(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
0006497560.tif 000046
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又はシアノ基を表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、置換又は無置換の鎖式炭化水素基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基を表す。Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。式中Ａは一般式（２）〜（４）
【化２】
0006497560.tif 000047
【化３】
0006497560.tif 000048
【化４】
0006497560.tif 000049
のいずれか１つで表される基であり、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素基を表し、＊１はＸ１との結合手を表し、＊２はＸ２との結合手を表し、＊３はＲ１に結合している炭素原子との結合手を表し、＊４はＲ２に結合している炭素原子との結合手を表す。）で表されることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項２】
請求項１に記載の縮合多環芳香族化合物であって、
上記置換又は無置換の複素環基が、置換又は無置換の複素芳香族基、又は、置換又は無置換のピラニル基であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の縮合多環芳香族化合物であって、
上記Ｘ１及びＸ２が、硫黄原子であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の縮合多環芳香族化合物であって、
上記Ｒ１及びＲ２が、水素原子であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の縮合多環芳香族化合物であって、
上記Ｒ５及びＲ６が、炭素数１〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有する炭化水素オキシ基であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【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であって、
上記Ｒ３及びＲ４が、ハロゲン原子であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項７】
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であって、
上記Ｒ３及びＲ４が、炭素数１〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項８】
請求項７に記載の縮合多環芳香族化合物であって、
上記Ａが、一般式（２）で表される基であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物。
【請求項９】
請求項１に記載の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の製造方法であって、
一般式（５）
【化５】
0006497560.tif 000050
（式中、Ｙ１はハロゲン原子を表し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又は、シアノ基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。式中ａは一般式（６）〜（８）
【化６】
0006497560.tif 000051
【化７】
0006497560.tif 000052
【化８】
0006497560.tif 000053
のいずれか１つで表される基であり、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、又は置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素基を表し、＊１はＸ１との結合手を表し、＊２はＸ２との結合手を表し、＊３はＲ１に結合している炭素原子との結合手を表し、＊４はＲ２に結合している炭素原子との結合手を表す。）で表される化合物と、
一般式（９）
【化９】
0006497560.tif 000054
（式中Ｒ７は置換又は無置換の鎖式炭化水素基、又は、置換又は無置換の炭化水素オキシ基を表す。）で表される化合物とを反応させる工程を含むことを特徴とする縮合多環芳香族化合物の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の縮合多環芳香族化合物の製造方法であって、
上記置換又は無置換の複素環基が、置換又は無置換の複素芳香族基、又は、置換又は無置換のピラニル基であることを特徴とする縮合多環芳香族化合物の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８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ことを特徴とする有機半導体材料。
【請求項１２】
請求項１１に記載の有機半導体材料であって、
上記有機半導体材料が、トランジスタ材料であることを特徴とする有機半導体材料。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の縮合多環芳香族化合物と溶媒とを含むことを特徴とする薄膜形成用組成物。
【請求項１４】
請求項１３に記載の薄膜形成用組成物であって、
上記縮合多環芳香族化合物の含有量が、上記薄膜形成用組成物の全量に対して、０．０１重量％〜１０重量％の範囲内であることを特徴とする薄膜形成用組成物。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の縮合多環芳香族化合物を含むことを特徴とする薄膜。
【請求項１６】
請求項１５に記載の薄膜を含むことを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項１７】
請求項１５に記載の薄膜を含むことを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項１８】
請求項１３又は１４に記載の薄膜形成用組成物を、薄膜を形成しようとする表面上に塗布する工程を含むことを特徴とする有機半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の縮合多環芳香族化合物及びこれを含む有機半導体材料、薄膜形成用組成物、薄膜、有機半導体デバイス、並びに、縮合多環芳香族化合物及び有機半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体材料を用いた有機ＥＬデバイス、有機トランジスタ、有機薄膜光電変換デバイス等の有機半導体デバイスが注目されており、実用化が始まっている。これらの有機半導体デバイスの基本的物性の中では、キャリア移動度が重要である。例えば、有機ＥＬデバイスにおいては、高効率での発光や低電圧での駆動のために、電荷の輸送効率を高める必要があり、キャリア移動度が重要になる。また、有機トランジスタにおいては、スイッチング速度や駆動する装置の性能に直接影響するキャリア移動度及びオン／オフ比が重要になる。【０００３】
従来、有機半導体材料においては、無機半導体材料と同様に、ｐ型（ホール輸送）有機半導体材料（以下、「ｐ型材料」という）とｎ型（電子輸送）有機半導体材料（以下、「ｎ型材料」という）とが知られている。例えば、ＣＭＯＳ（相補形金属酸化膜半導体）等の論理回路を作製するためには、ｐ型材料及びｎ型材料が必要となる。【０００４】
これまでに、ｐ型材料については多くの研究がなされ、高性能の有機半導体デバイスを実現できる材料の報告が数多くなされている一方で、ｎ型材料については、研究があまり進んでおらず、高性能の有機半導体デバイスを実現できるｎ型材料は限られている。【０００５】
例えば、特許文献１〜２及び非特許文献１〜２には、ｎ型材料として利用可能な化合物として、オリゴチオフェンキノイド、ベンゾジチオフェンキノイド等のキノイド構造を有する化合物が開示されている。特許文献１〜２及び非特許文献１〜２に開示の化合物を用いて作製された有機トランジスタは、キャリア移動度を向上させるためのアニール処理が施されてない状態で、２．８７×１０−７〜６．３×１０−３ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１の移動度を示す（特許文献１の段落［０１９２］、特許文献２の段落［０２８０］〜［０３０３］、非特許文献１のｐ４１８５の右欄１０〜１８行目、並びに、非特許文献２のｐ５６８の左欄１〜５行目参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８−０３２７１５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４２３３９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００２，１２４，４１８４−４１８５．
【非特許文献２】Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，２００９，３８，５６８−５６９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機半導体デバイスにおいては、上記の通り、キャリア移動度が重要であることから、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度の向上を目的として、ｎ型材料として利用可能な新規の化合物の開発が進められている。【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ｎ型材料として利用可能な新規の化合物及びこの化合物を含む有機半導体材料、薄膜形成用組成物、薄膜、有機半導体デバイスを提供することを目的とする。また、本発明は、ｎ型材料として利用可能な新規の化合物の製造方法、及びこの化合物を含む有機半導体デバイスの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく、新規な縮合多環芳香族化合物を開発し、さらにその有機半導体材料（ｎ型材料）としての利用可能性を検討し、本発明を完成するに至った。【００１１】
即ち、本発明の縮合多環芳香族化合物は、一般式（１）【００１２】
【化１】
0006497560.tif 000002
【００１３】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又はシアノ基を表し、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、置換又は無置換の鎖式炭化水素基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基を表す。Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。式中Ａは一般式（２）〜（４）【００１４】
【化２】
0006497560.tif 000003
【００１５】
【化３】
0006497560.tif 000004
【００１６】
【化４】
0006497560.tif 000005
【００１７】
のいずれか１つで表される基であり、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又はシアノ基を表し、＊１はＸ１との結合手を表し、＊２はＸ２との結合手を表し、＊３はＲ１に結合している炭素原子との結合手を表し、＊４はＲ２に結合している炭素原子との結合手を表す。）で表されることを特徴とする。【００１８】
この縮合多環芳香族化合物は新規な化合物であり、当該縮合多環芳香族化合物は、電子を吸引するシアノ基により極性構造をもつため、有機半導体デバイスにおいて、電子がキャリアとして働くｎ型有機半導体の材料（ｎ型材料）に利用することが可能である。また、本発明の縮合多環芳香族化合物は、有機半導体デバイスの有機半導体材料に利用されることで、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度を向上させることができる。【００１９】
また、本発明の縮合多環芳香族化合物の製造方法は、上記一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の製造方法であって、一般式（５）【００２０】
【化５】
0006497560.tif 000006
【００２１】
（式中、Ｙ１はハロゲン原子を表し、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又は、シアノ基を表し、Ｘ１及びＸ２はそれぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。式中ａは下記一般式（６）〜（８）【００２２】
【化６】
0006497560.tif 000007
【００２３】
【化７】
0006497560.tif 000008
【００２４】
【化８】
0006497560.tif 000009
【００２５】
