン環またはセレノフェン環であることがより好ましく、チオフェン環であることがさらに好ましい。
【００２２】
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４（すなわち、Ｘ１〜Ｘ４）は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、または、テルル原子を表す。Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも１つは、硫黄原子またはセレン原子である。これにより、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度が優れたものとなる。
Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも１つは、硫黄原子またはセレン原子であるが、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上する観点から、硫黄原子であることが好ましい。
Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなることが好ましい。すなわち、Ｘ１〜Ｘ４のすべてが同一の原子からなるのではなく、例えば、Ｘ１が硫黄原子である場合には、Ｘ２〜Ｘ４のうち少なくとも１つが硫黄原子以外の原子である場合をいう。これにより、一般式（１）で表される化合物の有機溶媒への溶解性がより向上する傾向にある。この理由は、一般式（１）で表される化合物において、分子内の双極子モーメントの片寄り（電荷の片寄り）が大きくなることによるものと推測される。
【００２３】
上記一般式（１）で表される化合物は、溶解性がより向上する点、および、有機薄膜トランジスタのキャリア移動度がより向上するという点から、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【００２４】
【化３】
2017022491.tif 000005
【００２５】
上記一般式（２）中、Ｒ１とＲ２は、同一の基であって、炭素数３０以下のアルキル基である。なお、一般式（２）におけるＲ１およびＲ２の好ましい態様については、上記一般式（１）におけるＲ１およびＲ２の好ましい態様と同じである。
上記一般式（２）中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ、上記一般式（１）のＲ４およびＲ５と同義である。また、Ｒ４とＲ５は同一の基である。なお、一般式（２）におけるＲ４およびＲ５の好ましい態様については、上記一般式（１）におけるＲ４およびＲ５の好ましい態様と同じである。
上記一般式（２）中、Ｗは、酸素原子、硫黄原子、セレン原子またはテルル原子を表す。これらの中でもＷは、酸素原子、硫黄原子またはセレン原子であることが好ましく、硫黄原子であることがより好ましい。
上記一般式（２）中、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４はそれぞれ、上記一般式（１）のＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と同義である。また、Ｘ１〜Ｘ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなることが好ましい。なお、上記一般式（２）におけるＸ１〜Ｘ４の好ましい態様については、上記一般式（１）におけるＸ１〜Ｘ４の好ましい態様と同じである。
【００２６】
上記一般式（１）で表される化合物の具体例を以下に示す。
なお、以下の表中、Ｒ１およびＲ２の表記における各原子の右側の数値は、その原子の数を表し、例えば「ＣＨ２Ｃ３Ｆ７」とは、「ＣＨ２Ｃ３Ｆ７」基を意味する。
【００２７】
【表１】
2017022491.tif 000006
【００２８】
【表２】
2017022491.tif 000007
【００２９】
【表３】
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【００３０】
【表４】
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【００３１】
【表５】
2017022491.tif 000010
【００３２】
【表６】
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【００３３】
【表７】
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【００３４】
【表８】
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【００３５】
【表９】
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【００３６】
【表１０】
