(57)【要約】      （修正有）【課題】シクロペンタ［ｈｉ］アセアントリレン構造の新規な縮合多環化合物、並びにそれを用いた近赤外光吸収材料、有機エレクトロニクスデバイスの提供。【解決手段】2018076241.tif 000014（Ｒ１及びＲ２は夫々独立して脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基又は複素環基；Ｒ３及びＲ４は夫々独立してＨ又は電子吸引性の置換基；Ａは芳香族炭化水素基又は複素環基；ｎは０又は１；好ましくはＲ３及びＲ４の電子吸引基はハロゲン、シアノ基、ニトロ基、スルホ基又はアシル基、特に好ましくはＲ３及びＲ４がＨ）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表される化合物。
【化１】
2018076241.tif 000013
（式中はＲ１、Ｒ２はそれぞれ独立して脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基を表わし、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立して水素原子、または電子吸引性の置換基を表わす。式中Ａは芳香族炭化水素基又は複素環基を表わし、ｎは０または１を示す。）
【請求項２】
上記Ｒ３、Ｒ４が水素原子、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、アシル基のいずれかである請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
上記Ｒ３、Ｒ４が水素原子である、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
上記Ｒ１およびＲ２が芳香族炭化水素基である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項５】
上記ｎが０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の縮合多環芳香族化合物を含有する近赤外吸収材料。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の芳香族縮合環化合物を含む薄膜。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項、または請求項７に記載の薄膜を含む有機エレクトロニクスデバイス。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか一項、又は請求項７に記載の薄膜を含む光電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シクロペンタ［ｈｉ］アセアントリレン骨格を有する新規な縮合多環化合物、及びその用途に関する。特に、近赤外領域に吸収帯を持つ、新規な縮合多環化合物、近赤外吸収材料及びこれらを用いた有機エレクトロニクスデバイスへの応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
７００以上２５００ｎｍ以下の近赤外領域に吸収帯を有する近赤外吸収材料は、従来から産業上の様々な用途への応用が検討されている。例を挙げると、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の光情報記録媒体；サーマルＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｔｏ  Ｐｌａｔｅ）、フラッシュトナー定着、撮像素子の赤外線カットフィルタおよび熱遮断フィルム等の用途に利用されている。さらには、選択的に特定波長域の光を吸収するというその特性を用いて、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）フィルター等に用いられる近赤外光カットフィルターや、植物成長調整用フィルム等にも使用されている。一方、近赤外光吸収色素は、溶媒に溶解又は分散させることにより、近赤外光吸収インクとして使用することも可能である。該近赤外光吸収インクによる印字物は、目視では認識が困難であり、近赤外光検出器等でのみ読み取りが可能であることから、例えば偽造防止等を目的とした印字等に使用される。
【０００３】
このような不可視画像形成用の赤外光吸収材料としては、無機系の赤外光吸収材料と、有機系の赤外光吸収材料とが既に知られている（特許文献１）。このうち、無機系の赤外光吸収材料としては、イッテルビウム等の希土類金属や、銅リン酸結晶化ガラス等が知られている（特許文献２）。しかしながら、無機系の赤外光吸収材料は、近赤外領域の光吸収能が十分でないために、不可視画像の単位面積あたりに多量の赤外光吸収材料が必要となる。そのため、無機系の赤外光吸収材料によって不可視画像を形成した場合、その表面上にさらに可視画像を形成すると、下側の不可視画像の凹凸が表面側の可視画像に影響を与えてしまう。
【０００４】
それに対し、有機系の赤外光吸収材料は、近赤外領域の光の吸収性が十分であるために、不可視画像の単位面積あたりの使用量が少なくてすむので、無機系の赤外光吸収材料を使用した場合のような不都合は生じない。そのため、現在に至るまで多くの有機系近赤外光吸収材料の開発が進められている。
【０００５】
近赤外領域に吸収帯を示す色素としてはシアニン色素、スクアリリウム色素（特許文献３）、ジインモニウム色素等が挙げられるが、何れも堅牢性に乏しく用途は限られている。また、シクロペンタジエン部分をもつアセアントリレン誘導体が近赤外吸収色素として知られている（非特許文献１、２、３）。
非特許文献１には、下記の構造式で表されるアセアントリレン誘導体が近赤外領域に吸収帯を有することが記載されている。
【０００６】
【化１】
2018076241.tif 000002
非特許文献２には、下記の構造式で表されるアセアントリレン誘導体が近赤外領域に吸収帯を有することが記載されている。
【０００７】
【化２】
2018076241.tif 000003
非特許文献３には、下記の構造式で表されるアセアントリレン誘導体が近赤外領域に吸収帯を有することが記載されている。
【０００８】
【化３】
2018076241.tif 000004
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−５３９４６号公報
【特許文献２】特開１９８７−１２８９４３号公報
【特許文献３】特開２０１１−６０５０３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，２０１３，４９，４３０１．
【非特許文献２】Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，２０１３，１５，１２０２．
【非特許文献３】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１２，１３４，１５７８３−１５７８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献１では、有機薄膜トランジスタ素子への応用が検討されているが、光電変換波長の末端が８００ｎｍに達する程度であり、近赤外領域を主たる吸収帯とするような近赤外色素ではない。また、溶液を塗布することで素子を作製しており、工業的な利用可能性について懸念される。
また、非特許文献２及び非特許文献３では、半導体特性等の有用性に関する記載はなく、上記の構造式以外の骨格をもつアセアントリレン誘導体に関する記載はない。
このような従来技術の状況下において、本発明の目的は、工業的に利用可能で、有機エレクトロニクスデバイス等へ使用可能な加工容易出井を有する、近赤外領域に主たる吸収波長を持つ有機化合物を含有する有機エレクトロニクス材料、該有機エレクトロニクス材料を真空蒸着することにより得られた有機薄膜、及び該有機薄膜を含んでなる有機エレクトロデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、有機エレクトロニクスデバイスへ用いた際に十分な性能を発揮するような、シクロペンタ［ｈｉ］アセアントリレン構造を有する新規な縮合多環化合物を開発し、且つこれを用いた薄膜が近赤外領域に主たる吸収帯を有し、加えて半導体特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記の通りである。
【００１３】
［１］  一般式（１）で表される化合物。
【化４】
2018076241.tif 000005
（式中はＲ１、Ｒ２はそれぞれ独立して脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基を表わし、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立して水素原子、または電子吸引性の置換基を表わす。式中Ａは芳香族炭化水素基又は複素環基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
［２］上記Ｒ３、Ｒ４が水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アシル基のいずれかである前項［１］に記載の化合物。
［３］上記Ｒ３、Ｒ４が水素原子である、前項［１］又は［２］に記載の化合物。
［４］上記Ｒ１およびＲ２が芳香族炭化水素基である、前項［１］〜［３］のいずれか一項に記載の化合物。
［５］上記ｎが０である、前項［１］〜［４］のいずれか一項に記載の化合物。
［６］前項［１］〜［５］のいずれか１項に記載の化合物を含有する近赤外光吸収材料。
［７］前項［１］〜［５］のいずれか１項に記載の化合物を含む薄膜。
［８］前項［１］〜［５］のいずれか一項、または前項［７］に記載の薄膜を含む有機エレクトロニクスデバイス。
［９］前項［１］〜［５］のいずれか一項、又は前項［７］に記載の薄膜を含む光電変換素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の式（１）で表されるシクロペンタアセアントリレン構造を有する縮合多環化合物は蒸着プロセスにより膜形成可能であり、その有機薄膜は近赤外領域に主たる吸収帯を有し、加えて、それを用いた薄膜は半導体特性を示すため、近赤外光電変換素子、各種有機エレクトロニクスデバイスへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタの一例を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタの他の一例を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタのさらに他の一例を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタのさらに他の一例を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタのさらに他の一例を示す断面図である。
