(57)【要約】【課題】  新規なチオフェン環型有機半導体材料を開発し、作製直後のキャリア移動度が高く、キャリア移動度の経時劣化が少ない、有機半導体膜、ならびに、有機薄膜トランジスタを提供し、且つ、有機半導体膜の製造方法、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供する。【解決手段】  下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。    【化１】2006024908.tif 000017【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
【化１】
2006024908.tif 000015
〔式中、Ｌは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を部分構造として含む、二価の共役系連結基を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は、各々水素原子または置換基を表し、Ａｒ1、Ａｒ2の少なくとも一つはアリール基を表す。Ｒ1、Ｒ2は、各々置換基を表し、ｎ１、ｎ２は、各々０〜２の整数を表す。〕
【請求項２】
前記Ａｒ1及びＡｒ2が、共にアリール基であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体材料。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が、置換基を有するチオフェン環と、無置換のチオフェン環が少なくとも２つ連続している部分構造とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体材料。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物の重量平均分子量Ｍｗが、１０，０００以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【請求項５】
前記一般式（１）で表される化合物に含まれるチオフェン環の環数が、３〜４０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【請求項６】
前記一般式（１）で表される化合物に含まれるチオフェン環の環数が、４〜１０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【請求項７】
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【化２】
2006024908.tif 000016
〔式中、Ｒ3は置換基を表す。〕
【請求項８】
前記Ｌが、芳香族複素環を部分構造として含み、該芳香族複素環がチオフェン環であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【請求項９】
前記Ｌが、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造を有さないことを特徴とする請求項８に記載の有機半導体材料。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用い、塗布により膜形成する工程を有することを特徴とする有機半導体膜の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料または請求項１０に記載の有機半導体膜を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用い、塗布により半導体層を形成する工程を有することを特徴とする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、有機半導体材料、有機半導体膜、有機薄膜トランジスタ、有機半導体膜の製造方法及び有機薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、更に情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイでは、ガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここで、ＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）などの半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には通常、スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では通常、それぞれの層の形成のために、真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関してもｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされるなど、設備の変更が容易ではない。
【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子（例えば、非特許文献１参照。）や、多数の論文にて報告されている有機薄膜トランジスタへの応用（例えば、非特許文献２参照。）が期待されている。
【０００８】
これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、更にはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、したがって前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも例えばＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができるであろう。
【０００９】