のいずれか１つで表される基であり、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換又は無置換の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の芳香族炭化水素基、置換又は無置換の複素環基、置換又は無置換の炭化水素オキシ基、置換又は無置換の炭化水素オキシカルボニル基、置換又は無置換のアシル基、又は、シアノ基を表し、＊１はＸ１との結合手を表し、＊２はＸ２との結合手を表し、＊３はＲ１に結合している炭素原子との結合手を表し、＊４はＲ２に結合している炭素原子との結合手を表す。）で表される化合物と、一般式（９）【００２６】
【化９】
0006497560.tif 000010
【００２７】
（式中Ｒ７は置換又は無置換の鎖式炭化水素基、又は、置換又は無置換の炭化水素オキシ基を表す。）で表される化合物とを反応させる工程を含むことを特徴とする。【００２８】
この製造方法によれば、新規の縮合多環芳香族化合物を製造することができる。また、この製造方法により製造された縮合多環芳香族化合物は、電子を吸引するシアノ基により極性構造をもつため、有機半導体デバイスにおいて、電子がキャリアとして働くｎ型有機半導体の材料（ｎ型材料）として利用することが可能である。また、この製造方法により製造された縮合多環芳香族化合物は、有機半導体デバイスの有機半導体材料に利用されることで、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度を向上させることができる。【００２９】
また、本発明の有機半導体材料は、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含有することを特徴とする。【００３０】
この有機半導体材料は、本発明の縮合多環芳香族化合物を含有するものであるため、有機半導体デバイスに利用されることで、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度を向上させることができる。【００３１】
また、本発明の薄膜形成用組成物は、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物と溶媒とを含むことを特徴とする。【００３２】
この薄膜形成用組成物は、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含むものであるから、この薄膜形成用組成物を用いて形成した薄膜は、有機半導体デバイスにおいて、半導体層を構成する薄膜として利用可能である。【００３３】
また、本発明の薄膜は、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含むことを特徴とする。【００３４】
この薄膜は、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含むものであるから、有機半導体デバイスにおいて、半導体層を構成する薄膜として利用可能である。【００３５】
また、本発明の有機半導体デバイスは、上記した本発明の薄膜を含むことを特徴とする。【００３６】
この有機半導体デバイスによれば、上記した本発明の薄膜を含み、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含むことから、キャリア移動度が向上する。【００３７】
また、本発明の有機トランジスタは、上記した本発明の薄膜を含むことを特徴とする。【００３８】
この有機トランジスタによれば、上記した本発明の薄膜を含み、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含むことから、キャリア移動度が向上する。【００３９】
また、有機半導体デバイスの製造方法は、上記した本発明の薄膜形成用組成物を、薄膜を形成しようとする表面上に塗布する工程を含むことを特徴とする。【００４０】
この製造方法によれば、上記した本発明の縮合多環芳香族化合物を含む本発明の薄膜形成用組成物を用いることによって、有機半導体デバイスのキャリア移動度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、ｎ型材料として利用可能な新規の化合物及びこの化合物を含む有機半導体材料、薄膜形成用組成物、薄膜、有機半導体デバイスを提供することができる。また、本発明によれば、ｎ型材料として利用可能な新規の化合物の製造方法、及びこの化合物を含む有機半導体デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の有機トランジスタのいくつかの態様例を示す概略断面図であり、（ａ）はボトムコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタの態様例を示す概略断面図であり、（ｂ）はトップコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタの態様例を示す概略断面図であり、（ｃ）はトップコンタクト−トップゲート型有機トランジスタの態様例を示す概略断面図であり、（ｄ）はトップ＆ボトムコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタの態様例を示す概略断面図であり、（ｅ）は静電誘導トランジスタの態様例を示す概略断面図であり、（ｆ）はボトムコンタクト−トップゲート型有機トランジスタの態様例を示す断面概略図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの一態様例としてのトップコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタの製造方法を説明するための説明図であり、（ａ）〜（ｆ）は上記製造方法の各工程を示す概略断面図である。
【図３】本発明の有機半導体デバイスの一態様としての有機太陽電池デバイスの構造の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１で得られた縮合多環芳香族化合物（化合物１１２）の電子吸収スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の実施例１で得られた縮合多環芳香族化合物（化合物１１２）のサイクリックボルタモグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００４４】
〔一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物〕
下記一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物について説明する。
【００４５】
【化１０】
0006497560.tif 000011
【００４６】
上記一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基、アシル基、又はシアノ基を表し、水素原子であることが好ましい。また、Ｒ５及びＲ６はそれぞれ独立して、鎖式炭化水素基、又は、炭化水素オキシ基を表し、炭素数１〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有する炭化水素基又は炭化水素オキシ基であることが好ましく、これらのうち炭素数４〜１０の直鎖の炭化水素オキシ基が特に好ましい。前記脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基、アシル基、及び鎖式炭化水素基は、それぞれ、置換されていても、無置換であってもよい。置換位置及び置換個数、置換基の種類は特に限定されるものではなく、２個以上の置換基を持つ場合は２種類以上の置換基を混在させることが可能である。なお、置換基としては、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基、アシル基、又はシアノ基が挙げられる。Ｘ１〜Ｘ２はそれぞれ独立して酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表す。
【００４７】
上記一般式（１）において、Ａは下記一般式（２）〜（４）のいずれかで表される基である。
【００４８】
【化１１】
0006497560.tif 000012
【００４９】
【化１２】
0006497560.tif 000013
【００５０】
【化１３】
0006497560.tif 000014
【００５１】
上記一般式（２）〜（４）において、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ、独立して水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基、アシル基、又はシアノ基を表し、ハロゲン原子、又は、炭素数１〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であることが好ましく、これらのうち塩素原子、又は炭素数６〜１４の直鎖のアルキル基であることが特に好ましい。前記脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基及びアシル基は、それぞれ、置換されていても、無置換であってもよい。置換位置及び置換個数、置換基の種類は特に限定されるものではなく、２個以上の置換基を持つ場合は２種類以上の置換基を混在させることが可能である。なお、置換基としては、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、炭化水素オキシ基、炭化水素オキシカルボニル基、アシル基、又はシアノ基が挙げられる。また、上記一般式（２）〜（４）において、＊１はＸ１との結合手を表し、＊２はＸ２との結合手を表し、＊３はＲ１に結合している炭素原子との結合手を表し、＊４はＲ２に結合している炭素原子との結合手を表す。
【００５２】
上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【００５３】
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖又は分岐状の脂肪族炭化水素基である鎖式炭化水素基と、環状の脂肪族炭化水素基である脂環式炭化水素基とに大別される。
【００５４】
上記鎖式炭化水素基としては、飽和又は不飽和の直鎖又は分岐状の脂肪族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、４〜１８がさらに好ましい。ここで、上記鎖式炭化水素基の具体例としては、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。これらの中でも、飽和の直鎖又は分岐状の脂肪族炭化水素基（即ち、アルキル基）が好ましく、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−セチル基、２−エチルへキシル基、２−ブチルオクチル基、２−ヘキシルデシル基が特に好ましい。
【００５５】
上記脂環式炭化水素基としては、飽和又は不飽和の環状の脂肪族炭化水素基が挙げられ、上記脂環式炭化水素基の具体例としては、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。
【００５６】
上記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、ベンゾピレニル基等が挙げられる。これらのうち好ましいものはフェニル基、ナフチル基であり、特にフェニル基が好ましい。
【００５７】
上記複素環基としては、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、ピロリル基、イミダゾリル基、チエニル基、フリル基、ピリドニル基等の非縮合系の複素芳香族基；キノリル基、イソキノリル基、インドレニル基、カルバゾリル基、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、ベンゾフリル基のような縮合系の複素芳香族基；ピラニル基等が挙げられる。これらのうち好ましいものはピリジル基及びチエニル基であり、特にチエニル基が好ましい。
【００５８】
上記炭化水素オキシ基としては、上記鎖式炭化水素基を含む炭化水素オキシ基が挙げられる。
【００５９】
上記炭化水素オキシカルボニル基、アシル基としては、上記鎖式炭化水素基を含む炭化水素オキシカルボニル基、上記鎖式炭化水素基を含むアシル基が挙げられる。
【００６０】
上記Ｘ１〜Ｘ２はそれぞれ独立して酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、硫黄原子が好ましい。
【００６１】
上記一般式（２）〜（４）において、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ、１つずつ導入されている。また、上記一般式（２）〜（４）において、Ｒ３及びＲ４が導入される部位は、特に制限されない。具体的には、上記一般式（２）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の７位及び８位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の３位及び４位に対応する位置のいずれであってもよい。また、上記一般式（３）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の５位及び６位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の１位及び２位に対応する位置のいずれであってもよい。また、上記一般式（４）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の５位及び８位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の１位及び４位に対応する位置のいずれであってもよい。
【００６２】
〔一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の製造方法〕