【図１Ｆ】本発明による好ましい実施形態の一つである薄膜トランジスタのさらに他の一例を示す断面図である。
【図２】薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明による好ましい実施形態の一つである光電変換素子の断面図である。
【図４】実施例１の化合物の吸収スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明を詳細に説明する。ここに記載する構成要件の説明については、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づくものである一方、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」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。また、本発明において近赤外領域とは、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲内にある波長領域をいい、近赤外光吸収材料（色素）とは近赤外光領域に主たる吸収波長をもつ材料をいう。
【００１７】
本発明の化合物は、下記一般式（１）で表される。
【００１８】
【化５】
2018076241.tif 000006
（式中はＲ１、Ｒ２はそれぞれ独立して脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基を表わし、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立して水素原子、または電子吸引性の置換基を表わす。式中Ａは芳香族炭化水素基又は複素環基を表わし、ｎは０または１を表わす。）
【００１９】
本発明の化合物は、シクロペンタアセアントリレン構造を有する新規な縮合多環化合物であり、従来のアセアントリレン誘導体よりも長波長化した近赤外光吸収色素として用いることができる。
【００２０】
前記式（１）中のＲ１、Ｒ２の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基は置換基を有してもよく、また、それぞれ異なっていてもよく、Ｒ１とＲ２が結合して環状構造を形成してもよい。
【００２１】
脂肪族炭化水素基としては、飽和又は不飽和の直鎖、分岐状の炭化水素基が挙げられ、その炭素数は１〜３０が好ましく、１〜２０がより好ましく、１〜１０がさらに好ましい。ここで、飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基の例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、アリル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−セチル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−ブテニル基、２−エチルへキシル基、３−エチルヘプチル基、４−エチルオクチル基、２−ブチルオクチル基、３−ブチルノニル基、４−ブチルデシル基、２−ヘキシルデシル基、３−オクチルウンデシル基、４−オクチルドデシル基、２−オクチルドデシル基、２−デシルテトラデシル基等が挙げられる。好ましくは飽和の直鎖又は分岐のアルキル基であり、より好ましくは直鎖のアルキル基である。特にメチル基、エチル基、プロピル基が好ましく、メチル基がさらに好ましい。
脂環式炭化水素基としては、飽和又は不飽和の環状の炭化水素基が挙げられ、環状の炭化水素基の例としては、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等の炭素数３〜１２の環状の炭化水素基が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基、トリル基、４−エチルフェニル基、４−ペンチルフェニル基などが挙げられる。これらのうち特にフェニル基、ナフチル基、トリル基、４−エチルフェニル基、４−ペンチルフェニル基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、トリル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
複素環基としては、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピロリル基、インドレニル基、イミダゾリル基、カルバゾリル基、チエニル基、フリル基、ピラニル基、ピリドニル基、ベンゾキノリル基、アントラキノリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、５−へキシル−２−チエニル基などが挙げられる。特にチエニル基、ベンゾチエニル基、５−へキシル−２−チエニル基が好ましく、チエニル基がより好ましい。
【００２２】
前記式（１）中のＲ３、Ｒ４はそれぞれ異なっていてもよい。
電子吸引性の置換基としては、ハロゲン原子、カルボン酸、エステル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、ホルミル基、アシル基などが挙げられる。特にハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アシル基が好ましく、ハロゲン原子、シアノ基がより好ましい。ハロゲン原子としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、特にフッ素、塩素が好ましく、フッ素がより好ましい。エステル基、スルホ基、アシル基は脂環式炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基と結合していてもよく、脂環式炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、上記式（１）中のＲ１、Ｒ２と同様のものが挙げられる。
【００２３】
前記式（１）中のＡは置換又は無置換の芳香族炭化水素基、複素環基を表わし、芳香族炭化水素基、複素環基としては、上記式（１）中のＲ１、Ｒ２と同様のものが挙げられる。それらのうちフェニル基、チエニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
【００２４】
前記式（１）で表わされる化合物の具体例を下記に示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
【化６】
2018076241.tif 000007
【００２６】
【化７】
2018076241.tif 000008
【００２７】
【化８】
2018076241.tif 000009
【００２８】
【化９】
2018076241.tif 000010
【００２９】
前記式（１）で表される化合物の分子量は、例えば式（１）で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、１５００以下であることが好ましく、１２００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、８００以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、式（１）がとりうる最低分子量の値である。
なお、式（１）で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。
【００３０】
前記式（１）で表される化合物は、７００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外領域に吸収帯が存在することが特徴である。本発明の化合物は、最大吸収波長が７００ｎｍの以上の近赤外領域に存在するが、最大吸収波長が７５０ｎｍ以上であることが好ましく、８００ｎｍに最大吸収波長が存在することがより好ましい。
【００３１】
次に、本発明の実施形態の一つである一般式（１）で表される化合物の合成方法について詳細に説明する。前記式（１）で表される化合物は、例えば、非特許文献２に記載の方法を応用することで合成することができる。また、以下の示す合成スキームにより合成することができる。これらの化合物の精製方法は特に限定されず、例えば洗浄、再結晶、カラムクロマトグラフィー、真空昇華等が採用でき、必要に応じてこれらの方法を組み合わせることができる。
【００３２】
【化１０】
2018076241.tif 000011
【００３３】
本発明の化合物を用いて、薄膜を作製することができる。当該薄膜は本発明の化合物のみで構成されていてもよいが、別途公知の近赤外物質を含んでいてもよい。ここで、本発明の薄膜は特に近赤外領域である７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の領域に主たる吸収波長を有する。該薄膜の膜厚は、その用途によって異なるが、通常０．１ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜３μｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１μｍである。
【００３４】
本発明の薄膜の形成方法には、一般的な乾式成膜法や湿式成膜法が挙げられる。具体的には真空プロセスである抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、溶液プロセスであるキャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法等が挙げられる。
一般的な近赤外色素は、加工の容易性という観点からは化合物を溶液状態で塗布するようなプロセスが望まれているが、有機膜を積層するような有機エレクトロニクスデバイスの場合、塗布溶液が下層の有機膜を侵す恐れがあることから不向きである。
【００３５】
この様な多層積層構造を実現するためには、乾式成膜法、例えば抵抗加熱蒸着の様な蒸着可能な材料を用いることが適切である。したがって、近赤外領域に主たる吸収波長を有し、且つ蒸着可能な近赤外色素が近赤外光電変換材料として好ましい。
【００３６】
各層の成膜には上記の手法を複数組み合わせた方法を採用してもよい。各層の厚みは、それぞれの物質の抵抗値・電荷移動度にもよるので限定することはできないが、通常は０．５〜５０００ｎｍの範囲であり、好ましくは１〜１０００ｎｍの範囲、より好ましくは５〜５００ｎｍの範囲である。
【００３７】
〔有機エレクトロニクスデバイス〕