しかしながら、こうしたＴＦＴ素子を実現するための有機半導体としてこれまでに検討されてきたのは、ペンタセンやテトラセンといったアセン類（例えば、特許文献１参照。）、鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体といった低分子化合物（例えば、特許文献２参照。）や、α−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン６量体を代表例とする芳香族オリゴマー（例えば、特許文献３参照。）、ナフタレン、アントラセンに５員の複素芳香環が対称に縮合した化合物（例えば、特許文献４参照。）、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン（例えば、特許文献５参照。）、更にはポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンといった共役高分子など限られた種類の化合物（例えば、非特許文献１〜３参照。）でしかなく、高いキャリア移動度を示す新規な電荷輸送性材料を用いた半導体性組成物の開発が待望されていた。
【００１０】
また、特開２００３−２９２５８８号公報、米国特許出願公開第２００３／１３６９５８号明細書、同２００３／１６０２３０号明細書、同２００３／１６４４９５号明細書では「マイクロエレクトロニクス用の集積回路論理素子にポリマーＴＦＴを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、その使用可能寿命が長くなる。しかし半導体ポリチオフェン類の多くは、周囲の酸素によって酸化的にドープされ、導電率が増大してしまうため空気に触れると安定ではないと考えられる。この結果、これらの材料から製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン／オフ比は小さくなる。従ってこれらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環境酸素を排除して酸化的ドーピングを起こさない、あるいは最小とするよう厳重に注意しなければならない。この予防措置は製造コストを押し上げるため、特に大面積デバイスのための、アモルファスシリコン技術に代わる経済的な技術としてのある種のポリマーＴＦＴの魅力が削がれてしまう。これら及びその他の欠点は、本発明の実施の形態において回避され、あるいは最小となる。
【００１１】
従って、酸素に対して強い対抗性を有し、比較的高い電流オン／オフ比を示すエレクトロニックデバイスが望まれている」との記載があり、その解決手段が種々提案されている（例えば、特許文献６、７及び８参照。）が、改善のレベルは満足できるものではなく、更なる改良が望まれている。
【００１２】
上記のような従来公知の有機半導体材料の中でも、有機半導体材料としてよく知られているペンタセンは、分子間凝集力が強いため高い結晶性を有しており、このため、高いキャリア移動度と優れた半導体デバイス特性を発現することが報告されている。分子が規則的に配列することが知られている。
【００１３】
しかしながら、ペンタセンは有機溶媒に対して不溶、もしくは難溶のためによって塗布による膜の形成が難しいという問題があった。
【００１４】
最近、チオフェン系の有機半導体材料である、モノ、オリゴまたはポリビス（チエニル）アリーレンを有する半導体材料を用いた素子またはデバイスが示されている（例えば、特許文献９参照。）。
【００１５】
しかしながら、有機溶媒への溶解性は改良されたものの、高いキャリア移動度や、満足すべきｏｎ／ｏｆｆ比が得られていない。
【００１６】
また、無置換セクシチオフェンに代表されるような置換基を持たないチオフェンオリゴマーも、分子間でπスタックを形成し、規則的に配列した構造を形成しやすいが、ペンタセンと同様に不溶性もしくは難溶性であり、塗布による膜形成が難しい。
【００１７】
一方、Ｐ３ＨＴに代表されるチオフェンオリゴマーは有機溶媒に可溶であり、塗布やインクジェット方式による膜の形成が可能である。
【００１８】
しかしながら、分子量分布を持つポリマーではπスタックの形成が不十分であり、分子配列が乱れた部分が多く存在するために、実用的に十分に満足できるキャリア移動度や、ｏｎ／ｏｆｆ比が得られていない。
【００１９】
また、特開２００３−２９２５８８号公報、米国特許出願公開第２００３／１３６９５８号明細書、同２００３／１６０２３０号明細書、同２００３／１６４４９５号明細書では「マイクロエレクトロニクス用の集積回路論理素子にポリマーＴＦＴを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、その使用可能寿命が長くなるという記載がある。
【００２０】
しかし、半導体ポリチオフェン類の多くは、周囲の酸素によって酸化的にドープされ、導電率が増大してしまうため、空気に触れると安定ではなく、この結果、これらの材料から製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン／オフ比は小さくなる。
【００２１】
従ってこれらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環境酸素を排除して酸化的ドーピングを起こさないか、あるいは、酸化ドーピングの影響が最小とするように厳重に管理することが必要条件であるという問題点がある。
【００２２】
従って、酸素に対して強い対抗性を有し、比較的高い電流オン／オフ比を示すエレクトロニックデバイスが望まれている」との記載があり、その解決手段が種々提案されている（例えば、特許文献６〜９、非特許文献４参照。）が、改善のレベルは満足できるものではなく、更なる改良が望まれている。
【特許文献１】特開平５−５５５６８号公報
【特許文献２】特開平５−１９０８７７号公報
【特許文献３】特開平８−２６４８０５号公報
【特許文献４】特開平１１−１９５７９０号公報
【特許文献５】特開２００３−１５５２８９号公報
【特許文献６】特開２００３−２６１６５５号公報
【特許文献７】特開２００３−２６４３２７号公報
【特許文献８】特開２００３−２６８０８３号公報
【特許文献９】特開２００４−１８６６９５号公報
【非特許文献１】『サイエンス』（Ｓｃｉｅｎｃｅ）誌２８９巻、５９９ページ（２０００）
【非特許文献２】『ネイチャー』（Ｎａｔｕｒｅ）誌４０３巻、５２１ページ（２０００）
【非特許文献３】『アドバンスド・マテリアル』（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）誌、２００２年、第２号、９９ページ