一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物は、以下のスキームに示すように、一般式（５）で表される化合物と一般式（９）で表される化合物との反応で得られる。よって、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の製造方法は、一般式（５）で表される化合物と一般式（９）で表される化合物とを反応させる工程を含む。
【００６３】
【化１４】
0006497560.tif 000015
【００６４】
一般式（５）中のＸ１、Ｘ２、Ｒ１、及びＲ２は、それぞれ、前述の一般式（１）中のＸ１、Ｘ２、Ｒ１及びＲ２と同様である。Ｒ７は鎖式炭化水素基又は炭化水素オキシ基を表し、炭素数１〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有する炭化水素基又は炭化水素オキシ基であることが好ましく、これらのうち炭素数４〜１０の直鎖の炭化水素オキシ基が特に好ましい。また、一般式（５）中のＹ１はハロゲン原子を表し、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子があげられ、これらの中でも臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。
【００６５】
また、一般式（５）中のａは、下記一般式（６）〜（８）のいずれかで表される基である。
【００６６】
【化１５】
0006497560.tif 000016
【００６７】
【化１６】
0006497560.tif 000017
【００６８】
【化１７】
0006497560.tif 000018
【００６９】
上記一般式（６）〜（８）中のＲ３、Ｒ４、及び＊１〜＊４は、それぞれ、一般式（２）〜（４）中のＲ３、Ｒ４、及び＊１〜＊４と同様である。
【００７０】
上記一般式（６）〜（８）において、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ、１つずつ導入されている。また、上記一般式（６）〜（８）において、Ｒ３及びＲ４が導入される部位は、特に制限されない。具体的には、上記一般式（６）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の７位及び８位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の３位及び４位に対応する位置のいずれであってもよい。また、上記一般式（７）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の５位及び６位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の１位及び２位に対応する位置のいずれであってもよい。また、上記一般式（８）において、Ｒ３の導入部位は、ナフタレン骨格の５位及び８位に対応する位置のいずれであってもよく、Ｒ４の導入部位は、ナフタレン骨格の１位及び４位に対応する位置のいずれであってもよい。
【００７１】
また、一般式（９）中のＲ７は、置換又は無置換の鎖式炭化水素基、又は、置換又は無置換の炭化水素オキシ基を表す。鎖式炭化水素基及び炭化水素オキシ基としては前述と同様である。
【００７２】
本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物は、たとえば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２０１０、１３２、１０４５３．に記載の方法を応用することで合成することができる。具体的には一般式（５）で表される化合物を溶媒中、又は無溶媒中、触媒を用いて、塩基の存在下、一般式（９）で表される化合物と反応させることにより、一般式（１）で表される化合物（縮合多環芳香族化合物）が得られる。なお、一般式（５）で表される化合物として、ａが一般式（６）で表される化合物を使用した場合には、Ａが一般式（２）で表される一般式（１）で表される化合物が得られ、一般式（５）で表される化合物として、ａが一般式（７）で表される化合物を使用した場合には、Ａが一般式（３）で表される一般式（１）で表される化合物が得られ、一般式（５）で表される化合物として、ａが一般式（８）で表される化合物を使用した場合には、Ａが一般式（４）で表される一般式（１）で表される化合物が得られる。
【００７３】
一般式（１）で表される化合物の製造に用いる触媒としてはＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、ＰｄＣｌ２等のパラジウム系の触媒を用いることが好ましい。この触媒の使用量としては、特に限定するものではないが、上記一般式（２）で表される化合物１モルに対して、０．００１〜１モル、好ましくは０．０１〜０．５モル、より好ましくは０．０５〜０．３モルである。また、例えば、トリフェニルホスフィン、１，１’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン(ｄｐｐｆ)、１，２−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン（ｄｐｐｅ）、１，３−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン（ｄｐｐｐ）等のホスフィン系配位子等を上記触媒として用いることもできる。
【００７４】
一般式（１）で表される化合物の製造に用いる塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水素化カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基があげられ、好ましくは水素化ナトリウムが挙げられる。この塩基の使用量としては、特に限定されるものではないが、反応に必要量あればよく、上記一般式（５）で表される化合物１モルに対して、０．１〜１００モル、好ましくは０．５〜５０モル、より好ましくは１〜１０モルである。
【００７５】
一般式（１）で表される化合物の製造において、一般式（５）で表される化合物と、一般式（９）で表される化合物との反応は、溶媒中で行ってもよいし、無溶媒中で行ってもよい。上記反応を溶媒中で行う場合の反応溶媒としては、ジエチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル系溶媒；ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒；メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。上記反応溶媒としては、エーテル系溶媒が好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。この溶媒の使用量としては、特に限定されるものではないが、上記一般式（５）で表される化合物１モルに対して、０〜１００００モル程度である。
【００７６】
一般式（５）で表される化合物と、一般式（９）で表される化合物とを反応させる際の温度（反応温度）としては、−５０℃〜３００℃が好ましい。この範囲内で必要に応じて反応温度を変化させてもよく、より好ましくは０℃〜２５０℃、さらに好ましくは１０℃〜２００℃である。
【００７７】
また、一般式（５）で表される化合物と、一般式（９）で表される化合物とを反応させる時間（反応時間）は１０分〜１０００時間が好ましい。上記反応は、短時間で終了することが好ましく、上記反応時間は、より好ましくは３０分〜１００時間、さらに好ましくは３０分〜２４時間である。また、短時間で反応が終了するように、反応温度、触媒、塩基、溶媒の使用量を調整することが好ましい。
【００７８】
一般式（５）で表される化合物と、一般式（９）で表される化合物とを反応させた後、必要に応じて公知の単離、精製方法によって、上記反応得られた反応混合物から目的物（即ち、一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物）を単離、精製してもよい。上記目的物が有機半導体として用いられる場合は、当該目的物に高い純度が求められることも多いことから、再結晶、カラムクロマトグラフィー及び真空昇華精製等の公知の方法を採用して、精製を行うことが好ましい。また必要に応じて、これらの手法を組み合わせて精製を行ってもよい。
【００７９】
上記一般式（５）で表わされる化合物（複素環化合物）の製造方法としては従来公知の方法を用いることができる。
【００８０】
すなわち、たとえば、下記一般式（１０）で表される化合物をＣｈｅｍ．Ｒｅｖ．，２０１０，１１０，８９０．に記載の方法でハロゲン化することにより、一般式（５）で表される化合物を製造することができる。なお、一般式（１０）で表される化合物はＯｒｇ．Ｌｅｔｔ．，２０１２、１４、４７１８に記載の方法で合成することができる。
【００８１】
【化１８】
0006497560.tif 000019
【００８２】
上記、一般式（１０）中のａ、Ｘ１、Ｘ２、Ｒ１、及びＲ２は、それぞれ、一般式（５）中のａ、Ｘ１、Ｘ２、Ｒ１、及びＲ２と同様である。
【００８３】
〔一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の具体例〕
本発明に係る一般式（１）で表される具体例を以下に示す。
【００８４】
まず、上記一般式（１）で表される化合物であって、一般式（１）中のＡが上記一般式（２）で表される基である化合物の具体例（化合物１０１〜１５７）を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８５】
化合物１０１〜１５１は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子である化合物、即ち、下記一般式（１１）で表される化合物である。
【００８６】
【化１９】
0006497560.tif 000020
【００８７】
表１及び表２に、化合物１０１〜１５１についてのＲ３〜Ｒ６を示す。
【００８８】
【表１】
0006497560.tif 000021
【００８９】
【表２】
0006497560.tif 000022
【００９０】
化合物１５２及び１５３は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が酸素原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物１５２のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物１５３のＲ３及びＲ４は、ドデシル（Ｃ１２Ｈ２５）基である。
【００９１】
【化２０】
0006497560.tif 000023
【００９２】
化合物１５４及び１５５は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２がセレン原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物１５４のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物１５５のＲ３及びＲ４は、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である。
【００９３】
【化２１】
0006497560.tif 000024
【００９４】
化合物１５６及び１５７は、一般式（１）中のＸ１が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基であり、Ｒ３及びＲ４が、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物１５６のＸ２は、酸素原子であり、化合物１５７のＸ２は、セレン原子である。
【００９５】
【化２２】
0006497560.tif 000025
【００９６】
次いで、上記一般式（１）で表される化合物であって、一般式（１）中のＡが上記一般式（３）で表される基である化合物の具体例（化合物２０１〜２５７）を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９７】
化合物２０１〜２５１は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子である化合物、即ち、下記一般式（１２）で表される化合物である。
【００９８】
【化２３】
0006497560.tif 000026
【００９９】
表３及び表４に、化合物２０１〜２５１についてのＲ３〜Ｒ６を示す。
【０１００】
【表３】
0006497560.tif 000027
【０１０１】
【表４】
0006497560.tif 000028
【０１０２】
化合物２５２及び２５３は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が酸素原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物２５２のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物２５３のＲ３及びＲ４は、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である。
【０１０３】
【化２４】
0006497560.tif 000029
【０１０４】
化合物２５４及び２５５は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２がセレン原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物２５４のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物２５５のＲ３及びＲ４は、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である。