本発明の化合物、近赤外吸収材料又はこれらを用いた有機薄膜を含む有機エレクトロニクスデバイスを作製することができる。有機エレクトロニクスデバイスとしては、例えば、有機薄膜トランジスタ、有機光電変換素子、有機太陽電池素子、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と表す。）、有機発光トランジスタ素子、有機半導体レーザー素子などが挙げられる。本発明の化合物は半導体特性を有することから有機エレクトロニクスデバイスでの利用が期待される。特に近赤外光吸収特性を活かした有機光電変換素子での利用が期待される。ここでは本発明の実施形態の一つである有機薄膜トランジスタについて説明した後、近赤外吸収材料として用いた有機光電変換素子（近赤外光センサ、有機撮像素子、近赤外光イメージセンサ等を含む）について説明する。
なお、ここでは詳細に説明しないが、７００ｎｍを超える近赤外光は、生体組織に対する透過性が高い。従って、生体内組織の観測のため利用も可能であるため、近赤外蛍光プローブ等、医療分野での病理解明、診断等において、その目的に応じて、いろいろな態様での適用が可能である。
【００３８】
〔有機薄膜トランジスタ〕
本発明の化合物は半導体特性を有する化合物であることから、有機薄膜トランジスタ（以下、「薄膜トランジスタ」とも表す。）としての利用が期待される。
【００３９】
薄膜トランジスタは、半導体に接して２つの電極（ソース電極及びドレイン電極）があり、その電極間に流れる電流を、ゲート電極と呼ばれるもう一つの電極に印加する電圧で制御するものである。
【００４０】
一般に、薄膜トランジスタ（素子）にはゲート電極が絶縁膜で絶縁されている構造（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＭＩＳ構造）がよく用いられる。絶縁膜に金属酸化物を用いるものはＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造と呼ばれる。他には、ショットキー障壁を介してゲート電極が形成されている構造（すなわちＭＥＳ（ＭＥｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造）もあるが、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタの場合、ＭＩＳ構造がよく用いられる。
【００４１】
以下、図１Ａ〜図１Ｆを用いて有機系の薄膜トランジスタ（素子）のいくつかの態様例を示す。図１Ａ〜図１Ｆにおける各態様例において、１がソース電極、２が半導体層、３がドレイン電極、４が絶縁体層、５がゲート電極、６が基板をそれぞれ表す。尚、各層や電極の配置は、素子の用途により適宜選択できる。図１Ａ〜図１Ｄ、図１Ｆは基板と並行方向に電極が流れるので、横型トランジスタと呼ばれる。図１Ａはボトムコンタクトボトムゲート構造、図１Ｂはトップコンタクトボトムゲート構造と呼ばれる。また、図１Ｃは半導体上にソース及びドレイン電極、絶縁体層を設け、さらにその上にゲート電極を形成しており、トップコンタクトトップゲート構造と呼ばれている。図１Ｄはトップ＆ボトムコンタクト型トランジスタと呼ばれる構造である。図１Ｆはボトムコンタクトトップゲート構造である。図１Ｅは縦型の構造をもつトランジスタ、すなわち静電誘導トランジスタ（ＳＩＴ）の模式図である。このＳＩＴは電流の流れが平面状―に広がるので、一度に大量のキャリアが移動できる。またソース電極とドレイン電極が縦に配置されているので電極間距離を小さくできるため応答が高速である。従って、大電流を流す、高速のスイッチングを行うなどの用途に好ましく適用できる。なお図１Ｅには基板を記載していないが、通常の場合、図１Ｅ中の１で表されるソース電極又は３で表されるドレイン電極の外側には基板が設けられる。
【００４２】
各態様例における各構成要素につき説明する。
基板６は、その上に形成される各層が剥離することなく保持できることが必要である。例えば、樹脂板や樹脂フィルム、紙、ガラス、石英、セラミックなどの絶縁性材料；金属や合金などの導電性基板上にコーティング等により絶縁層を形成した物；樹脂と無機材料など、各種組合せからなる材料；等が使用できる。使用できる樹脂フィルムの例としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルイミドなどの樹脂のフィルムが挙げられる。樹脂フィルムや紙を用いると、素子に可撓性を持たせることができ、フレキシブルで、軽量となり、実用性が向上する。基板６の厚さとしては、通常１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜５ｍｍである。
【００４３】
ソース電極１、ドレイン電極３、ゲート電極５には導電性を有する材料が用いられる。導電性を有する材料としては、例えば、白金、金、銀、アルミニウム、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、コバルト、銅、鉄、鉛、錫、チタン、インジウム、パラジウム、モリブデン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、リチウム、カリウム、ナトリウム等の金属及びそれらを含む合金；ＩｎＯ２、ＺｎＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等の導電性酸化物；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、ポリパラフェニレン、ビニレン、ポリジアセチレン等の導電性高分子化合物；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素等の半導体；カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料；等が使用できる。また、導電性高分子化合物や半導体にはドーピングが行われていてもよい。その際のドーパントとしては、例えば、塩酸、硫酸などの無機酸；スルホン酸等の酸性官能基を有する有機酸；ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸；ヨウ素等のハロゲン原子；リチウム、ナトリウム、カリウム等の金属原子；等が挙げられる。ホウ素、リン、砒素などはシリコンなどの無機半導体用のドーパントとしても多用されている。
【００４４】
また、上記のドーパントにカーボンブラックや金属粒子などを分散した導電性の複合材料も用いられる。直接、半導体層４と接触するソース電極１およびドレイン電極３はコンタクト抵抗を低減するために適切な仕事関数を選択するか、表面処理などが大切になる。
【００４５】
また、ソース電極１とドレイン電極３との間の距離（チャネル長）が素子の特性を決める重要なファクターとなる。該チャネル長は、通常０．１〜３００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍである。チャネル長が短ければ取り出せる電流量は増えるが、逆にコンタクト抵抗の影響など短チャネル効果が発生し、制御が困難となるため、適正なチャネル長が必要である。ソース電極１とドレイン電極３との間の幅（チャネル幅）は通常１０〜１００００μｍ、好ましくは１００〜５０００μｍとなる。またこのチャネル幅は、ソース電極１とドレイン電極３の構造をくし型構造とすることなどにより、さらに長いチャネル幅を形成することが可能で、必要な電流量や素子の構造などにより、適切な長さにする必要がある。
【００４６】
ソース電極１及びドレイン電極３のそれぞれの構造（形）について説明する。ソース電極１の構造とドレイン電極３の構造とはそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
ボトムコンタクト構造の場合は、一般的にはリソグラフィー法を用いて各電極１、３、及び５を作製し、また各電極１、３、及び５は直方体に形成するのが好ましい。半導体層２上に電極１、３、及び５のあるトップコンタクト構造の場合はシャドウマスクなどを用いて蒸着することができ、インクジェットなどの手法を用いて電極パターンを直接印刷形成することもできる。電極１及び３の長さは前記のチャネル幅と同じでよい。電極１、３、及び５の幅には特に規定は無いが、電気的特性を安定化できる範囲で、素子の面積を小さくするためには短い方が好ましい。電極１、３、及び５の幅は、通常０．１〜１０００μｍであり、好ましくは０．５〜１００μｍである。電極１、３、及び５の厚さは、通常０．１〜１０００ｎｍであり、好ましくは１〜５００ｎｍであり、より好ましくは５〜２００ｎｍである。各電極１、３及び５には配線が連結されているが、配線も電極１、３、及び５とほぼ同様の材料により作製される。
【００４７】
絶縁体層４としては絶縁性を有する材料が用いられる。絶縁性を有する材料としては、例えば、ポリパラキシリレン、ポリアクリレート、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、ポリアミド、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、ポリスルホン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のポリマー及びこれらを組み合わせた共重合体；二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル等の金属酸化物；ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３などの強誘電性金属酸化物；窒化珪素、窒化アルミニウムなどの窒化物；硫化物、フッ化物などの誘電体；あるいは、これら誘電体の粒子を分散させたポリマー；等が使用しうる。絶縁体層４の膜厚は、材料によって異なるが、通常０．１ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは０．５ｎｍ〜５０μｍ、より好ましくは１ｎｍ〜１０μｍである。
【００４８】
半導体層２の材料として、本発明の一般式（１）で表される有機多環芳香族化合物の少なくとも一種の化合物を有機半導体材料として用いることができる。一般式（１）で表される有機多環芳香族化合物及びその化合物を含む組成物を用いて薄膜を形成し、成膜に溶剤を使用している場合は積極的に溶剤を蒸発させたのちに使用することが好ましい。後述するが蒸着方法で、半導体層２を形成する場合は上記一般式（１）で表される複数の有機多環芳香族化合物の混合物よりも、単一の化合物を有機半導体として用いることが特に好ましい。しかし、上記のようにトランジスタの特性を改善する目的等のための、ドーパント等の添加剤については、これを含有することを妨げない。溶液プロセスで半導体層２を形成する場合はこれに限らない。
【００４９】
上記の添加剤は、有機半導体材料の総量を１とした場合、通常０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％、より好ましくは０．１〜３重量％の範囲で添加するのがよい。
【００５０】