【非特許文献４】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６，１１，３３７８（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、新規にチオフェン環型有機半導体材料を開発し、該材料を用いて、作製直後のキャリア移動度が高く、キャリア移動度の経時劣化が少ない、有機半導体膜、且つ、有機薄膜トランジスタを提供し、更に、有機半導体膜の製造方法、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の上記目的は下記の構成１〜１１により達成された。
【００２５】
（請求項１）
下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
【００２６】
【化１】
2006024908.tif 000002
【００２７】
〔式中、Ｌは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を部分構造として含む、二価の共役系連結基を表し、Ａｒ1、Ａｒ2は、各々水素原子または置換基を表し、Ａｒ1、Ａｒ2の少なくとも一つはアリール基を表す。Ｒ1、Ｒ2は、各々置換基を表し、ｎ１、ｎ２は、各々０〜２の整数を表す。〕
（請求項２）
前記Ａｒ1及びＡｒ2が、共にアリール基であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体材料。
【００２８】
（請求項３）
前記一般式（１）で表される化合物が、置換基を有するチオフェン環と、無置換のチオフェン環が少なくとも２つ連続している部分構造とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体材料。
【００２９】
（請求項４）
前記一般式（１）で表される化合物の重量平均分子量Ｍｗが、１０，０００以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００３０】
（請求項５）
前記一般式（１）で表される化合物に含まれるチオフェン環の環数が、３〜４０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００３１】
（請求項６）
前記一般式（１）で表される化合物に含まれるチオフェン環の環数が、４〜１０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００３２】
（請求項７）
前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（２）で表される部分構造を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００３３】
【化２】
2006024908.tif 000003
【００３４】
〔式中、Ｒ3は置換基を表す。〕
（請求項８）
前記Ｌが、芳香族複素環を部分構造として含み、該芳香族複素環がチオフェン環であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００３５】
（請求項９）
前記Ｌが、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造を有さないことを特徴とする請求項８に記載の有機半導体材料。
【００３６】
（請求項１０）
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。
【００３７】
（請求項１１）
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用い、塗布により膜形成する工程を有することを特徴とする有機半導体膜の製造方法。
【００３８】
（請求項１２）
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料または請求項１０に記載の有機半導体膜を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【００３９】
（請求項１３）
請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用い、塗布により半導体層を形成する工程を有することを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の効果】
【００４０】
本発明により、新規にチオフェン環型有機半導体材料を開発し、該材料を用いて、作製直後のキャリア移動度が高く、キャリア移動度の経時劣化が少ない、有機半導体膜、且つ、有機薄膜トランジスタを提供し、更に、有機半導体膜の製造方法、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の有機半導体材料は、請求項１〜９のいずれか１項に規定される構成を有する、新規のチオフェン系材料であり、該チオフェン系材料を用いることにより、作製直後のキャリア移動度が高く、良好なＯＮ／ＯＦＦ特性を示し、且つ、前記キャリア移動度や、ＯＮ／ＯＦＦ特性の経時劣化が少ない、有機半導体膜、有機薄膜トランジスタが得られ、また、併せて、有機半導体膜の製造方法、有機薄膜トランジスタの製造方法を提供することが出来た。
【００４２】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
【００４３】
《有機半導体材料》
本発明の有機半導体材料について説明する。
【００４４】
本発明者等は、上記の問題点を種々検討の結果、有機半導体材料として、本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物を分子設計するに当たり、化合物に溶解性を付与する部分構造として、置換基を有するチオフェン環を選択し、次に、該化合物にπスタック形成を促進する部分構造として、無置換チオフェン環を選択し、更に、置換基を有するチオフェン環と、無置換チオフェン環とが、分子構造として連続するような部分構造を持つように調整した。
【００４５】