【０１０５】
【化２５】
0006497560.tif 000030
【０１０６】
化合物２５６及び２５７は、一般式（１）中のＸ１が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基であり、Ｒ３及びＲ４が、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物２５６のＸ２は、酸素原子であり、化合物２５７のＸ２は、セレン原子である。
【０１０７】
【化２６】
0006497560.tif 000031
【０１０８】
次いで、上記一般式（１）で表される化合物であって、一般式（１）中のＡが上記一般式（４）で表される基である化合物の具体例（化合物３０１〜３５７）を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１０９】
化合物３０１〜３５１は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子である化合物、即ち、下記一般式（１３）で表される化合物である。
【０１１０】
【化２７】
0006497560.tif 000032
【０１１１】
表５及び表６に、化合物３０１〜３５１についてのＲ３〜Ｒ６を示す。
【０１１２】
【表５】
0006497560.tif 000033
【０１１３】
【表６】
0006497560.tif 000034
【０１１４】
化合物３５２及び３５３は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２が酸素原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物３５２のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物３５３のＲ３及びＲ４は、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である。
【０１１５】
【化２８】
0006497560.tif 000035
【０１１６】
化合物３５４及び３５５は、一般式（１）中のＸ１及びＸ２がセレン原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物３５４のＲ３及びＲ４は、水素原子であり、化合物３５５のＲ３及びＲ４は、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である。
【０１１７】
【化２９】
0006497560.tif 000036
【０１１８】
化合物３５６及び３５７は、一般式（１）中のＸ１が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ５及びＲ６がヘキシルオキシ（ＯＣ６Ｈ１３）基であり、Ｒ３及びＲ４が、オクチル（Ｃ８Ｈ１７）基である化合物、即ち、以下の構造式で表される化合物である。以下の構造式に示されるように、化合物３５６のＸ２は、酸素原子であり、化合物３５７のＸ２は、セレン原子である。
【０１１９】
【化３０】
0006497560.tif 000037
【０１２０】
上記した本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物は、電子を吸引するシアノ基により極性構造をもつため、有機半導体デバイスにおいて、電子がキャリアとして働くｎ型の有機半導体の材料（ｎ型材料）に利用することが可能である。また、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物は、有機トランジスタのｎ型材料として利用された場合に、大気下で安定に駆動し得る。また、本発明の縮合多環芳香族化合物は、有機半導体デバイスの有機半導体材料に利用されることで、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度を向上させることができる。
【０１２１】
〔有機半導体材料〕
上記した一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物は、有機半導体として用いることができる。そこで、本発明の有機半導体材料は、一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含有する。この有機半導体材料は、主に、有機トランジスタの材料（トランジスタ材料）として、利用可能である。
【０１２２】
上記有機半導体材料は、一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物の少なくとも１種と、必要に応じて、本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物以外の他の有機半導体（化合物）及び／又は各種の添加剤とを混合してなるものであってもよい。例えば、本発明の有機半導体材料がトランジスタ材料として用いられる場合において、当該有機半導体材料には、有機トランジスタの特性を改善する目的等のために、ドーパント等の添加剤が含有されていてよい。上記添加剤は、有機半導体の総量（一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物、及び、上記他の有機半導体の総量）を１００重量％とした場合、通常は、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％の範囲内で、上記有機半導体材料中に含有されていてよい。
【０１２３】
本発明の有機半導体材料は、本発明の縮合多環芳香族化合物を含有するものであるため、有機半導体デバイスに利用されることで、有機半導体デバイスにおけるキャリア移動度を向上させることができる。
【０１２４】
〔薄膜及びその形成方法、並びにそれに用いる薄膜形成用組成物〕
本発明の薄膜は、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含むものである。  
【０１２５】
本発明の薄膜の厚みは、その用途によって異なり、特に限定されるものではないが、通常は、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。
【０１２６】
本発明の薄膜の形成方法としては、各種の方法を用いることができる。一般的に、上記薄膜の形成方法は、真空プロセスによる形成方法と、溶液プロセスによる形成方法とに大別され、何れを用いてもよい。上記真空プロセスによる薄膜の形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、分子積層法、ＣＶＤ法、分子線エピタキシャル成長法、真空蒸着法等が挙げられる。また、溶液プロセスによる薄膜の形成方法としては、スピンコート法、ドロップキャスト法、ディップコート法、スプレー法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法等の塗布法；フレキソ印刷、樹脂凸版印刷等の凸版印刷法；オフセット印刷法、ドライオフセット印刷法、パッド印刷法等の平板印刷法；グラビア印刷法等の凹版印刷法；シルクスクリーン印刷法、謄写版印刷法、リングラフ印刷法等の孔版印刷法；インクジェット印刷法；マイクロコンタクト印刷法等が挙げられる。上記薄膜は、上記した１つの形成方法によって形成することも、上記した形成方法を複数組み合わせて形成することも可能である。以下、薄膜の形成方法について、詳細に説明する。
【０１２７】
まず、前述した本発明の有機半導体材料（一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含有する有機半導体材料）を用い、真空プロセスによって、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を形成する方法について説明する。
【０１２８】
この方法としては、上記有機半導体材料を、ルツボや金属のボート等の容器中で真空下に加熱することで蒸発させ、蒸発した有機半導体材料を、薄膜を形成しようとする物体（以下、「被着物」と称する）の表面（以下「被着面」と称する）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。この蒸着の際の真空度は、通常は１．０×１０−１Ｐａ以下であり、好ましくは１．０×１０−３Ｐａ以下である。また、蒸着時の被着物の温度によっては、薄膜の特性が変化する（薄膜を後述する有機半導体デバイス（有機トランジスタ）の半導体層として使用した場合には、これにより、有機半導体デバイスの特性が変化する）ので、蒸着時の被着物の温度を注意深く選択することが好ましい。蒸着時の被着物の温度は、通常は０〜２００℃であり、好ましくは５〜１８０℃であり、より好ましくは１０〜１５０℃であり、さらに好ましくは１５〜１２０℃であり、特に好ましくは２０〜１００℃である。また、蒸着速度は、通常は０．００１ｎｍ／秒〜１０ｎｍ／秒であり、好ましくは０．０１ｎｍ／秒〜１ｎｍ／秒である。また、上記有機半導体材料から形成される薄膜の厚みは、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。
【０１２９】
なお、薄膜の形成のため有機半導体材料を加熱し蒸発させて被着面に付着させる方法に代えて、その他の真空プロセスによる手法を用いて、被着面に有機半導体材料を付着させて、薄膜を形成してもよい。
【０１３０】
次に、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物と、溶媒とを含む組成物（薄膜形成用組成物）を用いた溶液プロセスによって、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を形成する方法について説明する。
【０１３１】
溶液プロセスによる薄膜の形成方法では、まず、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を溶媒に溶解又は分散させることで、薄膜形成用組成物を調製する。本発明の薄膜形成用組成物は、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物と、溶媒とを含んでいる。
【０１３２】
上記薄膜形成用組成物に使用する溶媒としては、上記縮合多環芳香族化合物を含む薄膜の被着物への成膜を可能とするものであれば、特に限定されるものではない。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましい。前記有機溶媒としては、具体的には、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒；ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒；オクタフルオロペンタノール、ペンタフルオロプロパノール等のフッ化アルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸エチル、炭酸ジエチル等のエステル系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、メシチレン、エチルベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロナフタレン、テトラヒドロナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等の炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【０１３３】
薄膜形成用組成物中における一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物の含有量は、溶媒の種類や作成する薄膜の厚みにより異なるが、上記薄膜形成用組成物の全量に対して、０．００１重量％〜２０重量％の範囲内であることが好ましく、０．０１重量％〜１０重量％の範囲内であることがより好ましい。また、本発明の薄膜形成用組成物は上記の溶媒に溶解又は分散していればよいが、均一な溶液として溶解している方が好ましい。
【０１３４】
上記薄膜形成用組成物は、必要に応じて、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物以外の他の有機半導体や各種の添加剤を含むものであってもよい。例えば、本発明の薄膜形成用組成物が、有機トランジスタの材料（トランジスタ材料）として用いられる場合には、当該薄膜形成用組成物には、有機トランジスタの特性を改善する目的等のために、ドーパント等の添加剤が含有されていてよい。上記添加剤は、有機半導体の総量（一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物、及び、上記他の有機半導体の総量）を１００重量％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％の範囲内で、上記薄膜形成用組成物中に含有されていることが好ましい。
【０１３５】
次に、上記薄膜形成用組成物を、被着面上に塗布し、乾燥させる（溶媒を除去する）。上記薄膜形成用組成物の塗布の方法としては、スピンコート法、ドロップキャスト法、ディップコート法、スプレー法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法等の塗布法；フレキソ印刷、樹脂凸版印刷等の凸版印刷法；オフセット印刷法、ドライオフセット印刷法、パッド印刷法等の平板印刷法；グラビア印刷法等の凹版印刷法；シルクスクリーン印刷法、謄写版印刷法、リングラフ印刷法等の孔版印刷法；インクジェット印刷法；マイクロコンタクト印刷法；さらにはこれらの手法を複数組み合わせた方法等を採用できる。