また半導体層２についても複数の層を形成していてもよいが、単層構造であることがより好ましい。半導体層２の膜厚は、必要な機能を失わない範囲で、薄いほど好ましい。図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｄに示すような横型の薄膜トランジスタにおいては、半導体層２に所定以上の膜厚があれば素子の特性は膜厚に依存しない一方、半導体層２の膜厚が厚くなると漏れ電流が増加してくることが多いためである。必要な機能を示すための半導体層２の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３μｍである。
【００５１】
薄膜トランジスタには、例えば基板６と絶縁体層４との間や絶縁体層４と半導体層２との間や素子の外面に必要に応じて他の層を設けることができる。例えば、半導体層２上に直接、又は他の層を介して、保護層を形成すると、湿度などの外気の影響を小さくすることができ、また、素子のＯＮ／ＯＦＦ比を上げることができるなど、電気的特性を安定化できる利点もある。
【００５２】
保護層の材料としては特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、ポリオレフィン等の各種樹脂からなる膜；酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪素等の無機酸化膜、及び窒化膜等の誘電体からなる膜、等が好ましく用いられ、特に、酸素や水分の透過率や吸水率の小さな樹脂（ポリマー）が好ましい。有機ＥＬディスプレイ用に開発されている保護材料も保護層の材料として使用が可能である。保護層の膜厚は、その目的に応じて任意の膜厚を選択できるが、通常１００ｎｍ〜１ｍｍである。
【００５３】
また、半導体層が積層される基板又は絶縁体層上などに予め表面処理を行うことにより、薄膜トランジスタ素子としての特性を向上させることが可能である。例えば基板表面の親水性／疎水性の度合いを調整することにより、その上に成膜される膜の膜質を改良しうる。特に、有機半導体材料は分子の配向など膜の状態によって特性が大きく変わることがある。そのため、基板などへの表面処理によって、基板などとその後に成膜される半導体層との界面部分の分子配向が制御されること、また基板や絶縁体層上のトラップ部位が低減されることにより、キャリア移動度等の特性が改良されるものと考えられる。トラップ部位とは、未処理の基板に存在する例えば水酸基のような官能基を指し、このような官能基が存在すると、電子が該官能基に引き寄せられ、この結果としてキャリア移動度が低下する。従って、トラップ部位を低減することもキャリア移動度等の特性改良には有効な場合が多い。
【００５４】
上記のような特性改良のための基板の処理としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン等による疎水化処理；塩酸や硫酸、酢酸等による酸処理；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等によるアルカリ処理；オゾン処理；フッ素化処理；酸素やアルゴン等のプラズマ処理；ラングミュア・ブロジェット膜の形成処理；その他の絶縁体や半導体の薄膜の形成処理；機械的処理；コロナ放電などの電気的処理；また、繊維等を利用したラビング処理等、およびその組み合わせが挙げられる。これらの態様において、例えば基板層と絶縁膜層や、絶縁膜層と有機半導体層等の各層を設ける方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、印刷法、ゾルゲル法等が適宜採用できる。
【００５５】
次に、薄膜トランジスタ素子の製造方法について、図１Ｂに示す態様例のトップコンタクトボトムゲート型薄膜トランジスタを例として、図２に基づき以下に説明する。この製造方法は前記した他の態様の薄膜トランジスタ等にも同様に適用しうるものである。
【００５６】
（薄膜トランジスタの基板６及び基板処理について）
薄膜トランジスタは、基板６上に必要な各種の層や電極を設けることで作製される（図２（１）参照）。基板６としては上記で説明したものが使用できる。この基板６上に前述の表面処理などを行うことも可能である。基板６の厚みは、必要な機能を妨げない範囲で薄い方が好ましい。基板６の厚みは、材料によっても異なるが、通常１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜５ｍｍである。また、必要により基板６に電極の機能を持たせるようにしてもよい。
【００５７】
（ゲート電極５の形成について）
基板６上にゲート電極５を形成する（図２（２）を参照）。電極材料としては上記で説明したものが用いられる。電極膜を成膜する方法としては、各種の方法を用いることができ、例えば真空蒸着法、スパッタ法、塗布法、熱転写法、印刷法、ゾルゲル法等が採用される。成膜時又は成膜後、所望の形状になるよう必要に応じてパターニングを行うのが好ましい。パターニングの方法としても各種の方法を用いうるが、例えばフォトレジストのパターニングとエッチングを組み合わせたフォトリソグラフィー法等が挙げられる。また、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法、及びこれら手法を複数組み合わせた手法を利用し、パターニングすることも可能である。ゲート電極５の膜厚は、材料によっても異なるが、通常０．１ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜５μｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜３μｍである。また、ゲート電極５が基板６を兼ねる場合は、ゲート電極５の膜厚は上記の膜厚より大きくてもよい。
【００５８】
（絶縁体層４の形成について）
ゲート電極５上に絶縁体層４を形成する（図２（３）参照）。絶縁体材料としては上記で説明したもの等が用いられる。絶縁体層４を形成するにあたっては各種の方法を用いうる。例えばスピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、キャスト、バーコート、ブレードコーティングなどの塗布法、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット等の印刷法、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、イオンプレーティング法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法、ＣＶＤ法などのドライプロセス法が挙げられる。その他、ゾルゲル法やアルミニウム上のアルマイト、シリコン上の二酸化シリコンのように金属上に酸化物膜を形成する方法等が採用される。尚、絶縁体層４と半導体層２とが接する部分においては、両層の界面で半導体を構成する分子、例えば上記式（１）で表される有機多環芳香族化合物の分子を良好に配向させるために、絶縁体層４に所定の表面処理を行うこともできる。表面処理の手法は、基板６の表面処理と同様のものを用いうる。絶縁体層４の膜厚は、その機能を損なわない範囲で薄い方が好ましい。通常０．１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．５ｎｍ〜５０μｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１０μｍである。
【００５９】
（有機半導体層の形成について）
本発明の上記一般式（１）で表される化合物を有機半導体材料として使用し、有機半導体層である半導体層２の形成に使用される（図２（４）参照）。半導体層２を成膜するにあたっては、各種の方法を用いることができる。具体的にはスパッタリング法、ＣＶＤ法、分子線エピタキシャル成長法、真空蒸着法等の真空プロセスでの形成方法；ディップコート法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法、スピンコート法等の塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法などの溶液プロセスでの形成方法；が挙げられる。
【００６０】
なお、本発明の上記一般式（１）で表される化合物を有機半導体材料として使用し、半導体層２を形成する場合には、印刷などの溶液プロセスや真空プロセスによって成膜し、半導体層２を形成する方法が挙げられる。
【００６１】
まず有機半導体材料を真空プロセスによって成膜し半導体層２を得る方法について説明する。真空プロセスによる成膜方法としては、前記の有機半導体材料をルツボや金属のボート中で真空下、加熱し、蒸発した有機半導体材料を基板（基板６、絶縁体層４、ソース電極１及びドレイン電極３など）に付着（蒸着）させる方法、すなわち真空蒸着法が好ましく採用される。この際、真空度は、通常１．０×１０−１Ｐａ以下、好ましくは１．０×１０−３Ｐａ以下である。また、蒸着時の基板温度によって半導体層２の特性、ひいては薄膜トランジスタの特性が変化する場合があるので、注意深く基板温度を選択するのが好ましい。蒸着時の基板温度は通常、０〜２００℃であり、好ましくは５〜１５０℃であり、より好ましくは１０〜１２０℃であり、さらに好ましくは１５〜１００℃であり、特に好ましくは２０〜８０℃である。
【００６２】
また、蒸着速度は、通常０．００１〜１０ｎｍ／秒であり、好ましくは０．０１〜１ｎｍ／秒である。有機半導体材料から形成される半導体層２の膜厚は、通常１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３μｍである。
【００６３】
尚、半導体層２を形成するための有機半導体材料を加熱、蒸発させ基板に付着させる蒸着方法に代えて、その他の手法を用いても良い。
【００６４】
次いで溶液プロセスによって成膜し半導体層２を得る方法について説明する。本発明の上記一般式（１）で表される有機多環芳香族化合物を溶剤等に溶解し、さらに必要であれば添加剤などを添加した組成物を、基板（絶縁体層４、ソース電極１及びドレイン電極３の露出部）に塗布する。塗布の方法としては、キャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法や、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法等、さらにはこれらの手法を複数組み合わせた方法が挙げられる。
【００６５】
更に、塗布方法に類似した方法として水面上に上記のインクを滴下することにより作製した有機半導体材料の単分子膜を基板に移し積層するラングミュアプロジェクト法、液晶や融液状態の材料を２枚の基板で挟んで毛管現象で基板間に導入する方法等も採用できる。
【００６６】
製膜時における基板や組成物の温度などの環境も重要で、基板や組成物の温度によってトランジスタの特性が変化する場合があるので、注意深く基板及び組成物の温度を選択するのが好ましい。基板温度は通常、０〜２００℃であり、好ましくは１０〜１２０℃であり、より好ましくは１５〜１００℃である。用いる組成物中の溶剤などに大きく依存するため、注意が必要である。