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【００３７】
【表１１】
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【００３８】
【表１２】
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【００３９】
＜一般式（１）で表される化合物の製造方法＞
上記一般式（１）で表される化合物は、公知の方法を参照して製造（合成）することができる。具体的な製造方法の一例としては、下記一般式（Ｂ１）または（Ｂ２）で表される化合物（例えば、European Journal Of Organic Chemistry 2000. 2, 365-380.を参考にして合成）と、ローソン試薬（Lawesson's reagent）と、有機溶媒と、混合した混合物を、所定温度（例えば１００〜２００℃程度）で所定時間（例えば０．５〜５時間程度）攪拌する方法が挙げられる。
合成時に使用する有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、１−メチルナフタレン、テトラリン、メシチレン、および、キシレンなどを用いることができる。
【００４０】
【化４】
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【００４１】
＜有機薄膜トランジスタの構造、有機薄膜トランジスタの製造方法＞
次に、上記一般式（１）で表される化合物（特定ペリレンジイミド化合物）を有機薄膜トランジスタの有機半導体膜に用いた本発明の有機薄膜トランジスタの構造およびその製造方法について説明する。
本発明の有機薄膜トランジスタは、上述した一般式（１）で表される化合物を含む有機半導体膜（有機半導体層）を有し、さらに、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート電極と、を有することができる。
本実施形態に係る有機薄膜トランジスタは、その構造は特に限定されるものでなく、例えばボトムコンタクト型（ボトムコンタクト−ボトムゲート型およびボトムコンタクト−トップゲート型）およびトップコンタクト型（トップコンタクト−ボトムゲート型およびトップコンタクト−トップゲート型）など、いずれの構造であってもよい。
以下、本発明の有機薄膜トランジスタの一例について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態に係るボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタ１００の断面模式図である。
図１の例では、有機薄膜トランジスタ１００は、基板（基材）１０と、ゲート電極２０と、ゲート絶縁膜３０と、ソース電極４０と、ドレイン電極４２と、有機半導体膜（有機半導体層）５０と、封止層６０と、を有する。ここで、有機半導体膜５０は、上述した一般式（１）で表される化合物を使用して作製されたものである。
以下、基板（基材）、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜（有機半導体層）および封止層ならびにそれぞれの作製方法について詳述する。
【００４３】
（基板）
基板は、後述するゲート電極、ソース電極、および、ドレイン電極などを支持する役割を果たす。
基板の種類は特に制限されず、例えば、プラスチック基板、ガラス基板、および、セラミック基板などが挙げられる。なかでも、各デバイスへの適用性およびコストの観点から、ガラス基板またはプラスチック基板であることが好ましい。
【００４４】
（ゲート電極）
ゲート電極の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、コバルト、チタン、白金、マグネシウム、カルシウム、バリウム、および、ナトリウム等の金属；ＩｎＯ2、ＳｎＯ2、および、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電性の酸化物；ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、および、ポリジアセチレン等の導電性高分子；シリコン、ゲルマニウム、および、ガリウム砒素等の半導体；ならびに、フラーレン、カーボンナノチューブ、および、グラファイト等の炭素材料；などが挙げられる。なかでも、金属であることが好ましく、銀、または、アルミニウムであることがより好ましい。
ゲート電極の厚みは特に制限されないが、２０〜２００ｎｍであることが好ましい。
なお、ゲート電極は基板としても機能してもよく、その場合、上記基板はなくてもよい。
【００４５】