【０１３６】
さらに、塗布方法に類似した薄膜の形成方法として、水面上に上記薄膜形成用組成物を滴下することにより上記一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜の単分子膜を作製し、その単分子膜を被着面上に移し積層させるラングミュアプロジェクト法；液晶や融液状態の有機半導体材料を毛管現象で基板間に導入する方法等も採用できる。
【０１３７】
溶液プロセスによる薄膜の形成方法では、薄膜の形成時における被着物や薄膜形成用組成物の温度等の環境も重要であり、被着物や薄膜形成用組成物の温度によっては、薄膜の特性が変化する（薄膜を後述する有機半導体デバイス（有機トランジスタ）の半導体層として使用した場合には、これにより、有機半導体デバイスの特性が変化する）ので、薄膜の形成時の被着物及び薄膜形成用組成物の温度を注意深く選択することが好ましい。被着物及び薄膜形成用組成物の温度は、通常は、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。薄膜形成用組成物の温度は、当該薄膜形成用組成物に含まれる溶媒の種類等に大きく依存するため、注意が必要である。
【０１３８】
上記薄膜形成用組成物から溶液プロセスにより形成される薄膜の厚みは、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。
【０１３９】
本発明の薄膜は、有機半導体デバイス、特に、有機トランジスタにおいて、半導体層を構成する薄膜として利用可能である。
【０１４０】
〔有機半導体デバイス及びその製造方法〕
上記の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物をエレクトロニクス用途の材料として用いて、有機半導体デバイスを作製することができる。本発明の有機半導体デバイスは、上記した本発明の薄膜（すなわち、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜）を含むものである。
【０１４１】
本発明の有機半導体デバイスは、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を形成する工程を含む製造方法によって製造することができる。有機半導体デバイスの製造において、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜の形成方法には、前述した本発明の薄膜の形成方法のいずれも採用することができるが、溶液プロセスによる薄膜の形成方法、具体的には、上記した本発明の薄膜形成用組成物を、薄膜を形成しようとする表面上に塗布して、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を形成する方法がより好ましい。そこで、本発明の有機半導体デバイスの製造方法は、本発明の薄膜形成用組成物を、薄膜を形成しようとする表面上に塗布する工程を含む。
【０１４２】
上記有機半導体デバイスとしては、例えば有機トランジスタや光電変換デバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＥＬデバイス、有機発光トランジスタデバイス、有機半導体レーザーデバイス等が挙げられる。これらについて詳細に説明する。
【０１４３】
（有機トランジスタ）
まず、有機トランジスタについて詳しく説明する。
【０１４４】
有機トランジスタは、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜からなる少なくとも１つの半導体層と、該半導体層に接して互いに離間するように配設された２つの電極、すなわち、ソース電極及びドレイン電極と、上記半導体層におけるソース電極に接する表面とドレイン電極に接する表面との間の領域（チャンネル領域）に対向するようには配設されたゲート電極と呼ばれるもう一つの電極とを備え、ソース電極及びドレイン電極間に流れる電流を、ゲート電極に印加する電圧によって制御するものである。
【０１４５】
一般に、有機トランジスタとして、ゲート電極が絶縁膜からなる絶縁体層で半導体層と絶縁されている構造（Ｍｅｔａｌ−IｎｓｕＩａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＭＩＳ構造）の有機トランジスタがよく用いられる。ＭＩＳ構造のうちで絶縁膜に金属酸化膜を用いるものはＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造と呼ばれる。他の構造の有機トランジスタとしては、半導体層に対して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（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ＭＥＳ構造）もあるが、有機半導体を用いた有機トランジスタの場合、ＭＩＳ構造がよく用いられる。
【０１４６】
以下、図１を用いて有機トランジスタについてより詳細に説明するが、本発明はこれらの構造には限定されない。
【０１４７】
図１に、本発明の有機トランジスタのいくつかの態様例の概略断面図を示す。図１（ａ）〜図１（ｄ）及び（ｆ）に示す各態様例の有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｆは、ソース電極１、上記の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を有する少なくとも１つの半導体層２、ドレイン電極３、絶縁体層４、ゲート電極５、基板６を備えている。図１（ｅ）に示す有機トランジスタ１０Ｅは、ソース電極１、上記の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を有する少なくとも１つの半導体層２、ドレイン電極３、ゲート電極５を備えている。なお、各層２，４及び電極１，３，５の配置は、有機トランジスタの用途により適宜選択できる。
【０１４８】
有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ、及び１０Ｆは、基板６、ソース電極１、及びドレイン電極３と平行な方向に電流が流れるので、横型トランジスタと呼ばれる。有機トランジスタ１０Ａ及び有機トランジスタ１０Ｆは、半導体層２の下面（基板６に近い側の面）上にソース電極１及びドレイン電極３が配置された構造となっており、この構造はボトムコンタクト構造と呼ばれる。有機トランジスタ１０Ｂ及び有機トランジスタ１０Ｃは、半導体層２の上面（基板６から遠い側の面）上にソース電極１及びドレイン電極３が配置された構造となっており、この構造はトップコンタクト構造と呼ばれる。有機トランジスタ１０Ｄは、ソース電極１及びドレイン電極３の一方が半導体層２の上面上に配置され、他方が半導体層２の下面上に配設された構造となっており、この構造はトップ＆ボトムコンタクト構造と呼ばれる。
【０１４９】
有機トランジスタ１０Ａ、有機トランジスタ１０Ｂ、及び有機トランジスタ１０Ｄは、半導体層２の下側（基板６に近い側）にゲート電極５が配置された構造となっており、この構造はボトムゲート構造と呼ばれる。ボトムゲート構造では、単一の導電性基板（例えばシリコンウェハー）がゲート電極５と基板６とを兼ねてもよい。有機トランジスタ１０Ｃ及び有機トランジスタ１０Ｆは、半導体層２の上側（基板６から遠い側）にゲート電極５が配置された構造となっており、この構造はトップゲート構造と呼ばれる。
【０１５０】
有機トランジスタ１０Ａは、ボトムコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタと呼ばれるものである。有機トランジスタ１０Ａは、基板６と、基板６の上面上に配設されたゲート電極５と、ゲート電極５の上面上に配設された絶縁体層４と、絶縁体層４の上面の一端部上に配設されたソース電極１と、絶縁体層４の上面の他端部上に配設されたドレイン電極３と、絶縁体層４の上面の中央部（両端部を除く部分）、ソース電極１の上面の一部、及びドレイン電極３の上面の一部の上に配設された半導体層２とを備えている。
【０１５１】
有機トランジスタ１０Ｂは、トップコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタと呼ばれるものである。有機トランジスタ１０Ｂは、基板６と、基板６の上面上に配設されたゲート電極５と、ゲート電極５の上面上に配設された絶縁体層４と、絶縁体層４の上面上に配設された半導体層２と、半導体層２の上面の一部の上に互いに離間するように配設されたソース電極１及びドレイン電極３とを備えている。
【０１５２】
有機トランジスタ１０Ｃは、トップコンタクト−トップゲート型有機トランジスタと呼ばれるものである。有機トランジスタ１０Ｃは、有機単結晶半導体を用いた有機トランジスタによく用いられる構造である。有機トランジスタ１０Ｃは、基板６と、基板６の上面上に配設された半導体層２と、半導体層２の上面の一部の上に互いに離間するように配設されたソース電極１及びドレイン電極３と、半導体層２の上面（ただしソース電極１及びドレイン電極３が配設されている部分を除く）、ソース電極１の上面、及びドレイン電極３の上面の上に配設された絶縁体層４と、絶縁体層４上に配設されたゲート電極５とを備えている。
【０１５３】
有機トランジスタ１０Ｄは、トップ＆ボトムコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタと呼ばれるものである。有機トランジスタ１０Ｄは、基板６と、基板６の上面上に配設されたゲート電極５と、ゲート電極５の上面上に配設された絶縁体層４と、絶縁体層４の上面の一端部上に配設されたソース電極１と、絶縁体層４の上面（ただしソース電極１が配設されている部分を除く）及びソース電極１の上面の上に配設された半導体層２と、半導体層２の上面におけるソース電極１から遠い側の端部上に配設されたドレイン電極３とを備えている。
【０１５４】
有機トランジスタ１０Ｅは、ソース電極１及びドレイン電極３と垂直な方向に電流が流れる、縦型の構造をもつ有機トランジスタの１種であって、静電誘導トランジスタ（ＳＩＴ）である。有機トランジスタ１０Ｅは、互いに平行にかつ離間するように配設されたソース電極１及びドレイン電極３と、ソース電極１及びドレイン電極３の間に挟持されるように配設された半導体層２と、ソース電極１及びドレイン電極３に平行なメッシュ状に半導体層２中に埋め込まれた複数のゲート電極５とを備えている。この静電誘導トランジスタ（有機トランジスタ１０Ｅ）は、半導体層２中の電流の流れが平面状に広がるので、図１（ｅ）中に矢印で示すように一度に大量のキャリア８がソース電極１側からドレイン電極３側へ移動できる。また、この静電誘導トランジスタ（有機トランジスタ１０Ｅ）は、ソース電極１及びドレイン電極３が縦方向（半導体層２に垂直な方向）に並ぶように配されているので、ソース電極１とドレイン電極３との間の距離を短くできるため、応答が高速である。従って、この静電誘導トランジスタ（有機トランジスタ１０Ｅ）は、大電流を流す、あるいは高速のスイッチングを行う等の用途に好ましく適用できる。なお、図１（ｅ）には、基板を示していないが、通常の場合、有機トランジスタ１０Ｅにおけるソース電極１及びドレイン電極３の外側には、基板６と同様の基板が設けられる。
【０１５５】
有機トランジスタ１０Ｆは、ボトムコンタクト−トップゲート型有機トランジスタと呼ばれるものである。有機トランジスタ１０Ｆは、基板６と、基板６の上面の一部の上に互いに離間するように配設されたソース電極１及びドレイン電極３と、基板６の上面（ただしソース電極１及びドレイン電極３が配設されている部分を除く）、ソース電極１の上面、及びドレイン電極３の上面の上に配設された半導体層２と、半導体層２の上面上に配設された絶縁体層４と、絶縁体層４上に配設されたゲート電極５とを備えている。
【０１５６】
各態様例における各構成要素について説明する。
【０１５７】
基板６は、その上に形成される各構成要素が剥離することなく保持できることが必要である。基板６としては、例えば、樹脂板、樹脂フィルム、紙、ガラス板、石英板、セラミック板等の絶縁性基板；金属又は合金等からなる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基板；樹脂と無機材料との組み合わせ等のような各種組合せからなる基板；半導体基板（例えばシリコンウェハー）等の導電性基板等が使用できる。上記樹脂板及び樹脂フィルムを構成する樹脂の例としては、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等が挙げられる。基板６として樹脂フィルム又は紙を用いると、有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｆに可撓性を持たせることができ、有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｆがフレキシブルで軽量となり、有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｆの実用性が向上する。基板の厚みは、通常１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜５ｍｍである。
【０１５８】
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。上記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（酸化インジウムスズ）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、グラフェン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は、ドーピングが施されたものであってもよい。そのドーピングに用いるドーパントとしては、例えば、塩酸、硫酸等の無機酸；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、砒素等はシリコン等の無機半導体用のドーパントとしても多用されている。また、上記のドーパント中にカーボンブラックや金属粒子等の粒子を分散した導電性の複合材料も用いられる。