その結果、本発明に係る前記一般式（１）で表される化合物を有機半導体材料として用いると、十分な溶媒溶解性を持ちながら、且つ、分子配列性の高い有機半導体膜（有機半導体薄膜等ともいう）を形成することが可能となった。
【００４６】
また、前記一般式（１）において、Ｌで表される二価の共役系連結基の両端に位置するチオフェン環については、反応活性の高い置換位置である二位の少なくとも一つにアリール基を導入することにより、分子の経時安定性が向上する効果が得られた。
【００４７】
更に、分子の経時安定性を更に向上させる為には、二価の共役系連結基の両端に位置するチオフェン環の二位の置換基が二つともアリール基であることが好ましく、特に、該アリール基の中でも、フェニル基を置換基として有することが好ましい。
【００４８】
分子の経時安定性向上効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、アリール基置換により融点が大きく上昇し、分子の耐熱性が向上することが、原因のひとつであると考えている。
【００４９】
《一般式（１）で表される化合物》
本発明の有機半導体材料に係る一般式（１）で表される化合物について説明する。
【００５０】
（Ｌで表される二価の共役系連結基）
一般式（１）において、Ｌで表される芳香族炭化水素環を部分構造として含む二価の共役系連結基の形成に用いられる芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−テルフェニル環、ｍ−テルフェニル環、ｐ−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
【００５１】
更に、上記の環は、後述する、Ａｒ1、Ａｒ2で各々表される置換基を有してもよい。
【００５２】
一般式（１）において、Ｌで表される芳香族複素環を部分構造として含む二価の共役系連結基の形成に用いられる芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す）等が挙げられる。
【００５３】
中でも、チオフェン環が好ましく用いられる。
【００５４】
更に、上記の環は、後述する、Ａｒ1、Ａｒ2で各々表される置換基を有してもよい。
【００５５】
一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2で各々表される置換基は、後述する、Ａｒ1、Ａｒ2で各々表される置換基と同義である。
【００５６】
一般式（１）において、Ａｒ1、Ａｒ2は、各々表される置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボ���ルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。
【００５７】
これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていても、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５８】
一般式（１）において、Ａｒ1、Ａｒ2の少なくとも一つはアリール基であるが、Ａｒ1、Ａｒ2が共にアリール基であることが好ましく、前記アリール基がフェニル基であることが特に好ましい。
【００５９】
また、Ａｒ1、Ａｒ2で各々表されるアリール基は、上記の置換基を有していてもよく、前記置換基としては、アルキル基、アリール基、芳香族複素環基（芳香族複素環基の中では、環形成原子として、窒素原子または酸素原子を有するものが好ましい）等が好ましく、これらの環は縮合環であっても、単環であってもよく、さらに置換されていてもよい。
【００６０】
中でも特に好ましく用いられる置換基は、フェニル基、ビフェニリル基（ビフェニル−イル基ともいう）、テルフェニリル基（テルフェニル−イル基ともいう）である。
【００６１】
また、Ａｒ1、Ａｒ2で表される基が少なくとも一つまたは二つが共にフェニル基の場合、前記フェニル基と結合しているチオフェン環との結合に関与する原子の、両隣の原子が置換基を有しないことが好ましい。
【００６２】
（部分構造の好ましい態様）
また、本発明に記載の効果（外部取り出し量子効率と素子寿命の向上）を好ましく得る為には、部分構造として特定の構造を有することが好ましい。以下、一般式（１）で表される化合物の部分構造として好ましい態様について説明する。
【００６３】
（ａ）置換基を有するチオフェン環と、無置換のチオフェン環が少なくとも２つ連続している部分構造を有することが好ましい。
【００６４】
（ｂ）部分構造として含まれるチオフェン環の環数が３〜４０であることが好ましく、更に好ましくは、３〜２０の範囲であり、特に好ましくは、４〜１０の範囲である。
【００６５】
（ｃ）部分構造として、一般式（２）で表される部分構造を有することが好ましい。
【００６６】
ここで、一般式（２）において、Ｒ3で表される置換基は、一般式（１）において、Ａｒ1、Ａｒ2で、各々表される置換基と同義である。
【００６７】
中でも、好ましい置換基は、アルキル基であり、更に好ましくは、炭素原子数が２〜２０のアルキル基であり、特に好ましくは、炭素原子数６〜１２のアルキル基である。
【００６８】
（ｄ）上記Ｌで表される二価の共役系連結基が、芳香族複素環を部分構造として含み、該芳香族複素環がチオフェン環であることが好ましい。
【００６９】
（ｅ）上記Ｌで表される二価の共役系連結基が、部分構造として、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造を有さないことが好ましく、更に好ましくは、前記構造中に、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、または、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造を有することである。
【００７０】
本発明に係るＨｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造、Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造、Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造については、例えば、『π電子系有機固体』（１９９８年、学会出版センター発行、日本化学界編）２７〜３２頁、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９９８，１０，Ｎｏ．２，９３〜１１６頁等により参照出来るが、ここで、具体的に各々の構造的特徴を下記に示す。