ゲート電極を形成する方法は特に制限されないが、例えば、基板上に、電極材料を真空蒸着またはスパッタする方法、および、電極形成用組成物を塗布または印刷する方法などが挙げられる。また、電極をパターニングする場合のパターニング方法としては、例えば、フォトリソグラフィー法；インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、および、凸版印刷（フレキソ印刷）等の印刷法；ならびに、マスク蒸着法；などが挙げられる。
【００４６】
（ゲート絶縁膜）
ゲート絶縁膜の材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリベンゾキサゾール、ポリシルセスキオキサン、エポキシ樹脂、および、フェノール樹脂等のポリマー；二酸化珪素、酸化アルミニウム、および、酸化チタン等の酸化物；ならびに、窒化珪素等の窒化物；などが挙げられる。これらの材料のうち、有機半導体膜との相性から、ポリマーであることが好ましい。
ゲート絶縁膜の膜厚は特に制限されないが、１００〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００４７】
ゲート絶縁膜を形成する方法は特に制限されないが、例えば、ゲート電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜形成用組成物を塗布する方法、および、ゲート絶縁膜材料を蒸着またはスパッタする方法などが挙げられる。
【００４８】
（ソース電極、ドレイン電極）
ソース電極およびドレイン電極の材料の具体例は、上述したゲート電極と同じである。なかでも、金属であることが好ましく、銀であることがより好ましい。
ソース電極およびドレイン電極を形成する方法は特に制限されないが、例えば、ゲート電極とゲート絶縁膜とが形成された基板上に、電極材料を真空蒸着またはスパッタする方法、および、電極形成用組成物を塗布または印刷する方法などが挙げられる。パターニング方法の具体例は、上述したゲート電極と同じである。
【００４９】
（有機半導体膜）
有機半導体膜の作製方法は、上述した一般式（１）で表される化合物を含む有機半導体膜を作製できる限り、特に限定されるものではないが、例えば上述した一般式（１）で表される化合物を含む有機薄膜トランジスタ用組成物（後述）を基板上に塗布して、乾燥させることにより有機半導体膜を作製することができる。
なお、有機薄膜トランジスタ用組成物を基板上に塗布するとは、有機薄膜トランジスタ用組成物を基板に直接付与する態様のみならず、基板上に設けられた別の層を介して基板の上方に有機薄膜トランジスタ用組成物を付与する態様も含むものとする。
有機薄膜トランジスタ用組成物の塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、バーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ドクターブレード法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、および、スクリーン印刷法が挙げられる。さらに、有機薄膜トランジスタ用組成物の塗布方法としては、特開２０１３−２０７０８５号公報に記載の有機半導体膜の形成方法（いわゆるギャップキャスト法）、および、国際公開第２０１４／１７５３５１号公報に記載の有機半導体薄膜の製造方法（いわゆるエッジキャスト法および連続エッジキャスト法）などが好適に用いられる。
乾燥（乾燥処理）は、有機薄膜トランジスタ用組成物に含まれる各成分の種類により適宜最適な条件が選択され、自然乾燥であってもよいが、生産性を向上させる観点から加熱処理を行うことが好ましい。例えば、加熱温度としては３０〜１５０℃が好ましく、４０〜１２０℃がより好ましく、加熱時間としては１０〜３００分が好ましく、２０〜１８０分がより好ましい。
作製される有機半導体膜の膜厚は特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、１０〜５００ｎｍが好ましく、３０〜２００ｎｍがより好ましい。
【００５０】
このように、一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜は、有機薄膜トランジスタに好適に使用されるが、この用途に限定されるものではなく、一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体膜は、後述するその他の用途にも適用することができる。
【００５１】
（封止層）
本発明の有機薄膜トランジスタは、耐久性の観点から、最外層に封止層を備えるのが好ましい。封止層には公知の封止剤（封止層形成用組成物）を用いることができる。
封止層の厚みは特に制限されないが、０．２〜１０μｍであることが好ましい。
【００５２】
（その他の有機薄膜トランジスタ）
図２は、本発明の一実施形態に係るトップコンタクト型の有機薄膜トランジスタ２００を表す断面模式図である。