【００６７】
この方法により作製される半導体層２の膜厚は、機能を損なわない範囲で、薄い方が好ましい。膜厚が厚くなると漏れ電流が大きくなる懸念がある。半導体層２の膜厚は、通常１ｎｍ〜１０ｕｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜３μｍである。
【００６８】
このように形成された半導体層２（図２（４）参照）は、後処理によりさらに特性を改良することが可能である。例えば、熱処理により、成膜時に生じた膜（半導体層２）中の歪みが緩和されること、ピンホール等が低減されること、膜中の配列・配向が制御できると考えられていること等の理由により、有機半導体特性の向上や安定化を図ることができる。本発明の薄膜トランジスタの作成時には、この熱処理を行うことが特性の向上の為には効果的である。本熱処理は半導体層２を形成した後に基板を加熱することによって行う。熱処理の温度は特に制限は無いが、通常、室温から１５０℃で、好ましくは４０〜１２０℃、さらに好ましくは４５〜１００℃である。この時の熱処理時間については特に制限は無いが、通常１０秒から２４時間、好ましくは３０秒〜３時間程度である。その時の雰囲気は大気中でもよいが、窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気下でもよい。
【００６９】
また、その他の半導体層２の後処理方法として、酸素や水素等の酸化性あるいは還元性の気体や、酸化性あるいは還元性の液体などと処理することにより、酸化あるいは還元による特性変化を誘起することもできる。これは例えば膜中のキャリア密度の増加あるいは減少の目的で利用することが多い。
【００７０】
また、ドーピングと呼ばれる手法において、微量の元素、原子団、分子、高分子を半導体層２に加えることにより、半導体層２の特性を変化させることができる。例えば、酸素、水素、塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸；ＰＦ５、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸；ヨウ素等のハロゲン原子；ナトリウム、カリウム等の金属原子；等を半導体層２にドーピングすることができる。これは、半導体層２に対して、これらのガスを接触させたり、溶液に浸したり、電気化学的なドーピング処理をすることにより達成できる。これらのドーピングは半導体層２の作製後でなくても、有機半導体化合物の合成時に添加したり、有機半導体素子作製用のインクを用いて半導体層２を作製するプロセスでは、そのインクに添加したり、薄膜（半導体層２）を形成する工程段階などで添加することができる。また蒸着時に半導体層２を形成する材料に、ドーピングに用いる材料を添加して共蒸着したり、半導体層２を作製する時の周囲の雰囲気に混合したり（ドーピング材料を存在させた環境下で半導体層２を作製する）、さらにはイオンを真空中で加速して膜に衝突させてドーピングすることも可能である。
【００７１】
これらのドーピングの効果は、キャリア密度の増加あるいは減少による電気伝導度の変化、キャリアの極性の変化（Ｐ型、Ｎ型）、フェルミ準位の変化等が挙げられる。
【００７２】
（保護層７について）
半導体層２上に保護層７を形成すると、外気の影響を最小限にでき、また、有機薄膜トランジスタの電気的特性を安定化できるという利点がある（図２（６）参照）。保護層７の材料としては前記のものが使用される。保護層７の膜厚は、その目的に応じて任意の膜厚を採用できるが、通常１００ｎｍ〜１μｍである。
【００７３】
保護層を成膜するにあたっては各種の方法を採用しうるが、保護層が樹脂からなる場合は、例えば、樹脂溶液を塗布後、乾燥させて樹脂膜とする方法；樹脂モノマーを塗布、あるいは蒸着したのち重合する方法；などが挙げられる。成膜後に架橋処理を行ってもよい。保護層が無機物からなる場合は、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の真空プロセスでの形成方法や、ゾルゲル法等の溶液プロセスでの形成方法も用いることができる。
【００７４】
薄膜トランジスタにおいては有機半導体層上の他、各層の間にも必要に応じて保護層を設けることができる。それらの層は薄膜トランジスタの電気的特性の安定化に役立つ場合がある。
【００７５】
上記一般式（１）で表される化合物を有機半導体材料として用いているため比較的低温プロセスでの製造が可能である。従って、高温に曝される条件下では使用できなかったプラスチック板、プラスチックフィルム等のフレキシブルな材質も基板として用いることができる。その結果、軽量で柔軟性に優れた壊れにくい素子の製造が可能になり、ディスプレイのアクティブマトリクスのスイッチング素子等として利用することができる。
【００７６】
薄膜トランジスタは、メモリー回路素子、信号ドライバー回路素子、信号処理回路素子などのデジタル素子やアナログ素子としても利用できる。さらにこれらを組み合わせることによりＩＣカードやＩＣタグの作製が可能となる。更に、薄膜トランジスタは化学物質等の外部刺激によりその特性に変化を起こすことができるので、ＦＥＴセンサーとしての利用も可能である。
【００７７】
〔有機光電変換素子〕
本発明の記式（１）で表される化合物は近赤外吸収特性を有する化合物であることから、有機光電変換素子としての利用が期待される。
特に、本発明の有機光電変換素子に於ける光電変換層に用いることができる。当該素子に於いては、光に対する応答波長光の吸収帯の極大吸収が７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００７８】
有機光電変換素子は、対向する一対の電極膜間に光電変換部（膜）を配置した素子であって、電極膜の上方から光が光電変換部に入射されるものである。光電変換部は前記の入射光に応じて電子と正孔を発生するものであり、半導体により前記電荷に応じた信号が読み出され、光電変換膜部の吸収波長に応じた入射光量を示す素子である。光が入射しない側の電極膜には読み出しのためのトランジスタが接続される場合もある。光電変換素子は、アレイ状に多数配置されている場合、入射光量に加え入射位置情報をも示すため、撮像素子となる。又、より光源近くに配置された光電変換素子が、光源側から見てその背後に配置された光電変換素子の吸収波長を遮蔽しない（透過する）場合は、複数の光電変換素子を積層して用いてもよい。
【００７９】
本発明の有機光電変換素子は、前記式（１）で表される化合物を上記光電変換部の構成材料として用いることができる。
光電変換部は、光電変換層と、電子輸送層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、結晶化防止層及び層間接触改良層等から成る群より選択される一種又は複数種の光電変換層以外の有機薄膜層とから成ることが多い。本発明の化合物は光電変換層以外にも用いることもできるが、光電変換層の有機薄膜層として用いることが好ましい。光電変換層は前記式（１）で表される化合物のみで構成されていてもよいが、前記式（１）で表される化合物以外に、公知の赤外吸収物質その他を含んでいてもよい。
【００８０】
本発明の有機光電変換素子で用いられる電極膜は、後述する光電変換部に含まれる光電変換層が、正孔輸送性を有する場合や光電変換層以外の有機薄膜層が正孔輸送性を有する正孔輸送層である場合は、該光電変換層やその他の有機薄膜層から正孔を取り出してこれを捕集する役割を果たし、又光電変換部に含まれる光電変換層が電子輸送性を有する場合や、有機薄膜層が電子輸送性を有する電子輸送層である場合は、該光電変換層やその他の有機薄膜層から電子を取り出して、これを吐出する役割を果たすものである。よって、電極膜として用い得る材料は、ある程度の導電性を有するものであれば特に限定されないが、隣接する光電変換層やその他の有機薄膜層との密着性や電子親和力、イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選択することが好ましい。電極膜として用い得る材料としては、例えば、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）及び酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、白金、クロム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル及びタングステン等の金属：ヨウ化銅及び硫化銅等の無機導電性物質：ポリチオフェン、ポリピロール及びポリアニリン等の導電性ポリマー：炭素等が挙げられる。これらの材料は、必要により複数を混合して用いてもよいし、複数を２層以上に積層して用いてもよい。電極膜に用いる材料の導電性も、光電変換素子の受光を必要以上に妨げなければ特に限定されないが、光電変換素子の信号強度や、消費電力の観点から出来るだけ高いことが好ましい。例えばシート抵抗値が３００Ω／□以下の導電性を有するＩＴＯ膜であれば、電極膜として充分機能するが、数Ω／□程度の導電性を有するＩＴＯ膜を備えた基板の市販品も入手可能となっていることから、この様な高い導電性を有する基板を使用することが望ましい。ＩＴＯ膜（電極膜）の厚さは導電性を考慮して任意に選択することができるが、通常５乃至５００ｎｍ、好ましくは１０乃至３００ｎｍ程度である。ＩＴＯなどの膜を形成する方法としては、従来公知の蒸着法、電子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法及び塗布法等が挙げられる。基板上に設けられたＩＴＯ膜には必要に応じＵＶ−オゾン処理やプラズマ処理等を施してもよい。
【００８１】
電極膜のうち、少なくとも光が入射する側の何れか一方に用いられる透明電極膜の材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（Ａｌドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ２、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）等が挙げられる。光電変換層の吸収ピーク波長における透明電極膜を介して入射した光の透過率は、６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることが特に好ましい。
【００８２】
又、検出する波長の異なる光電変換層を複数積層する場合、それぞれの光電変換層の間に用いられる電極膜（これは上記記載の一対の電極膜以外の電極膜である）は、それぞれの光電変換層が検出する光以外の波長の光を透過させる必要があり、該電極膜には入射光の９０％以上を透過する材料を用いることが好ましく、９５％以上の光を透過する材料を用いることがより好ましい。
【００８３】