【０１５９】
なお、半導体層２と接触するソース電極１及びドレイン電極３には、コンタクト抵抗を低減させるための適切な仕事関数の選択や、表面処理等が大切になる。
【０１６０】
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）は、有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆ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０．０１〜３００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍ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等の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及びドレイン電極３の長さ（チャネル幅）は通常１０〜１００００μｍ、好ましくは１００〜５０００μｍである。また、このチャネル幅は、電極の構造をくし型構造とすること等により、さらに長いチャネル幅を形成することが可能であり、必要な電流量やデバイスの構造等により、適切な長さにする必要がある。
【０１６１】
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とドレイン電極３の構造はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【０１６２】
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ソース電極１及びドレイン電極３を作製し、また、ソース電極１及びドレイン電極３は直方体に形成することが好ましい。最近は各種印刷方法による印刷精度が向上してきており、インクジェット印刷、グラビア印刷又はスクリーン印刷等の手法を用いて精度よくソース電極１及びドレイン電極３を作製することが可能となってきている。半導体層２上にソース電極１及びドレイン電極３のあるトップコンタクト構造の場合は、シャドウマスク等を用いて上記導電性を有する材料を蒸着することにより、ソース電極１及びドレイン電極３を作製できる。インクジェット印刷等の手法を用いてソース電極１及びドレイン電極３の電極パターンを直接印刷形成することも可能となってきている。ソース電極１及びドレイン電極３の長さは前記のチャネル幅と同じである。ソース電極１及びドレイン電極３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、デバイスの面積を小さくするためには短い方が好ましい。ソース電極１及びドレイン電極３の幅は、通常は、０．１〜１０００μｍであり、好ましくは０．５〜１００μｍである。ソース電極１及びドレイン電極３の厚みは、通常は、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。ソース電極１及びドレイン電極３には、配線が連結されているが、配線もソース電極１及びドレイン電極３とほぼ同様の材料により作製される。
【０１６３】
絶縁体層４としては、絶縁性を有する材料が用いられる。前記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、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のポリマー及びこれらポリマーの構成単位を２種以上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（強誘電性でない）酸化物；ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３等の強誘電性酸化物；窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物；硫化物、フッ化物等の誘電体等を使用できる。また、上記絶縁性を有する材料として、ポリマー中に上記誘電体（ただし上記ポリマーとは異なる材料）の粒子を分散させた材料も使用できる。上記絶縁性を有する材料としては、リーク電流を少なくするために電気絶縁特性が高いものが好ましく、これにより、絶縁体層４の膜厚を薄膜化し、絶縁容量を高くすることができ、取り出せる電流を多くすることができる。また半導体の移動度を向上させるためには、絶縁体層４は、当該絶縁体層４の表面の表面エネルギーを低下させることができる、凹凸がないスムースな膜であることが好ましい。その為に自己組織化単分子膜の絶縁体層４や、２層構成の絶縁体層４を形成させる場合がある。絶縁体層４の厚みは、材料によって異なるが、通常は、０．１ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは０．５ｎｍ〜５０μｍ、より好ましくは１ｎｍ〜１０μｍである。
【０１６４】
半導体層２は、上記した本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜を有するものであある。半導体層２の構造は、上記した本発明の薄膜からなる層のみを有する単層構造であっても、上記した本発明の薄膜からなる層を含む複数の層を有する複層構造であってもよいが、上記単層構造であることがより好ましい。
【０１６５】
また、半導体層２の厚みは、必要な機能を失わない範囲で、薄いほど好ましい。有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｄ，１０Ｆ等のような横型の有機トランジスタにおいては、半導体層２の厚みが所定以上の厚みを有していれば有機トランジスタの特性は厚みに依存しない一方、半導体層２の厚みが厚くなると漏れ電流が増加してくることが多いため、半導体層２の厚みが適当な範囲内にあることが好ましい。半導体層２の厚みは、半導体層２に必要とされる機能を半導体層２が果たすために、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。
【０１６６】
有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆでは、上述した各構成要素の間や、上述した各構成要素の露出した表面に必要に応じて他の層を設けてもよい。例えば、上記有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆにおける半導体層２上に直接又は他の層を介して、保護層を形成してもよい。これにより、有機トランジスタの電気的特性に対する湿度等の外気の影響を小さくして、有機トランジスタの電気的特性を安定化させることができる。また、有機トランジスタのオン／オフ比等の電気的特性を向上させることができる。
【０１６７】
上記保護層を構成する材料としては、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；酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪素等の無機酸化物；及び窒化物等の誘電体等が好ましく、酸素の透過率、水分の透過率、及び吸水率の小さな樹脂（ポリマー）がより好ましい。上記保護層を構成する材料として、有機ＥＬディスプレイ用に開発されているガスバリア性保護材料も使用できる。保護層の厚みは、その目的に応じて任意の厚みを採用できるが、通常１００ｎｍ〜１ｍｍである。
【０１６８】
また、半導体層２が形成される表面（基板６の表面、絶縁体層４の表面等）に、半導体層２の形成前に予め表面改質又は表面処理を行うことにより、有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆの特性を向上させることが可能である。例えば、半導体層２が形成される表面の親水性／疎水性の度合いを調整することにより、その表面に形成される半導体層２の質（例えば、半導体層２を構成する薄膜の膜質や成膜性）を改良することができる。特に、有機半導体材料からなる半導体層２は、分子の配向等のような層の状態によってその特性が大きく変わることがある。そのため、半導体層２が形成される表面への表面処理によって、半導体層２が形成される表面とその表面上に形成される半導体層２との界面部分における分子配向が制御されると共に、半導体層２が形成される基材（基板６や絶縁体層４等）中のトラップ部位が低減され、これにより、有機トランジスタの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、未処理の基材中に存在する例えば水酸基等の官能基をさす。半導体層２が形成される基材中に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、有機トランジスタのキャリア移動度が低下する。従って、半導体層２が形成される基材中のトラップ部位を低減することも、有機トランジスタのキャリア移動度等の特性改良には有効な場合が多い。
【０１６９】
上記した半導体層２が形成される基材の表面処理としては、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自己組織化単分子膜処理；ポリマー等による表面処理；塩酸、硫酸、酢酸等の酸による酸処理；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等のアルカリによるアルカリ処理；オゾン処理；フッ素化処理；酸素プラズマやアルゴンプラズマ等のプラズマによるプラズマ処理；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を形成する処理；機械的処理；コロナ放電等の電気的処理；繊維等を利用したラビング処理等、及び、これら処理の組み合わせを挙げることができる。
【０１７０】
上記した有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆにおいて、基材に各種の層を設ける方法（基板６上に絶縁体層４を設ける方法、基板６上に半導体層２を設ける方法、絶縁体層４上に半導体層２を設ける方法等）としては、前記した真空プロセス、溶液プロセスを適宜採用できる。
【０１７１】
（有機トランジスタの製造方法）
次に、本発明に係る有機トランジスタの製造方法について、図１（ｂ）に示す態様例のトップコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタ１０Ｂ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、前記した有機トランジスタ１０Ａ，１０Ｃ〜１０Ｆ等の他の態様の有機トランジスタにも同様に適用しうるものである。
【０１７２】
（１）基板６の用意及び基板６の表面処理
有機トランジスタ１０Ｂの製造方法では、まず基板６を用意し（図２（ａ）参照）、基板６上に必要な各種の層や電極を設けることで有機トランジスタ１０Ｂを作製する。基板６としては、前述したものが使用できる。この基板６上に前述の表面処理等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、基板６を構成する材料によっても異なるが、通常は、１μｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは５μｍ〜５ｍｍである。また、必要に応じて、基板６に電極の機能を持たせるようにすることもできる。
【０１７３】
（２）ゲート電極５の形成
次に、基板６上にゲート電極５を形成する（図２（ｂ）参照）。ゲート電極を構成する材料としては、前述した材料が用いられる。ゲート電極５を形成する方法としては、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できる。ゲート電極５を構成する材料（電極材料）の層を形成する時、又はその層を形成した後に、必要に応じて所望の形状となるよう層をパターニングすることが好ましい。層の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と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、シャドウマスクを用いた蒸着法：スパッタ法；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；又はこれら手法を複数組み合わせた手法を利用して、層をパターニングすることも可能である。ゲート電極５の厚みは、ゲート電極５を構成する材料によっても異なるが、通常は、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、単一の導電性基板がゲート電極５と基板６とを兼ねるような場合には、その単一の導電性基板の厚みは、上述したゲート電極５の厚みの範囲より厚くてもよい。
【０１７４】
（３）絶縁体層４の形成
次に、ゲート電極５上に絶縁体層４を形成する（図２（ｃ）参照）。絶縁体層４を構成する材料としては、前述した材料が用いられる。絶縁体層４の形成には、各種の方法を用いることができる。絶縁体層４の形成に用いることができる方法としては、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等の塗布法；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法等のドライプロセス法等の各種の方法が挙げられる。絶縁体層４の形成方法として、その他、ゾルゲル法；アルミニウム上にアルマイト形成する方法や、シリコン上に酸化珪素を形成する方法のように金属又は半金属の表層を熱酸化法等により酸化させて酸化物膜を形成する方法等も採用できる。