図２の例では、有機薄膜トランジスタ２００は、基板１０と、ゲート電極２０と、ゲート絶縁膜３０と、ソース電極４０と、ドレイン電極４２と、有機半導体膜（有機半導体層）５０と、封止層６０と、を有する。ここで、有機半導体膜５０は、後述する本発明の有機薄膜トランジスタ用組成物を用いて形成されたものである。
基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜および封止層については上述の通りであるので、その説明を省略する。
【００５３】
（有機薄膜トランジスタの用途）
上述した有機薄膜トランジスタは、例えば、電子ペーパーおよびディスプレイデバイスの画像を表示する表示部に適用することができる。電子ペーパーおよびディプレイデバイスは、公知の構造を有することができるので、その説明を省略する。
【００５４】
［有機薄膜トランジスタ用組成物］
本発明の有機薄膜トランジスタ用組成物は、上述した有機薄膜トランジスタの有機半導体膜の作製に使用される。
なお、以下に説明する有機薄膜トランジスタ用組成物は、後述するその他の用途に使用してもよく、この場合には、「有機薄膜トランジスタ用組成物」を単に「有機半導体組成物」という。
有機薄膜トランジスタ用組成物は、上述した一般式（１）で表される化合物を含有するものであるが、通常、その塗布性を向上させる点から有機溶媒をさらに含有する。
有機薄膜トランジスタ用組成物が有機溶媒を含有する場合には、上記一般式（１）で表される化合物の含有量は、有機薄膜トランジスタ用組成物の全質量に対して、０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．０５〜１０質量％であることがより好ましく、０．１〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００５５】
＜有機溶媒＞
有機溶媒としては、特に限定されるものではなく、ヘキサン、オクタン、および、デカンなどの炭化水素系溶媒、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、および、テトラリンなどの芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、および、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、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、および、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、および、乳酸エチルなどのエステル系溶媒、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、および、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、ブトキシベンゼン、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、および、アニソールなどのエーテル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、および、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、１−メチル−２−ピロリドン、および、１−メチル−２−イミダゾリジノン等のイミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイドなどのスルホキシド系溶媒、ならびに、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒などが挙げられる。
これらの中でも、一般式（１）で表される化合物の溶解性がより優れるという観点から、ブトキシベンゼン、または、アニソールを用いることが好ましい。
上記有機溶媒は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
有機溶媒を含有する場合の含有量は、有機薄膜トランジスタ用組成物の全質量に対して、８０〜９９.９９質量％であることが好ましく、９０〜９９．９９質量％であることがより好ましく、９５〜９９．９５質量％であることがさらに好ましい。
【００５６】
＜バインダーポリマー＞
有機薄膜トランジスタ用組成物は、さらに、バインダーポリマーを含有してもよい。
バインダーポリマーの種類は特に制限されず、公知のバインダーポリマーを用いることができ、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ゴム、および、熱可塑性エラストマー等の高分子化合物が挙げられる。
なかでも、バインダーポリマーとしては、ベンゼン環を有する高分子化合物（ベンゼン環基を有する単量体単位を有する高分子）が好ましい。ベンゼン環を有する単量体単位の含有量は特に制限されないが、全単量体単位中、５０モル％以上が好ましく、７０モル％以上がより好ましく、９０モル％以上がさらに好ましい。上限は特に制限されず、例えば１００モル％である。