電極膜はプラズマフリーで作製することが好ましい。プラズマフリーでこれらの電極膜を作成することにより、電極膜が設けられる基板にプラズマ与える影響が低減され、光電変換素子の光電変換特性を良好にすることができる。ここで、プラズマフリーとは、電極膜の成膜時にプラズマが発生しないか、又はプラズマ発生源から基板までの距離が２ｃｍ以上、好ましくは１０ｃｍ以上、更に好ましくは２０ｃｍ以上であり、基板に到達するプラズマが減ぜられるような状態を意味する。
【００８４】
電極膜の成膜時にプラズマが発生しない装置としては、例えば、電子線蒸着装置（ＥＢ蒸着装置）やパルスレーザー蒸着装置等が挙げられる。ＥＢ蒸着装置を用いて透明電極膜の成膜を行う方法をＥＢ蒸着法と称し、パルスレーザー蒸着装置を用いて透明電極膜の成膜を行う方法をパルスレーザー蒸着法と称する。
【００８５】
成膜中プラズマを減ずることが出来るような状態を実現できる装置（以下、プラズマフリーである成膜装置という）としては、例えば、対向ターゲット式スパッタ装置やアークプラズマ蒸着装置等が考えられる。
【００８６】
透明導電膜を電極膜（例えば第一の導電膜）とした場合、ＤＣショート、あるいはリーク電流の増大が生じる場合がある。この原因の一つは、光電変換層に発生する微細なクラックがＴＣＯ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｘｉｄｅ）などの緻密な膜によって被覆され、透明導電膜とは反対側の電極膜との間の導通が増すためと考えられる。そのため、Ａｌなど膜質が比較して劣る材料を電極に用いた場合、リーク電流の増大は生じにくい。電極膜の膜厚を、光電変換層の膜厚（クラックの深さ）に応じて制御することにより、リーク電流の増大を抑制することができる。
【００８７】
通常、導電膜を所定の値より薄くすると、急激な抵抗値の増加が起こる。本実施形態の光センサ用光電変換素子における導電膜のシート抵抗は、通常１００乃至１００００Ω／□であり、膜厚の自由度が大きい。又、透明導電膜が薄いほど吸収する光の量が少なくなり、一般に光透過率が高くなる。光透過率が高くなると、光電変換層で吸収される光が増加して光電変換能が向上するため非常に好ましい。
【００８８】
本発明の有機光電変換素子が有する光電変換部は、光電変換層及び光電変換層以外の有機薄膜層を含む場合もある。光電変換部を構成する光電変換層には一般的に有機半導体膜が用いられるが、その有機半導体膜は一層若しくは複数の層であってもよく、一層の場合は、Ｐ型有機半導体膜、Ｎ型有機半導体膜、又はそれらの混合膜（バルクヘテロ構造）が用いられる。一方、複数の層である場合は、２〜１０層程度であり、Ｐ型有機半導体膜、Ｎ型有機半導体膜、又はそれらの混合膜（バルクヘテロ構造）の何れかを積層した構造であり、層間にバッファ層が挿入されていてもよい。
【００８９】
本発明の有機光電変換素子において、光電変換部を構成する光電変換層以外の有機薄膜層は、光電変換層以外の層、例えば、電子輸送層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、結晶化防止層又は層間接触改良層等としても用いられる。特に電子輸送層、正孔輸送層、電子ブロック層及び正孔ブロック層（以下「キャリアブロック層」とも表す。）から成る群より選択される一種以上の薄膜層として用いることにより、弱い光エネルギーでも効率よく電気信号に変換する素子が得られるため好ましい。
【００９０】
加えて、例えば、有機撮像素子は、一般的には高コントラスト化や省電力化を目的として、暗電流の低減により性能向上を目指すと考えられため、層構造内にキャリアブロック層を挿入する手法が好ましい。これらのキャリアブロック層は、有機エレクトロニクスデバイス分野では一般に用いられており、其々デバイスの構成膜中において正孔若しくは電子の逆移動を制御する機能を有する。
【００９１】
電子輸送層は、光電変換層で発生した電子を電極膜へ輸送する役割と、電子輸送先の電極膜から光電変換層に正孔が移動するのをブロックする役割とを果たす。正孔輸送層は、発生した正孔を光電変換層から電極膜へ輸送する役割と、正孔輸送先の電極膜から光電変換層に電子が移動するのをブロックする役割とを果たす。電子ブロック層は、電極膜から光電変換層への電子の移動を妨げ、光電変換層内での再結合を防ぎ、暗電流を低減する役割を果たす。正孔ブロック層は、電極膜から光電変換層への正孔の移動を妨げ、光電変換層内での再結合を防ぎ、暗電流を低減する機能を有する。
【００９２】
図１に本発明の有機光電変換素子の代表的な素子構造を示すが、本発明はこの構造に限定されるものではない。図１の態様例においては、１が絶縁部、２が一方の電極膜、３が電子ブロック層、４が光電変換層、５が正孔ブロック層、６が他方の電極膜、７が絶縁基材又は他の有機光電変換素子をそれぞれ表す。図中には読み出し用のトランジスタを記載していないが、２又は６の電極膜と接続されていればよく、更には光電変換層４が透明であれば、光が入射する側とは反対側の電極膜の外側に成膜されていてもよい。有機光電変換素子への光の入射は、光電変換層４を除く構成要素が、光電変換層の主たる吸収波長の光を入射することを極度に阻害することがなければ、上部若しくは下部からの何れからでもよい。
【００９３】
〔有機ＥＬ素子〕
上記一般式（１）で表される化合物は近赤外発光特性を利用した有機ＥＬ素子としての用途が期待される。
【００９４】
次に有機ＥＬ素子について説明する。
有機ＥＬ素子は固体で自己発光型の大面積カラー表示や照明などの用途に利用できることが注目され、数多くの開発がなされている。その構成は、陰極と陽極からなる対向電極の間に、発光層及び電荷輸送層の２層を有する構造のもの；対向電極の間に積層された電子輸送層、発光層及び正孔輸送層の３層を有する構造のもの；及び３層以上の層を有するもの；等が知られており、また発光層が単層であるもの等が知られている。
【００９５】
ここで正孔輸送層は、正孔を陽極から注入させ、発光層への正孔を輸送し、発光層へ正孔の注入を容易にする機能と電子をブロックする機能とを有する。また、電子輸送層は、電子を陰極から注入させ発光層へ電子を輸送し、発光層へ電子の注入を容易にする機能と正孔をブロックする機能を有する。さらに発光層においてはそれぞれ注入された電子と正孔が再結合することにより励起子が生じ、その励起子が放射失活する過程で放射されるエネルギーが発光として検出される。以下に有機ＥＬ素子の好ましい態様を記載する。
【００９６】
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との電極間に１層又は複数層の有機薄膜が形成された素子で、電気エネルギーにより発光する素子である。
【００９７】
有機ＥＬ素子において使用されうる陽極は、正孔を、正孔注入層、正孔輸送層、発光層に注入する機能を有する電極である。一般的に仕事関数が４．５ｅＶ以上の金属酸化物や金属、合金、導電性材料などが適している。具体的には、特に限定されるものでないが、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、金、銀、白金、クロム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステンなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーや炭素が挙げられる。それらの中でも、ＩＴＯやＮＥＳＡを用いることが好ましい。
【００９８】
陽極は、必要であれば、複数の材料を用いても、また２層以上で構成されていてもよい。陽極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できるものであれば限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが好ましい。例えばシート抵抗値が３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、数Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、低抵抗品を使用することが望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍの間で用いられる。ＩＴＯなどの膜形成方法としては、蒸着法、電子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法、塗布法などが挙げられる。
【００９９】
有機ＥＬ素子において使用されうる陰極は、電子を電子注入層、電子輸送層、発光層に注入する機能を有する電極である。一般的に仕事関数の小さい（おおよそ４ｅＶ以下である）金属や合金が適している。具体的には、白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムが挙げられるが、電子注入効率を上げて素子特性を向上させるためにはリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムが好ましい。合金としては、これら低仕事関数の金属を含むアルミニウムもしくは銀等の金属との合金、又はこれらを積層した構造の電極等が使用できる。積層構造の電極にはフッ化リチウムのような無機塩の使用も可能である。また、陽極側でなく陰極側へ発光を取り出す場合は、低温で製膜可能な透明電極としてもよい。膜形成方法としては、蒸着法、電子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法、塗布法などが挙げられるが、特に制限されるものではない。陰極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できるものであれば限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが好ましく、数１００〜数Ω／□程度が好ましい。膜厚は通常５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍの範囲で用いられる。
【０１００】
更に封止、保護のために、酸化チタン、窒化ケイ素、酸化珪素、窒化酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムなどの酸化物、窒化物、又はそれらの混合物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子、フッ素系高分子などで陰極を保護し、酸化バリウム、五酸化リン、酸化カルシウム等の脱水剤と共に封止することができる。
【０１０１】
また発光を取り出すために、一般的には素子の発光波長領域で十分に透明性を有する基板上に電極を作製することが好ましい。透明の基板としてはガラス基板やポリマー基板が挙げられる。ガラス基板はソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英などが用いられ、機械的・熱的強度を保つのに十分な厚みがあればよく、０．５ｍｍ以上の厚みが好ましい。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよく、無アルカリガラスの方が好ましい。このようなものとして、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスが市販されているのでこれを使用することもできる。またガラス以外のポリマーでできた基板としては、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル基板などが挙げられる。