【００７１】
Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｈｅａｄ構造
【００７２】
【化３】
2006024908.tif 000004
【００７３】
Ｈｅａｄ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造
【００７４】
【化４】
2006024908.tif 000005
【００７５】
Ｔａｉｌ−ｔｏ−Ｔａｉｌ構造
【００７６】
【化５】
2006024908.tif 000006
【００７７】
《一般式（１）で表される化合物の含有量》
本発明の有機半導体材料中における、一般式（１）で表される化合物の含有量は９５質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、９８質量％以上である。
【００７８】
同様に、本発明の有機半導体膜中や、本発明の有機薄膜トランジスタの半導体層中における、一般式（１）で表される化合物の含有量は９５質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、９８質量％以上である。
【００７９】
また、本発明の有機半導体膜や、本発明の有機薄膜トランジスタの各々の特性に影響を与えない場合には、従来公知の有機半導体材料（有機半導体化合物ともいう）を併用してもよい。
【００８０】
ここで、本発明の有機半導体材料中や、本発明の有機半導体薄膜中における、各々の有機半導体化合物の含有量は、市販のＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフ）装置を用いて、分析した。
【００８１】
以下に、測定装置、測定条件を示す。
【００８２】
ＨＰＬＣ装置：日本分光株式会社製ＧＵＬＬＩＶＥＲ
カラム：ワコーパックＷａｋｏｓｉｌ−II  ５ＳＩＬ−１００（和光純薬工業株式会社製）
溶離液：トルエン（特級）／シクロヘキサン（特級）混合溶液
カラム温度：４０℃
流速：１ｍｌ／ｍｉｎ
検出器：ＵＶ／ＶＩＳ（３１０ｎｍ）
インジェクション量：４００μＬ
《有機半導体材料の分子量、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）》
本発明に係る有機半導体材料の分子量（重量平均分子量Ｍｗ）は、１００００以下であることが好ましく、更に好ましくは、１００〜５０００の範囲である。更に、本発明に係る、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率（分子量分布）は、２以下であることが好ましい。
【００８３】
尚、有機半導体材料の分子量測定にあたり、前記有機半導体材料は単一の化合物でも、複数の化合物の混合物でもよいが、特に好ましくは、本発明に係る上記一般式（１）で表される化合物の重量平均分子量Ｍｗが１００００以下であることが好ましく、更に好ましくは、１００〜５０００の範囲であり、更に、前記一般式（１）で表される化合物のＭｗ／Ｍｎ（分子量分布）（重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比）が、２以下であることが好ましい。
【００８４】
本発明の有機半導体化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）の測定は、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）をカラム溶媒として用いるＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて分子量測定を行う。
【００８５】
具体的には、測定試料を１ｍｇに対してＴＨＦ（脱気処理を行ったものを用いる）を１ｍｌ加え、室温下にてマグネチックスターラーを用いて撹拌を行い、充分に溶解させる。ついで、ポアサイズ０．４５μｍ〜０．５０μｍのメンブランフィルターで処理した後に、ＧＰＣ装置に注入する。
【００８６】
ＧＰＣの測定条件は、４０℃にてカラムを安定化させ、ＴＨＦを毎分１ｍｌの流速で流し、１ｍｇ／ｍｌの濃度の試料を約１００μｌ注入して測定する。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを組み合わせて使用することが好ましい。例えば、昭和電工社製のＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組合せや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌＧ１０００Ｈ、Ｇ２０００Ｈ、Ｇ３０００Ｈ、Ｇ４０００Ｈ、Ｇ５０００Ｈ、Ｇ６０００Ｈ、Ｇ７０００Ｈ、ＴＳＫ  ｇｕａｒｄ  ｃｏｌｕｍｎの組合せなどをあげることができる。
【００８７】
検出器としては、屈折率検出器（ＲＩ検出器）、あるいはＵＶ検出器が好ましく用いられる。試料の分子量測定では、試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて作成した検量線を用いて算出する。検量線作成用のポリスチレンとしては１０点程度用いることが好ましい。
【００８８】
本発明では、下記の測定条件にて分子量測定を行った。
【００８９】
（測定条件）
装置：ＨＬＣ−８０２０（東ソー社製）
カラム：ＧＭＨＸＬｘ２，Ｇ２０００ＨＸＬｘ１
検出器：ＲＩ及び／またはＵＶ
溶出液流速：１．０ｍｌ／分
試料濃度：０．０１ｇ／２０ｍｌ
試料量：１００μｌ
検量線：標準ポリスチレンにて作製
以下、一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９０】
【化６】
2006024908.tif 000007
【００９１】
【化７】
2006024908.tif 000008
【００９２】
【化８】
2006024908.tif 000009
【００９３】
【化９】
2006024908.tif 000010
【００９４】