上記バインダーポリマーの具体例としては、例えば、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）、ポリビニルシンナメート、ポリ（４−ビニルフェニル）、および、ポリ（４−メチルスチレン）などが挙げられる。
パインダーポリマーの重量平均分子量は、特に制限されないが、１０００〜２００万が好ましく、３０００〜１００万がより好ましく、５０００〜６０万がさらに好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めることができる。
バインダーポリマーを含有する場合の含有量は、有機薄膜トランジスタ用組成物に含まれる一般式（１）で表される化合物１００質量部に対して、５〜２００質量部であることが好ましく、２０〜１５０質量部であることがより好ましい。
【００５７】
＜その他の成分＞
有機薄膜トランジスタ用組成物は、上記以外のその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、フェノール性還元剤（いわゆるマイグレーション抑制剤）などが挙げられる。
なお、これらの成分以外にも、従来の有薄膜トランジスタ用組成物（有機半導体組成物）に含まれる成分を含有してもよい。
【００５８】
＜調製方法＞
有機薄膜トランジスタ用組成物の調製方法は、特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、有機溶媒中に所定量の一般式（１）で表される化合物などを添加して、適宜攪拌処理を施すことにより、本発明の有機薄膜トランジスタ用組成物を得ることができる。
【００５９】
［有機薄膜トランジスタ用材料］
本発明の有機薄膜トランジスタ用材料は、上述した一般式（１）で表される化合物を含有する。有機薄膜トランジスタ用材料とは、有機薄膜トランジスタに使用され、半導体の特性を表す材料のことを指す。
上記一般式（１）で表される化合物は、半導体としての性質を示す材料であり、電子をキャリアとして伝導するｎ型（電子輸送型）の有機半導体材料である。
なお、有機薄膜トランジスタ用材料は、後述するその他の用途に使用してもよく、この場合には、「有機薄膜トランジスタ用材料」を単に「有機半導体材料」という。
【００６０】
［一般式（１）で表される化合物のその他の用途］
上記一般式（１）で表される化合物は、上記のように優れた性質を有するため、有機薄膜トランジスタ以外のその他の用途にも好適に使用できる。
その他の用途としては、例えば、非発光性有機半導体デバイスが挙げられる。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。
このような非発光性有機半導体デバイスとしては、上述した有機薄膜トランジスタの他に、有機光電変換素子（光センサ用途の個体撮像素子、および、エネルギー変換用途の太陽電池など）、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、および、情報記録素子などが挙げられる。
非発光性有機半導体デバイスは、有機半導体膜をエレクトロニクス要素として機能させることが好ましい。有機半導体膜は、上記一般式（１）で表される化合物を含む有機半導体膜を含む。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例を用いて、本発明の有機薄膜トランジスタについて詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。【００６２】
＜実施化合物１および２＞
実施化合物１および２は、下記スキーム（Ｓ１）に従って合成した。【００６３】
【化５】
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【００６４】
まず、上記スキーム（Ｓ１）における出発物質（上記式（Ｂ１））を、European Journal Of Organic Chemistry 2000. 2, 365-380.を参考にして合成した。
次に、出発物質（４．０ｇ、３．９０ｍｍｏｌ）、ローソン試薬（７．９０ｇ，１９．５ｍｍｏｌ)、および１−メチルナフタレン８０ｍＬを加えて、１８０℃で１時間攪拌した。
その後、反応液を室温まで冷却して、カラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：２）で精製して、青色固体である実施化合物１（６３ｍｇ、１．５％、上記式（Ａ１）参照）、青色固体である実施化合物２（４５４ｍｇ、１１％、上記式（Ａ２）参照）をそれぞれ得た。得られた実施化合物１および２の構造は、１Ｈ  ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）により同定した。