【０１０２】
有機ＥＬ素子の有機薄膜は、陽極と陰極の電極間に、１層又は複数の層で形成されている。その有機薄膜に上記一般式（１）で表される化合物を含有させることにより、電気エネルギーにより発光する素子が得られる。
【０１０３】
有機薄膜を形成する１層又は複数の層の「層」とは、正孔輸送層、電子輸送層、正孔輸送性発光層、電子輸送性発光層、正孔阻止層、電子阻止層、正孔注入層、電子注入層、発光層、又は下記構成例９）に示すように、これらの層が有する機能を併せ持つ単一の層を意味する。本発明における有機薄膜を形成する層の構成としては、以下の構成例１）から９）が挙げられ、いずれの構成であってもよい。
【０１０４】
構成例
１）正孔輸送層／電子輸送性発光層。
２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層。
３）正孔輸送性発光層／電子輸送層。
４）正孔輸送層／発光層／正孔阻止層。
５）正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層。
６）正孔輸送性発光層／正孔阻止層／電子輸送層。
７）前記１）から６）の組み合わせのそれぞれにおいて、正孔輸送層もしくは正孔輸送性発光層の前に正孔注入層を更にもう一層付与した構成。
８）前記１）から７）の組み合わせのそれぞれにおいて、電子輸送層もしくは電子輸送性発光層の前に電子注入層を更にもう一層付与した構成。
９）前記１）から８）の組み合わせにおいて使用する材料をそれぞれ混合し、この混合した材料を含有する一層のみを有する構成。
なお、前記９）は、一般にバイポーラー性の発光材料と言われる材料で形成される単一の層；又は、発光材料と正孔輸送材料又は電子輸送材料を含む層を一層設けるだけでもよい。一般的に多層構造とすることで、効率良く電荷、すなわち正孔及び／又は電子を輸送し、これらの電荷を再結合させることができる。また電荷のクエンチングなどが抑えられることにより、素子の安定性の低下を防ぎ、発光の効率を向上させることができる。
【０１０５】
正孔注入層及び正孔輸送層は、正孔輸送材料を単独で、又は二種類以上の該材料の混合物を積層することにより形成される。正孔輸送材料としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンなどのトリフェニルアミン類、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）又はビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）類、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体やポルフィリン誘導体に代表される複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどが好ましく使用できる。素子作製に必要な薄膜を形成し、電極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる物質であれば特に限定されるものではない。正孔注入性を向上するための、正孔輸送層と陽極の間に設ける正孔注入層としては、フタロシアニン誘導体、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン）等のスターバーストアミン類、高分子系ではＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））等のポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール誘導体等で作成されたものが挙げられる。
【０１０６】
電子輸送層は、電子輸送材料を単独で、又は二種類以上の該材料の混合物を積層することにより形成される。電子輸送材料としては、電界を与えられた電極間において負極からの電子を効率良く輸送することが必要である。電子輸送材料は、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが好ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時及び使用時に発生しにくい物質であることが要求される。このような条件を満たす物質として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体に代表されるキノリノール誘導体金属錯体、トロポロン金属錯体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、ナフタルイミド誘導体、ナフタル酸誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、キノキサリン誘導体などが挙げられるが特に限定されるものではない。これらの電子輸送材料は単独でも用いられるが、異なる電子輸送材料と積層又は混合して使用しても構わない。電子注入性を向上するための、電子輸送層と陰極の間に設ける電子注入層としては、セシウム、リチウム、ストロンチウムなどの金属やフッ化リチウムなどが挙げられる。
【０１０７】
正孔阻止層は、正孔阻止性物質単独又は二種類以上の物質を積層、混合することにより形成される。正孔阻止性物質としては、バソフェナントロリン、バソキュプロイン等のフェナントロリン誘導体、シロール誘導体、キノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体などが好ましい。正孔阻止性物質は、正孔が陰極側から素子外部に流れ出てしまい発光効率が低下するのを阻止することができる化合物であれば特に限定されるものではない。
【０１０８】
発光層とは、発光する有機薄膜の意味であり、例えば強い発光性を有する正孔輸送層、電子輸送層又はバイポーラー輸送層であると言うことができる。発光層は、発光材料（ホスト材料、ドーパント材料など）により形成されていればよく、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の材料の組み合わせであってもよい。
【０１０９】
ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれであってもよい。発光層として例えば前述の正孔輸送層や電子輸送層が挙げられる。発光層に使用される材料としては、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、ナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フェニルブタジエン誘導体、スチリル誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、テトラセン誘導体、ペリレン誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、ポルフィリン誘導体や燐光性金属錯体（Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｅｕ錯体など）などが挙げられる。
【０１１０】
有機ＥＬ素子の有機薄膜の形成方法は、一般的に、真空プロセスである抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、溶液プロセスであるキャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法や、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法等、さらにはこれらの手法を複数組み合わせた方法を採用しうる。各層の厚みは、それぞれの物質の抵抗値・電荷移動度にもよるので限定することはできないが、０．５〜５０００ｎｍの間から選ばれる。好ましくは１〜１０００ｎｍ、より好ましくは５〜５００ｎｍである。
【０１１１】
有機ＥＬ素子を構成する有機薄膜のうち、陽極と陰極の電極間に存在する、発光層、正孔輸送層、電子輸送層などの薄膜の１層又は複数層に上記一般式（１）で表される化合物を含有させることにより、低電気エネルギーでも効率良く発光する素子が得られる。
【０１１２】
上記一般式（１）で表される化合物は正孔輸送層や発光層、電子輸送層として好適に用いることができる。例えば前述した電子輸送材料又は正孔輸送材料、発光材料などと組み合わせて使用することや混合して使用することができる。
【０１１３】
上記一般式（１）で表される化合物をドーパント材料と組み合わせたホスト材料として用いるときの、ドーパント材料の具体例としてはビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのペリレン誘導体、ペリノン誘導体、４−（ジシアノメチレン）−２メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈピラン（ＤＣＭ）やその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、オキサジン化合物、スクアリリウム化合物、ビオラントロン化合物、ナイルレッド、５−シアノピロメテン−ＢＦ４錯体等のピロメテン誘導体、さらに燐光材料としてアセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体や、Ｉｒ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｔ錯体、Ｏｓ錯体などのポルフィリン、オルトメタル金属錯体などを用いることができるが特にこれらに限定されるものではない。また２種類のドーパント材料を混合する場合は、ルブレンのようなアシストドーパントを用いてホスト色素からのエネルギーを効率良く移動して色純度の向上した発光を得ることも可能である。いずれの場合も高輝度特性を得るためには、蛍光量子収率が高いものをドーピングすることが好ましい。
【０１１４】
用いるドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、通常ホスト材料に対して３０質量％以下で用いる。好ましくは２０質量％以下であり、更に好ましくは１０質量％以下である。発光層におけるドーパント材料をホスト材料にドーピングする方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。また、ホスト材料にサンドイッチ状に挟んで使用することも可能である。この場合、一層又は二層以上のドーパント層として、ホスト材料と積層してもよい。