【化１０】
2006024908.tif 000011
【００９５】
本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、チオフェンに関連する従来公知の文献を参照して合成することができ、例えば、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，９９，１０，１９９５等に記載の方法を参照して合成できる。
【００９６】
以下に、一般式（１）で表される化合物の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００９７】
《化合物（１）の合成》
【００９８】
【化１１】
2006024908.tif 000012
【００９９】
スキーム１：中間体２の合成
Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，９９，１０，１９９５，３２１８−３２２４に従って合成した中間体１  ６ｇをジクロロメタン２４０ｍｌと酢酸１２０ｍｌの混合溶媒中に溶解し、室温でＮ−ブロモスクシンイミド２ｇを分割して加えた。還流下で３時間攪拌した後、室温まで戻し得られた反応混合物を５質量％水酸化カリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗った。溶媒を留去したのち、カラムクロマトグラフィーにて目的物を単離し、中間体２を３．８ｇ得た（収率５５％）。
【０１００】
スキーム２：化合物（１）の合成
窒素雰囲気下、ＴＨＦ４０ｍｌ中に中間体２を１．２ｇ、フェニルボロン酸を０．５ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）を０．３ｇ、２０質量％炭酸カリウム水溶液１ｍｌを加え、還流下７２時間攪拌した。得られた反応混合物を水、飽和食塩水で洗った後、溶媒を留去し、カラムクロマトグラフィーにより化合物１２を０．４ｇ得た（収率３６％）。得られた化合物（１）の分子構造は、1Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）及び質量スペクトル測定を行い、目的物と矛盾しないことを確認した。
【０１０１】
更に、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）を用いて測定した結果より９９％以上の純度であることを確認した。
【０１０２】
《有機半導体膜》
本発明の有機半導体膜について説明する。
【０１０３】
本発明の有機半導体膜は、本発明の有機半導体材料を、例えば、Ｓｉ基板、ガラス基板、ポリマーフィルム等の基盤（基板ともいう）上に膜生成して、有機半導体膜単独として作製してもよく、また、後述する、本発明の有機薄膜トランジスタに用いられる基盤上に半導体層として設けられてもよい。
【０１０４】
また、用いられる基盤に制限はないが、前記基盤と有機半導体薄膜の境界となる基盤表面は、熱酸化膜など公知の手段で処理されていてもよく、また、アルキルトリクロロシランなどを用いた処理により表面修飾されていてもよい。
【０１０５】
（有機半導体膜の作製方法）
本発明の有機半導体膜の形成方法としては、上記の基盤（基板）上、または、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）の半導体層を形成する場合等、いずれの場合においても、真空蒸着等により基盤上に有機半導体膜を設置してもよく、また、適切な溶剤に溶解し必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液をキャストコート、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷（インクジェット法等ともいう）、アブレーション法、ブレード塗布等、公知の塗布手段により基板上に設置してもよい。
【０１０６】
前記塗布手段により有機半導体膜を形成する場合、有機半導体材料を溶解する溶剤は、該有機半導体材料を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を挙げることができる。
【０１０７】
また、塗布手段を用いる場合には、塗布操作は大気下、または窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことができる。また、溶媒を気化させる際にベースの温度や雰囲気の気圧、温度などを制御することも可能である。さらに過飽和状態の有機半導体含有溶液にベースを接触させて、ベース表面に有機半導体薄膜を形成させることも可能である。これらの方法によってベース上に形成された有機半導体薄膜は、さらに加熱や冷却、電場、磁場、温度勾配などの印加、加圧、摩擦等の処理を行うことにより、膜内の配向性を向上させることも可能である。
【０１０８】
（有機半導体膜の膜厚）
上記の有機半導体膜の作製方法により形成される有機半導体薄膜の膜厚としては、好ましくは１００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｎｍ以下である。
【０１０９】
尚、この膜厚は、後述する有機薄膜トランジスタの半導体層の膜厚においても同様である。
【０１１０】
（有機半導体膜中の有機半導体材料の含有率）
本発明の有機半導体膜中における、本発明の有機半導体材料の含有量は９５質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、９８質量％以上である。また、本発明の有機半導体膜を有する本発明の有機薄膜トランジスタのトランスジタ特性に影響を与えない場合には、本発明の有機半導体材料以外に、従来公知の半導体材料と併用してもよい。
【０１１１】
尚、有機半導体膜中の有機半導体材料の含有率については、上記のＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフィー）を用いて測定することが出来る。
【０１１２】
《有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴともいう）》
本発明の有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）について説明する。