実施化合物１  １Ｈ ＮＭＲ (ＣＤＣｌ３, ４００ ＭＨｚ) δ:０．８４−１．５５ (８２Ｈ, ｍ), ４．７２ (４Ｈ, ｂｒ), ６．７０ (２Ｈ, ｂｒ), ７．４８ (２Ｈ, ｂｒ), ７．８７ (２Ｈ, ｂｒ).
実施化合物２  １Ｈ ＮＭＲ (ＣＤＣｌ３, ４００ ＭＨｚ) δ:０．８５−１．６４ (８２Ｈ, ｍ), ４．３９ （２Ｈ, ｂｒ）, ４．８５ (２Ｈ, ｂｒ), ７．３９ (１Ｈ, ｂｒ), ７．４８ (１Ｈ， ｂｒ), ８．０３(１Ｈ, ｂｒ), ８．１９ (１Ｈ, ｂｒ), ８．３４ (１Ｈ, ｓ), ８．３９ (１Ｈ, ｓ).【００６５】
＜実施化合物３＞
実施化合物３は、下記スキーム（Ｓ２）に従って合成した。【００６６】
【化６】
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【００６７】
まず、上記スキーム（Ｓ２）における出発物質（上記式（Ｂ３））をEuropean Journal Of Organic Chemistry 2000. 2, 365-380.を参考にして合成した。
次に、出発物質（１００ｍｇ、０．１７１ｍｍｏｌ）、ローソン試薬(２９１ｍｇ，０．７１８ｍｍｏｌ)、および１−メチルナフタレン３．４ｍＬを加え１８０℃で１時間攪拌した。反応液を室温まで冷却した後、カラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：２）で精製して青色固体である実施化合物３（５ｍｇ、４．５％、上記式（Ａ３）参照）を得た。得られた実施化合物３の構造は１Ｈ  ＮＭＲにより同定した。
実施化合物３  １Ｈ ＮＭＲ (ＣＤＣｌ３, ４００ ＭＨｚ) δ:０．８８−２．０４ (１６Ｈ, ｍ), ２．７０ (４Ｈ, ｂｒ), ６．１２ (２Ｈ, ｂｒ), ８．６１ (２Ｈ, ｂｒ), ９．１３ (４Ｈ, ｂｒ).【００６８】
＜比較化合物１および２＞
比較化合物１（下記式（Ｂ１））は、実施化合物１および２の出発物質である。比較化合物２（下記式（Ｂ２））は、Journal of Physical Chemistry C. 2014. 118, 9996-10004を参考に合成した。比較化合物３（下記式（Ｂ３））は、実施化合物３の出発物質である。比較化合物４（下記式（Ｂ４））および比較化合物５（下記式（Ｂ５））は、Chemical Communications, 2006 , 44, 4587-4589と実施化合物１の合成法を参考にして合成した。【００６９】
【化７】
2017022491.tif 000021
【００７０】
＜有機溶媒への溶解性評価＞
上記のようにして得られた各実施化合物および比較化合物を２ｍｇずつ秤量し、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドの体積および比重から室温（２５℃）での飽和溶解度（質量％）を算出し、２質量％以上を「Ａ」、１質量％以上２質量％未満を「Ｂ」、０．１質量％以上１質量％未満を「Ｃ」、０．１質量％未満を「Ｄ」とした。各化合物のトルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドに対する飽和溶解度（以下溶解性とも言う）をそれぞれ溶解性（１）〜（４）として、下記第１表に評価結果を示す。【００７１】
＜有機薄膜トランジスタの作製・キャリア移動度の評価＞
有機薄膜トランジスタの作製に用いた有機薄膜トランジスタ用材料（上記の実施化合物および比較化合物）は、高速液体クロマトグラフィーにより純度（２５４ｎｍの吸収強度面積比）が９９．０％以上であることを確認した。【００７２】
（有機半導体膜の形成）
上記の各実施化合物および比較化合物のいずれかをブトキシベンゼンを溶媒として０．０５質量％溶液を調製し、１００℃に加熱したものを、実施例および比較例の有機薄膜トランジスタ用組成物とした。
実施例および比較例では、図３、図４Ａ、図４Ｂおよび図５（すなわち、図３〜図５）に記載の方法により有機半導体薄膜の形成を実施した。図３〜図５は、実施例および比較例の有機半導体膜の製造方法を示す模式図である。有機半導体膜の形成方法の詳細を以下に示す。
ｎ型シリコン基板（０．４ｍｍ厚さ）の表面に、ＳｉＯ２の熱酸化膜２００ｎｍを形成した１０ｍｍ×１０ｍｍ基板を基板２１２として使用した。基板２１２の熱酸化膜の表面は、ＵＶ（紫外線）−オゾン洗浄した後、β−フェニチルトリメトキシシラン処理を行った。
基板２１２のβ−フェニチルトリメトキシシラン処理面の上に、図３に示すように基板２１２の中央部に、基板２１２と部材２１４を接触させた状態となるように置いた。部材２１４はガラス製で、縦７ｍｍ×横２ｍｍ×高さ３ｍｍのものを用い、図３の左右方向（Ｘ軸方向）が部材２１４の横方向であり、図３の上下方向（Ｚ軸方向）が部材２１４の高さ方向であり、図４Ｂの上下方向（Ｙ軸方向）が部材２１４の縦方向である。