【０１１５】
これらのドーパント層は単独で各層を形成することもできるし、それらを混合して使用してもよい。また、ドーパント材料を、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（メチル）（メタ）アクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂）、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂に溶解又は分散させて用いることも可能である。
【０１１６】
有機ＥＬ素子はフラットパネルディスプレイとして好適に使用することができる。またフラットバックライトとしても用いることができ、この場合、有色光を発するものでも白色光を発するものでもいずれでも使用できる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ機器、自動車パネル、表示板、標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっている、パソコン用途のための従来のバックライトは、蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であったが、本発明の発光素子を用いたバックライトは、薄型、軽量が特徴であるため上記問題点は解消される。同様に照明にも有用に用いることができる。
【０１１７】
本発明の上記一般式（１）で表される化合物を用いると、発光効率が高く、寿命が長い有機ＥＬ表示装置を得る事が出来る。さらに薄膜トランジスタ素子を組み合わせることで印加電圧のオンオフ現象を電気的に高精度に制御した有機ＥＬ表示装置を低コストで供給することが可能となる。
【０１１８】
（有機半導体レーザー素子について）
上記一般式（１）で表される化合物は近赤外発光特性を利用して有機半導体レーザー素子としての利用が期待される。すなわち、上記一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体レーザー素子に共振器構造を組み込み、効率的にキャリアを注入して励起状態の密度を十分に高めることが出来れば、光が増幅されレーザー発振に至る事が期待される。従来、光励起によるレーザー発振が観測されるのみで、電気励起によるレーザー発振に必要とされる、高密度のキャリアを有機半導体素子に注入し、高密度の励起状態を発生させるのは非常に困難と提唱されているが、上記一般式（１）で表される化合物を含有する有機半導体素子を用いることで、高効率な発光（電界発光）が起こることが期待される。
【実施例】
【０１１９】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。合成例に記載の化合物は、必要に応じて質量分析スペクトル、核磁気共鳴スペクトル（「１Ｈ−ＮＭＲ」）により構造を決定した。
「１Ｈ−ＮＭＲ」は、ＬＡＭＢＤＡ‐ＮＭＲ（３９５．７５ＭＨｚ，σ値，ｐｐｍ，内部基準ＴＭＳ）を用いて行った。
以下の操作において、不活性ガス下の反応や測定には無水蒸留した溶媒を用い、その他の反応や操作においては市販一級または特級の溶媒を用いた。また、試薬は必要に応じて無水蒸留等で精製し、その他は市販一級または特級の試薬を用いた。
なお、有機光電変換素子の電流電圧の印加測定は、半導体パラメータアナライザ４２００−ＳＣＳ（ケースレーインスツルメンツ社製）を用いて行った。入射光の照射はＰＶＬ−３３００（朝日分光社製）により、照射光強度１３０μＷ、半値幅２０ｎｍの光源で３５０ｎｍ乃至１１００ｎｍの範囲で測定を行った。  
【０１２０】
（実施例１）
窒素雰囲気下、５０ｍＬの４口フラスコに２，７−ジブロモシクロペンタ［ｈｉ］アセアントリレン（１ｇ）、ジフェニルアミン（１．１ｇ）、ナトリウムｔ―ブトキシド（３７５ｍｇ）、トリ（ｏ―トリル）ホスフィン（３９６ｍｇ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（２３８ｍｇ）、トルエン（５０ｍＬ）を加え、６時間還流させた。反応液を水に注ぎ入れ、析出した固体を濾取した。濾取した固体をカラムクロマトグラフィーにより精製することで本発明の化合物（１）を緑色固体として得た。
化合物１は、収率３６％で得られた。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ６．７７（ｓ，２Ｈ）、６．９４（ｄ、２Ｈ）、７．１０−７．１４（ｍ、４Ｈ）、７．２５−７．３３（ｍ，２８Ｈ）、７．８９（ｄ、２Ｈ）という測定結果であった。
【０１２１】
上記化合物１の粉末約１ｍｇを量り取り、ジクロロメタンで１０−５ｍｏｌ／Ｌに希釈した。これらを吸収スペクトル測定装置にセットし紫外―可視―赤外吸収スペクトルを測定することで最大吸収波長を観測した。結果を図１に示す。
【０１２２】
（実施例２）
実施例１においてジフェニルアミンの代わりに４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸を用いる以外は実施例１と同様の処理を行うことにより本発明の化合物（１−２）を得た。
化合物（２）は、収率３８％で得られた。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ７．０５−７．１１（ｍ、４Ｈ）、７．１９−７．３５（ｍ、１８Ｈ）、７．５９（ｓ、２Ｈ）、７．７１−７．８０（ｍ，８Ｈ）、８．０７（ｄ、２Ｈ）、８．２５（ｄ、２Ｈ）という測定結果であった。
【０１２３】
上記化合物２の粉末約１ｍｇを量り取り、ジクロロメタンで１０−５ｍｏｌ／Ｌに希釈した。これらを吸収スペクトル測定装置にセットし紫外―可視―赤外吸収スペクトルを測定することで最大吸収波長を観測した。結果を図１に示す。
【０１２４】
（比較例１）
実施例１においてジフェニルアミンの代わりに５−へキシル−2−チオフェンボロン酸を用いる以外は実施例１と同様の処理を行うことにより比較化合物１を得た。
比較化合物１は、収率４５％で得られた。１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ８．２０（ｄ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、２Ｈ）、７．６９（ｄｄ、２Ｈ）、７．５５（ｓ、２Ｈ）、７．４０（ｄ，２Ｈ）、６．８５（ｄ、２Ｈ）、２．８９（ｔ、４Ｈ）、１．７８−１．７２（ｍ、４Ｈ）、１．５０−１．３２（ｍ、１２Ｈ）０．９２（ｔ、６Ｈ）という測定結果であった。
【０１２５】
【化１１】
2018076241.tif 000012
図１より、本発明の化合物はいずれも７００ｎｍから１０００ｎｍの近赤外領域に主たる吸収波長を持つことが分かる。
【０１２６】
（実施例３、比較例２）有機薄膜トランジスタ素子の作製およびその評価
実施例１で得られた化合物１および比較例１で得られた化合物を、真空蒸着法を用い、ＳｉＯ２熱酸化膜付きｎドープシリコンウェハー上に成膜した。次に、当該有機薄膜上にシャドウマスクを用いてＡｕを真空蒸着することでソース・ドレイン電極を作製した。今回作製した有機トランジスタデバイスの設定はチャネル長５０μｍ、チャネル幅１．５ｍｍである。このようにして作製した有機トランジスタデバイスデバイスはトップコンタクト型である。
【０１２７】
（有機薄膜トランジスタ素子の評価）
有機薄膜トランジスタ素子の性能は、ゲートに電位をかけた状態でソース・ドレイン間に電位をかけた時に流れた電流量に依存する。この電流値を測定することでトランジスタの特性である移動度を決めることができる。移動度は、絶縁体としてのＳｉＯ２にゲート電界を印加した結果、有機半導体層中に生じるキャリア種の電気的特性を表現する下記式（ａ）から算出することができる。
【０１２８】
Ｉｄ＝ＺμＣｉ（Ｖｇ−Ｖｔ）２／２Ｌ・・・（ａ）
ここで、Ｉｄは飽和したソース・ドレイン電流値、Ｚはチャネル幅、Ｃｉは絶縁体の電気容量、Ｖｇはゲート電位、Ｖｔはしきい電位、Ｌはチャネル長であり、μは決定する移動度（ｃｍ２／Ｖｓ）である。Ｃｉは用いたＳｉＯ２絶縁膜の誘電率、Ｚ，Ｌは有機トランジスタデバイスのデバイス構造よりに決まり、Ｉｄ，Ｖｇは有機トランジスタデバイスの電流値の測定時に決まり、ＶｔはＩｄ，Ｖｇから求めることができる。式（ａ）に各値を代入することで、それぞれのゲート電位での移動度を算出することができる。移動度はトランジスタの性能を表す値である。
【０１２９】
実施例３及び比較例２の有機薄膜トランジスタ素子の半導体特性についての評価を行い、移動度の評価を行ったところ、実施例３の有機薄膜トランジスタ素子では８．５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓであり、本発明の化合物が半導体として機能することが分かった。
【０１３０】
一方、比較例２の有機薄膜トランジスタ素子は半導体特性を示さなかった。作成した薄膜を重クロロホルムに溶解し１Ｈ−ＮＭＲを測定したところ、薄膜作製以前のピークに加え、多数の新たなピークが観測され、真空蒸着により化合物が分解したと考えられる。以上より、比較例のような構造を持つ化合物は真空蒸着に適さないことが分かった。
【０１３１】
（実施例４）有機光電変換素子の作製
予め洗浄したＩＴＯ透明導電ガラス（ジオマテック社製、ＩＴＯ膜厚１５０ｎｍ）に、実施例１で得られた化合物１を抵抗加熱真空蒸着し、８０ｎｍの膜厚に成膜した。次いで、電極としてアルミニウムを抵抗加熱真空蒸着し、１００ｎｍの膜厚に抵抗加熱真空蒸着し、本発明の有機光電変換素子を作製した。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
以上のように、本発明での化合物は、７００〜２５００ｎｍの近赤外領域に吸収帯を持ち、真空蒸着が可能であり、さらに半導体特性も有しているため、近赤外領域の光を吸収する有機エレクトロニクス材料として用いることができ、特に、有機薄膜トランジスタデバイス、薄膜光電変換デバイス、有機ＥＬデバイス等のエレクトロニクス分野に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  ソース電極
２  半導体層
３  ドレイン電極
４  絶縁体層
５  ゲート電極
６  基板
７  保護層
１１  絶縁部
１２  上部電極
１３  電子ブロック層
１４  光電変換部
１５  正孔ブロック層
１６  下部電極
１７  絶縁基材、もしくは他光電変換素子
【図１Ａ】
2018076241.tif 000015
【図１Ｂ】
2018076241.tif 000016
【図１Ｃ】
2018076241.tif 000017
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
2018076241.tif 000020
【図２】
2018076241.tif 000021
【図３】
2018076241.tif 000022
【図４】
2018076241.tif 000023