【０１１３】
本発明に係る有機半導体薄膜は、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）に用いられることにより、良好に駆動する有機ＴＦＴを提供することができる。有機ＴＦＴ（有機薄膜トランジスタ）は、支持体上に、半導体層として有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、支持体上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。
【０１１４】
本発明の有機半導体材料を有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）の半導体層に設置するには、真空蒸着により基板上に設置することもできるが、適切な溶剤に溶解し必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法、アブレーション法等によって基板上に設置するのが好ましい。
【０１１５】
この場合、本発明に係る有機半導体材料を溶解する溶剤は、該有機半導体材料を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を挙げることができる。
【０１１６】
本発明において、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【０１１７】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。更に導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【０１１８】
ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【０１１９】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【０１２０】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
【０１２１】
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号公報、同１１−１３３２０５号公報、特開２０００−１２１８０４号公報、同２０００−１４７２０９号公報、同２０００−１８５３６２号公報等に記載されている（以下、大気圧プラズマ法とも称する）。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。
【０１２２】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【０１２３】
また、支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、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）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【０１２４】
以下に、本発明に係る有機半導体材料を用いて形成された有機半導体膜を用いた有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）について説明する。
【０１２５】
図１は、本発明に係る有機ＴＦＴの構成例を示す図である。同図（ａ）は、支持体６上に金属箔等によりソース電極２、ドレイン電極３を形成し、両電極間に本発明の有機薄膜トランジスタ材料からなる有機半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、更にその上にゲート電極４を形成して電界効果トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は、有機半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は、支持体６上に先ずコート法等を用いて、有機半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。
【０１２６】
同図（ｄ）は、支持体６上にゲート電極４を金属箔等で形成した後、絶縁層５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、該電極間に本発明の有機薄膜トランジスタ材料により形成された有機半導体層１を形成する。その他同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成を取ることもできる。
【０１２７】
図２は、有機ＴＦＴシートの概略等価回路図の１例を示す図である。
【０１２８】
有機ＴＦＴシート１０はマトリクス配置された多数の有機ＴＦＴ１１を有する。７は各ＴＦＴ１１のゲートバスラインであり、８は各ＴＦＴ１１のソースバスラインである。各ＴＦＴ１１のソース電極には、出力素子１２が接続され、この出力素子１２は例えば液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が、抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１３は蓄積コンデンサ、１４は垂直駆動回路、１５は水平駆動回路である。
【０１２９】
《有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）》
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば、陽極と陰極との間に有機ＥＬ層（有機化合物層ともいう）が挟まれた状態のものが挙げられるが、これらの構成としては、従来公知の層構成、有機ＥＬ層の材料等を用いて作製することが出来る。例えば、Ｎａｔｕｒｅ，３９５巻，１５１〜１５４頁の文献等が参照出来る。
【０１３０】
本発明の有機ＥＬ素子を発光（例えば、表示装置、照明装置等に適用）させるにあたっては、高い発光輝度を得、且つ、発光寿命が長い等の効果を得る観点から、本発明の有機半導体デバイスまたは、本発明の有機薄膜トランジスタを具備していることが好ましい。
【実施例】