基板２１２を９５℃に加熱し、ここに上記の方法で調製した各有機薄膜トランジスタ用組成物（図３〜図５の有機薄膜トランジスタ用組成物２１０）の１滴（約０．０５ｍＬ）を、ピペット２１６を用いて、図３に示すとおり基板２１２と部材２１４の両方に接するように部材２１４の側部からたらしたところ、図４Ａおよび図４Ｂに示すとおり基板２１２の表面内の一部に有機薄膜トランジスタ用組成物２１０が滴下された。部材２１４との界面においては凹状のメニスカスを形成していた。
図５に示すとおり、基板２１２と部材２１４を接触させた状態を維持しながら、また、基板２１２と部材２１４との位置関係を静止させた状態で、滴下した有機薄膜トランジスタ用組成物を自然乾燥させた。その後９０℃で８時間、１０−３ＭＰａの圧力下で減圧乾燥させることで上記の各実施化合物および比較化合物いずれかの結晶を析出させて、有機半導体膜を形成した。結晶が析出したか否かは、偏光顕微鏡による観察によって確認した。なお、得られた有機半導体膜の膜厚は、５０ｎｍであった。
得られた有機半導体膜にマスクをつけて金電極４０ｎｍを蒸着することによりキャリア移動度測定用の実施例および比較例の有機薄膜トランジスタを得た。【００７３】
（キャリア移動度の評価）
各有機薄膜トランジスタ（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、１０-２ｃｍ２／Ｖｓ以上を「Ａ」、１０-４ｃｍ２以上１０-２ｃｍ２／Ｖｓ未満を「Ｂ」、１０-４ｃｍ２／Ｖｓ未満を「Ｃ」と評価した。評価結果を第１表に示す。【００７４】
【表１３】
2017022491.tif 000022
【００７５】
上記第１表の評価結果より、上記一般式（１）で表される化合物（実施化合物１〜３）は有機溶媒への溶解性に優れ、実施化合物を用いた実施例１〜３の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度にも優れていることがわかった。
実施例１と実施例２との対比によれば、上記一般式（１）におけるＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のうち少なくとも２つが、互いに異なる原子からなる化合物を用いることで（実施例２の実施化合物２）、有機溶媒への溶解性がより優れたものになることが示された。
実施例１と実施例３との対比によれば、上記一般式（１）におけるＲ１およびＲ２が分岐のアルキル基であることで（実施例１の実施化合物１）、有機溶媒に対する溶解性がより優れたものになることが示された。【００７６】
一方、比較化合物１は、ペリレンジイミド骨格に環が付加された非対称構造をもつが、カルボジイミド構造中の酸素原子が硫黄原子またはセレン原子で置換されていない。この比較化合物１を用いて作製された比較例１の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が悪化することが示された。
比較化合物２は、カルボジイミド構造中の酸素原子が硫黄原子で置換されているが、ペリレンジイミド骨格が環を付加されていない対称構造である。この比較化合物２は、有機溶媒の種類によっては溶解性が不十分であり、これを用いて作製された比較例２の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が不十分であった。
比較化合物３は、ペリレンジイミド骨格に環が付加された非対称構造であるが、カルボジイミド構造中の酸素原子が硫黄原子またはセレン原子で置換されていない。この比較化合物３は、有機溶媒への溶解性が不十分であり、これを用いて作製された比較例３の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が悪化した。
比較化合物４は、カルボジイミド構造中の酸素原子が硫黄原子またはセレン原子で置換されておらず、かつ、ペリレンジイミド骨格が対称的に環を付加された対称構造をもつ。比較化合物４は、有機溶媒への溶解性が不十分であり、これを用いて作製された比較例４の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が悪化した。
比較化合物５は、カルボジイミド構造中の酸素原子が硫黄原子で置換されているが、ペリレンジイミド骨格が対称的に環を付加された対称構造をもつ。比較化合物５は、有機溶媒への溶解性が不十分であり、これを用いて作製された比較例５の有機薄膜トランジスタは、キャリア移動度が不十分であった
【符号の説明】
【００７７】
１０  基板、２０  ゲート電極、３０  ゲート絶縁膜、４０  ソース電極、４２  ドレイン電極、５０  有機半導体膜（有機半導体層）、６０  封止層、１００，２００  有機薄膜トランジスタ、２１０  有機薄膜トランジスタ用組成物、２１２  基板、２１４  部材、２１６  ピペット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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