【０１７５】
なお、絶縁体層４と半導体層２とが接する部分においては、絶縁体層４と半導体層２との界面で半導体層２を構成する分子、例えば、上記一般式（１）で表される縮合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。絶縁体層４の表面処理の手法としては、基板６の表面処理と同様のものを用いることができる。絶縁体層４の厚みは、絶縁体層４の電気容量をあげることで、取り出す電気量を増やすことができるため、できるだけ薄いことが好ましい。ただし、絶縁体層４の厚みが薄いほと、リーク電流が増えるため、絶縁体層４の厚みは、その機能を損なわない範囲で薄い方が好ましい。絶縁体層４の厚みは、通常は、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。
【０１７６】
（４）半導体層２の形成
次に、絶縁体層４上に、有機半導体材料又は薄膜形成用組成物を用いて薄膜を形成し、半導体層２を得る（図２（ｄ）参照）。半導体層２を形成するにあたっては、前述した本発明の薄膜の形成方法を用いることができる。この工程では、薄膜（半導体層）が形成される物体（被着物）が図２（ｃ）に示す絶縁体層４であり、薄膜（半導体層）が形成される表面（被着面）が絶縁体層４の上面である。
【０１７７】
（５）半導体層２の後処理
このように形成された半導体層２（図２（ｄ）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、半導体層２の後処理として熱処理を行うことにより、半導体層２の半導体特性の向上や安定化を図ることができる。この理由は、半導体層２を構成する薄膜の形成時に生じた膜中の歪みが緩和されること、半導体層２中のピンホール等が低減されること、半導体層２中の配列・配向が制御できると考えらえていること等による。したがって、本発明の有機トランジスタの製造時には、上記熱処理を行うことが有機トランジスタの特性の向上のためには効果的である。上記熱処理は、半導体層２を形成した後に、半導体層２を含む積層体（ここでは図２（ｄ）に示す積層体）を加熱することによって行う。上記熱処理の温度は、特に制限はないが、通常は、室温以上１５０℃以下であり、好ましくは４０〜１２０℃であり、さらに好ましくは４５〜１００℃である。上記熱処理の時間は、特に制限はないが、通常は、１０秒以上２４時間以下であり、好ましくは３０秒以上３時間以下である。上記熱処理の雰囲気に関しては、大気中で熱処理を行ってもよいし、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気下で熱処理を行ってもよい。その他、溶媒蒸気によって、半導体層２の形状を制御すること等も可能である。
【０１７８】
また、半導体層２のその他の後処理方法として、酸素等の酸化性気体、水素等の還元性気体、酸化性液体、あるいは、還元性液体等を用いて半導体層２を処理することにより、酸化あるいは還元による半導体層２の特性変化を誘起することもできる。これは、例えば半導体層２中のキャリア密度の増加あるいは減少の目的で利用できる。
【０１７９】
また、ドーピングと呼ばれる手法において、微量のドーパント（元素、原子団、分子、又は高分子）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、酸素等の酸化性気体；水素等の還元性気体；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；テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）やフタロシアニン等のドナー化合物等のドーパントを半導体層２にドーピングすることができる。これは、半導体層２にガス状態のドーパントを接触させる方法（ドーパントがガスである場合）、溶液状態のドーパントに半導体層２を浸す方法（ドーパントが溶液状態である場合）、電気化学的なドーピング処理をする方法等により達成できる。これらのドーパントは、必ずしも半導体層２の形成後に添加しなくてもよく、半導体層２の材料（有機半導体材料）の合成時に添加したり、薄膜形成用組成物を用いて半導体層２を形成する場合には、その薄膜形成用組成物に添加したり、半導体層２を形成する工程段階で添加したりしてもよい。また、半導体層２を形成する材料（有機半導体材料）にドーパントを添加して共蒸着したり、半導体層２を形成する時の周囲の雰囲気にドーパントを混合したり（ドーパントを存在させた環境下で半導体層２を形成する）、さらにはドーパントのイオンを真空中で加速して半導体層２に衝突させてドーピングしたりすることも可能である。
【０１８０】
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。
【０１８１】
（６）ソース電極１及びドレイン電極３の形成
次に、半導体層２上にソース電極１及びドレイン電極３を形成する（図２（ｅ）参照）。ソース電極１及びドレイン電極３の形成方法等は、ゲート電極５の形成方法等に準じたものとすることができる。また、ソース電極１及びドレイン電極３の形成においては、半導体層２との接触抵抗を低減するために、各種の添加剤等を用いることが可能である。
【０１８２】
（７）保護層７の形成
上述したソース電極及びドレイン電極３を形成する工程で、有機トランジスタ１０Ｂ（図１（ｂ）参照及び図２（ｅ）参照）が完成するが、必要に応じて、ソース電極１及びドレイン電極３の形成後に、半導体層２の上面における露出している部分、ソース電極１の上面、及びドレイン電極３の上面の上に保護層７を形成してもよい（図２（ｆ）参照）。半導体層２の上面における露出している部分、ソース電極１の上面、及びドレイン電極３の上面の上に保護層７を形成すると、外気の影響を最小限にでき、また、有機トランジスタ１０Ｂの電気的特性を安定化できるという利点がある。
【０１８３】
保護層７の材料としては、前述のものが使用される。また、保護層７の厚みは、その目的に応じて任意の厚みを採用できるが、通常は１００ｎｍ〜１ｍｍである。
【０１８４】
保護層７を形成する方法としては、各種の方法を採用しうるが、保護層７が樹脂からなる場合には、例えば、樹脂を含有する溶液を塗布した後に乾燥させて樹脂層とする方法；樹脂のモノマーを塗布あるいは蒸着した後に重合させる方法等が挙げられる。樹脂層の形成後に架橋処理を行ってもよい。保護層７が無機物からなる場合には、保護層７を形成する方法として、例えば、スパッタリング法、蒸着法等の真空プロセスによる形成方法；ゾルゲル法等の溶液プロセスによる形成方法等も用いることができる。
【０１８５】
有機トランジスタにおいては、半導体層上の他、各構成要素の間にも、必要に応じて保護層を設けることができる。そのような保護層は有機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。
【０１８６】
本発明の有機トランジスタは、半導体層を構成する材料として、上記一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む有機半導体材料を用いているため、比較的低温プロセスでの製造が可能である。従って、本発明の有機トランジスタでは、高温にさらされる条件下では使用できなかったプラスチック板やプラスチックフィルム等のフレキシブルな材料も基板として用いることができる。その結果、本発明の有機トランジスタでは、フレキシブルな材料を基板として用いることで、軽量で柔軟性に優れた壊れにくい有機半導体デバイスを実現でき、アクティブマトリクス型のディスプレイのスイッチングデバイス等として好適に利用することができる。
【０１８７】
本発明の有機トランジスタは、メモリー回路デバイス、信号ドライバー回路デバイス、信号処理回路デバイス等の、デジタルデバイス又はアナログデバイス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、ディスプレイや、ＩＣ（集積回路）カードや、ＩＣタグ等の作製が可能となる。さらに、本発明の有機トランジスタは、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、センサーとしての利用も可能である。
【０１８８】
（有機ＥＬデバイス）
本発明の有機半導体デバイスは、有機ＥＬデバイスとして利用可能である。
【０１８９】
有機ＥＬデバイスは、固体で自己発光型の大面積カラー表示や照明等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。有機ＥＬデバイスの構成としては、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構造の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。
【０１９０】
本発明の有機半導体デバイスを、有機ＥＬデバイスとして利用する場合において、一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む薄膜は、上記電荷輸送層、又は、電子輸送層として機能し得る。
【０１９１】
（光電変換デバイス）
本発明の有機半導体デバイスは、本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物の半導体特性を利用することにより、光電変換デバイスとして利用可能である。
【０１９２】
光電変換デバイスとしては、固体撮像デバイスであるイメージセンサとして、動画や静止画等の映像信号をデジタル信号へ変換する機能を有する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）等が挙げられる。本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を含む有機半導体材料は、安価であり、大面積化加工性や、有機物固有のフレキシブル機能性等を活かすことにより光電変換デバイスの材料としての利用が期待される。
【０１９３】
（有機太陽電池デバイス）
本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物を用いて、フレキシブルで低コストの有機太陽電池デバイスを簡便に作製することができる。有機太陽電池デバイスは、固体デバイスであるため柔軟性や寿命向上の点で有利であることが特長である。従来は、導電性ポリマーやフラーレン等を組み合わせた有機薄膜半導体を用いる太陽電池の開発が主流であったが、発電変換効率が問題となっている。
【０１９４】
一般に、有機太陽電池デバイスの構成はシリコン系の太陽電池と同様に、発電を行う層（発電層）を陽極と陰極とではさみ、光を吸収することで発生した正孔と電子を各電極で受け取ることで太陽電池として機能する。その発電層はｐ型のドナー材料とｎ型のアクセプター材料及びバッファー層等のその他の材料で構成されおり、その材料に有機材料が用いられているものを有機太陽電池という。
【０１９５】
構造としては、ショットキー接合、ヘテロ接合、バルクヘテロ接合、ナノ構造接合、ハイブリッド等が挙げられ、各材料が効率的に入射光を吸収し、電荷を発生させ、発生した電荷（正孔と電子）を分離・輸送・収集することで太陽電池として機能する。
【０１９６】
図３に、ヘテロ接合型の有機太陽電池デバイスの態様例（有機太陽電池デバイス２０）の概略断面図を示す。
【０１９７】
有機太陽電池デバイス２０は、基板２１と、基板２１の上面上に形成された陽極２２と、陽極２２の上面上に形成された発電層２３と、発電層２３の上面上に形成された陰極２４とを備えており、発電層２３が、陽極２２の上面上に形成されたｐ型層２３１と、ｐ型層２３１の上面上に形成されたｎ型層２３２と、ｎ型層２３２の上面上に形成されたバッファー層２３３とで構成されている。
【０１９８】
次に、図３に示す有機太陽電池デバイス２０を例に、有機太陽電池デバイスにおける各構成要素について説明する。
【０１９９】
基板２１の材料としては、先に述べた有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆの基板６と同様のものを使用できる。
【０２００】
有機太陽電池デバイス２０における陽極２２及び陰極２４を構成する材料としては、先に述べた有機トランジスタ１０Ａ〜１０Ｆのソース電極１、ドレイン電極３、及びゲート電極５を構成する材料と同様のものを使用できる。陽極２２及び陰極２４は、光を効率的に取り込む必要があるため、発電層２３の吸収波長領域で透明性を有することが望ましい。また、有機太陽電池デバイス２０が良好な太陽電池特性を有するためには、陽極２２及び陰極２４では、シート抵抗が２０Ω／□以下であり、且つ、光の透過率が８５％以上であることが好ましい。
【０２０１】
発電層２３は、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む薄膜からなる層のみで構成された単層構造であっても、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む薄膜からなる層を含む複数の層で構成された多層構造であってもよいが、一般的に、発電層２３は、ｐ型のドナー材料からなるｐ型層２３１と、ｎ型のアクセプター材料からなるｎ型層２３２層と、バッファー層２３３とで構成されている。
【０２０２】
ｐ型層２３１を構成するｐ型のドナー材料としては、基本的に正孔を輸送できる化合物が挙げられ、具体的には、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアニリン誘導体等のπ共役型ポリマー；カルバゾールやその他複素環側鎖にもつポリマーが挙げられる。また、ｐ型のドナー材料としては、ペンタセン誘導体、ルブレン誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、インジゴ誘導体、キナクリドン誘導体、メロシアニン誘導体、シアニン誘導体、スクアリウム誘導体、ベンゾキノン誘導体等の低分子化合物も挙げられる。