【０１３１】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１３２】
また、実施例に用いる化合物の一部を下記に示す。
【０１３３】
【化１２】
2006024908.tif 000013
【０１３４】
実施例１
《有機薄膜トランジスタ１の作製》：比較例
ゲート電極としての比抵抗０．０２Ω・ｃｍのＳｉウェハーに、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行った。
次に、有機半導体として、比較化合物１のシクロヘキサン溶液を窒素ガスでバブリングすることで、溶液中の溶存酸素を除去し、１．０１３×１０2ｋＰａの窒素ガス雰囲気下で前記熱酸化膜（酸化珪素被膜）の表面にアプリケーターを用いて塗布し、キャスト膜（膜厚２０ｎｍ）を形成した。室温で乾燥させた後、Ｎ2ガス雰囲気中で熱処理を施した。
【０１３５】
更に、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着し、ソース電極及びドレイン電極を形成した。以上によりチャネル長Ｌ＝３０μｍ、チャネル幅Ｗ＝１ｍｍの有機薄膜トランジスタ１（比較例）を作製した。
【０１３６】
《有機薄膜トランジスタ２、３の作製》：比較例
有機トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（２）、（３）（ペ
ンタセン、アルドリッチ社製市販試薬を昇華精製して用いた）に各々変更した以外は同様にして、有機ＴＦＴ素子２、３を各々作製した。
【０１３７】
《有機薄膜トランジスタ４〜８の作製》：本発明
有機トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）の代替として、表１に記載の、本発明の有機半導体材料に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ４〜８を作製した。
【０１３８】
《キャリア移動度評価及びＯＮ／ＯＦＦ比の評価》
得られた有機薄膜トランジスタ１〜８の各々について、作製直後と大気中で１ヶ月放置後の各素子のキャリア移動度とＯＮ／ＯＦＦ比を各々求めた。尚、本発明では、Ｉ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、更に、ドレインバイアス−５０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖおよび０Ｖにしたときのドレイン電流値の比率からＯＮ／ＯＦＦ比を求めた。
【０１３９】
得られた結果を表１に示す。
【０１４０】
【表１】
2006024908.tif 000014
【０１４１】
表１から、比較の有機ＴＦＴ材料を用いて作製した、比較の有機ＴＦＴ素子と比べて、本発明の有機ＴＦＴ素子３〜９は、作製直後においても優れたトランジスタ特性を示し、且つ、経時劣化が少ないという高い耐久性を併せ持つということが判る。
【０１４２】
実施例２
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子の作製は、Ｎａｔｕｒｅ，３９５巻，１５１〜１５４頁に記載の方法を参考にして、図３に示したような封止構造を有するトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製した。尚、図３において、１０１は基板、１０２ａは陽極、１０２ｂは有機ＥＬ層（具体的には、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等が含まれる）、１０２ｃは陰極を示し、陽極１０２ａ、有機ＥＬ層１０２ｂ、陰極１０２ｃにより、発光素子１０２が形成されている。１０３は封止膜を示す。尚、本発明の有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型でもトップエミッション型のどちらでもよい。
【０１４３】
本発明の有機ＥＬ素子と本発明の有機薄膜トランジスタ（ここで、本発明の有機薄膜トランジスタは、スイッチングトランジスタや駆動トランジスタ等として用いられる）を組み合わせて、アクティブマトリクス型の発光素子を作製したが、その場合は、例えば、図４に示すように、ガラス基板６０１上にＴＦＴ６０２（有機薄膜トランジスタ６０２でもよい）が形成されている基板を用いる態様が一例として挙げられる。ここで、ＴＦＴ６０２の作製方法は公知のＴＦＴの作製方法が参照できる。勿論、ＴＦＴとしては、従来公知のトップゲート型ＴＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴであっても構わない。
【０１４４】
上記で作製した有機ＥＬ素子は、単色、フルカラー、白色等の種々の発光形態において、良好な発光特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明に係る有機ＴＦＴの構成例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＴＦＴの概略等価回路図の１例である。
【図３】封止構造を有する有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図４】有機ＥＬ素子に用いる、ＴＦＴを有する基板の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  有機半導体層
２  ソース電極
３  ドレイン電極
４  ゲート電極
５  絶縁層
６  支持体
７  ゲートバスライン
８  ソースバスライン
１０  有機ＴＦＴシート
１１  有機ＴＦＴ
１２  出力素子
１３  蓄積コンデンサ
１４  垂直駆動回路
１５  水平駆動回路
１０１、２０１  基板
１０２  有機ＥＬ素子
１０２ａ、２０２  陽極
１０２ｂ  有機ＥＬ層
１０２ｃ、２０４  陰極
１０３  封止膜
２０５  駆動用素子
２０６  正孔輸送層
２０７  発光層
２０８  電子輸送層
６０１  基板
６０２  ＴＦＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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