【０２０３】
ｎ型層２３２を構成するｎ型のアクセプター材料としては、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含むｎ型のアクセプター材料を用いることができる。すなわち、ｎ型層２３２は、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を含む薄膜で構成されている。ｎ型層２３２を構成するｎ型のアクセプター材料としては、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物を単独で使用してもよいし、本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物と、他のアクセプター材料とを混合して使用してよい。混合する他のアクセプター材料としては、基本的に電子を輸送できる化合物であり、ピリジン又はその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、キノリン又はその誘導体を骨格にもつオリゴマーやポリマー、ベンゾフェナンスロリン類又はその誘導体を持つポリマー、シアノポリフェニレンビニレン誘導体（ＣＮ−ＰＰＶ等）等の高分子材料；フッ素化フタロシアニン誘導体、ペリレン誘導体、ナフタレン誘導体、バソキュプロイン誘導体、Ｃ６０やＣ７０、ＰＣＢＭ等のフラーレン誘導体等の低分子材料等が挙げられる。
【０２０４】
ｐ型のドナー材料及びｎ型のドナー材料としては、それぞれ、光を効率的に吸収し、電荷を発生させることができるものが好ましく、且つ、吸光係数が高いものが好ましい。
【０２０５】
バッファー層２３３の材料としては、銅フタロシアニン、三酸化モリブデン、カルシウム、酸化ニッケル、フッ化リチウム、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等が挙げられる。
【０２０６】
有機太陽電池デバイス２０における発電層２３用の薄膜の形成方法としては、前述した有機トランジスタにおける半導体層の形成方法と同様の方法を採用できる。発電層２３の厚みは、有機太陽電池デバイスの構成によって異なるが、厚いほど、光を十分に吸収するため及び短絡を防ぐことができ、薄いほど、発生した電荷を輸送する距離を短くすることができる。このため、発電層２３の厚みは、１０〜５００ｎｍ程度であることが好ましい。
【０２０７】
（有機半導体レーザーデバイスについて）
本発明の一般式（１）で表わされる縮合多環芳香族化合物は、半導体特性を有する化合物であることから、有機半導体レーザーデバイスとしての利用が期待される。
【０２０８】
すなわち、本発明の有機半導体デバイスに、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できれば、光が増幅されレーザー発振にいたることが期待される。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デバイスに注入し、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、本発明の一般式（１）で表わされる化合物を含む薄膜を含む有機半導体デバイスを用いることで、高効率な発光（電界発光）が起こる可能性が期待される。
【実施例】
【０２０９】
一般式（１４）及び（１５）で表される縮合多環芳香族化合物を合成した実施例を以下の実施例１〜３に示す。なお、一般式（１４）で表される縮合多環芳香族化合物は、Ａが一般式（２）で表される基であり、Ｘ１及びＸ２が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子である一般式（１）で表される化合物である。また、一般式（１５）で表される縮合多環芳香族化合物は、Ａが一般式（４）で表される基であり、Ｘ１及びＸ２が硫黄原子であり、Ｒ１及びＲ２が水素原子である一般式（１）で表される化合物である。【０２１０】
【化３１】
0006497560.tif 000038
【０２１１】
【化３２】
0006497560.tif 000039
【０２１２】
一般式（１４）及び（１５）で表される縮合多環芳香族化合物の合成は、具体的には以下の実施例１〜３に示す方法で行うことができた。【０２１３】
以下の実施例１〜３における化合物の合成及び測定において、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、その他の反応や測定においては市販一級又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、その他は市販一級又は特級の試薬を用いた。カラムクロマトグラフィーによる精製にはダイソーゲルＩＲ−６０（シリカゲル、活性）、ＭＥＲＣＫ  Ａｒｔ  １０９７  Ａｌｕｍｉｎｉｕｍｏｘｉｄｅ  ９０（アルミナ、活性）、ＴＬＣにはＳｉｌｉｃａｇｅｌ  ６０Ｆ２５４（ＭＥＲＣＫ）を用いた。溶媒の留去にはロータリーエバポレーターを用いた。【０２１４】
また、核磁気共鳴分光（以下、「１Ｈ−ＮＭＲ」という）は、ＬＡＭＢＤＡ−ＮＭＲ(３９５．７５ＭＨｚ，σ値，ｐｐｍ，内部基準ＴＭＳ)を用いて行った。【０２１５】
〔実施例１〕
窒素雰囲気下、２０ｍＬの二口フラスコに、一般式（９）で表される化合物としてのシアノ酢酸へキシル(１．７ｍｍｏｌ)と、反応溶媒としてのＴＨＦ(５ｍＬ)と、塩基としての水素化ナトリウム（２．２ｍｍｏｌ）とを加え、３０分間攪拌した。続いて、一般式（５）で表される化合物としての２，７−ジブロモ−５，１０−ジドデシルナフト［１，２−ｂ：５，６−ｂ´］ジチオフェン(０．３ｍｍｏｌ)と、触媒としてのＰｄ（ＰＰｈ３）４（０．０７ｍｍｏｌ）とを加え、１５時間還流した。反応終了後、室温になるまで放冷し、１Ｎ塩酸を少量加え、析出した固体を濾取した。続いて、得られた固体をジクロロメタン(１０ｍＬ)に溶解し、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−ｐ−ベンゾキノン（ＤＤＱ）を加えたのち、８０℃に加熱した。室温まで冷却後、析出した固体を濾取することで化合物１１２（表１の化合物番号１１２の化合物であり、以下の構造式で表される縮合多環芳香族化合物）を深緑色固体として得た。【０２１６】
【化３３】
0006497560.tif 000040
【０２１７】
化合物１１２は、収率４７％で得られた。また、化合物１１２の１Ｈ−ＮＭＲの測定結果は、以下に示す通りであった。【０２１８】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）＝０．８９（ｍ，１２Ｈ）、１．２４−１．４２（ｍ，４８Ｈ）、１．６８−１．８０（ｍ、８Ｈ）、２．９７（ｔ，４Ｈ）、４．３４（ｔ，４Ｈ）、７．１１（ｓ，２Ｈ）、７．６１（ｓ，２Ｈ）【０２１９】
〔実施例２〕
一般式（５）で表される化合物として、２，７−ジブロモ−５，１０−ジドデシルナフト［１，２−ｂ：５，６−ｂ´］ジチオフェンの代わりに２，７−ジブロモ−５，１０−ジクロロナフト［１，２−ｂ：５，６−ｂ´］ジチオフェンを用いること以外は実施例１と同様の処理を行うことにより化合物１４５（表２の化合物番号１４５の化合物であり、以下の構造式で表される縮合多環芳香族化合物）を得た。【０２２０】
【化３４】
0006497560.tif 000041
【０２２１】
化合物１４５は、収率４０％で得られた。また、化合物１４５の１Ｈ−ＮＭＲの測定結果は、以下に示す通りであった。【０２２２】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）＝０．８０（ｔ，６Ｈ）、１．２４−１．４２（ｍ，１２Ｈ）、１．７５（Ｑｕｉｎ，４Ｈ）、４．４５（ｔ，４Ｈ）、７．７９（ｓ，２Ｈ）、７．９４（ｓ、２Ｈ）【０２２３】
〔実施例３〕
一般式（５）で表される化合物として、２，７−ジブロモ−５，１０−ジドデシルナフト［１，２−ｂ：５，６−ｂ´］ジチオフェンの代わりに２，７−ジブロモ−４，９−ジオクチルナフト［２，３−ｂ：６，７−ｂ´］ジチオフェンを用いること以外は実施例１と同様の処理を行うことにより化合物３１０（表３の化合物番号３１０の化合物であり、以下の構造式で表される縮合多環芳香族化合物）を得た。【０２２４】
【化３５】
0006497560.tif 000042
【０２２５】
化合物３１０は、収率４１％で得られた。また、化合物３１０の１Ｈ−ＮＭＲの測定結果は、以下に示す通りであった。【０２２６】
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）＝０．８９（ｍ，１２Ｈ）、１．２４−１．４２（ｍ，３２Ｈ）、１．６８−１．８０（ｍ，８Ｈ）、２．９７（ｔ，４Ｈ）、４．３１（ｔ，４Ｈ）、７．４７（ｓ，２Ｈ）、７．５６（ｓ、２Ｈ）【０２２７】
〔縮合多環芳香族化合物の物性評価〕
（１）電子吸収スペクトル（ＵＶ−Ｖｉｓ）の測定
実施例１〜３で得られた化合物１１２、化合物１４５、及び化合物３１０のそれぞれについて、溶媒にジクロロメタンを用い、電子吸収スペクトル測定を行った。図４は、実施例１で得られた化合物１１２における吸光度と吸収波長（λ／ｎｍ）との関係を示すものである。実施例２及び３で得られた化合物１４５及び化合物３１０においても同様の電子吸収スペクトルが観測された。各化合物の最大吸収波長λｍａｘの値を表７に示す。なお、電子吸収スペクトル（ＵＶ−Ｖｉｓ）の測定には、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外（ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ）分光光度計「ＵＶ−３６００」を用いた。【０２２８】
【表７】
0006497560.tif 000043
【０２２９】
（２）ＣＶ（サイクリックボルタンメトリー）の測定
実施例１〜３で得られた化合物１１２、化合物１４５、及び化合物３１０のそれぞれについて、ＣＶ測定を行った。具体的には、溶媒にジクロロメタン、支持塩にテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェート（ｎ−ＢｕＮ４ＰＦ６、０．１Ｍ）、作用電極及び対電極に白金線、参照電極に銀／塩化銀電極を用い、１００ｍＶ／ｓｅｃの速度で電位を掃引し、ＣＶ測定を行った。なお、ＣＶ測定には、ビー・エー・エス株式会社製のＡＬＳ電気化学アナライザー「６１２Ｄ」を用いた。図５は、実施例１で得られた化合物１１２における電流値と電位（Ｖ）との関係を示すものである。実施例１〜３で得られた化合物１１２、化合物１４５、及び化合物３１０において、２組の酸化還元波が見られた。各化合物の第１還元電位及び、そこから推定されるＬＵＭＯ（最低空軌道）レベルを表８に示す。いずれの化合物も、高い電子受容能を有することが分かった。【０２３０】
【表８】
0006497560.tif 000044
【０２３１】
次いで、実施例１〜３で得られた化合物１１２、化合物１４５、及び化合物３１０を用いて有機半導体トランジスタを作製した実施例を、以下の実施例４〜６に示す。【０２３２】
〔実施例４〕
（薄膜形成用組成物の調製）
０．２重量部の実施例１で得られた化合物１１２を、クロロホルム１００重量部に溶解させることにより、薄膜形成用組成物を調製した。【０２３３】
（有機トランジスタの作製）
本実施例では、前述した図１（ｂ）に示すトップコンタクト−ボトムゲート型有機トランジスタ１０Ｂの一例に係る有機トランジスタを作製した。【０２３４】
本実施例では、厚み２００ｎｍのＳｉＯ２熱酸化膜（シリコンの熱酸化により形成されたＳｉＯ２膜）が片面に付けられたｎドープシリコンウェハー（面抵抗０．０２Ω・ｃｍ以下）を、絶縁体層４、ゲート電極５、及び基板６として使用した。本実施例の有機トランジスタにおいては、ＳｉＯ２熱酸化膜が絶縁体層４の機能を備え、ｎドープシリコンウェハーが基板６及びゲート電極５の機能を兼ね備えている。【０２３５】
ＳｉＯ２熱酸化膜付きｎドープシリコンウェハーにおけるＳｉＯ２熱酸化膜が付けられている面上に、スピンコート法により、前記薄膜形成用組成物を塗布し、厚み１００ｎｍの化合物１１２を含む薄膜（有機薄膜）を半導体層２として形成した。【０２３６】
次に、半導体層２としての薄膜上にシャドウマスクを用いてＡｕ（金）を真空蒸着することで、厚み５０ｎｍの金層からなるソース電極１及びドレイン電極３（チャネル長５０μｍ、チャネル幅１．５ｍｍのトップコンタクト型電極）を形成し、有機トランジスタを完成させた。【０２３７】
〔実施例５〕
実施例１で得られた化合物１１２に代えて、実施例２で得られた化合物１４５を用いて薄膜形成用組成物を調製し、この薄膜形成用組成物を用いて有機トランジスタを作製したこと以外は、実施例４と同様にして有機トランジスタを作製した。【０２３８】
〔実施例６〕
実施例１で得られた化合物１１２に代えて、実施例３で得られた化合物３１０を用いて薄膜形成用組成物を調製し、この薄膜形成用組成物を用いて有機トランジスタを作製したこと以外は、実施例４と同様にして有機トランジスタを作製した。【０２３９】
〔有機トランジスタの特性評価〕
実施例４〜６で作製した有機トランジスタのそれぞれについて、その特性を評価した。【０２４０】
有機トランジスタの性能は、ゲート電極に電位をかけた状態でソース電極とドレイン電極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有機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式（ａ）から算出することができる。【０２４１】
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のデバイス構造により決まり、Ｉｄ，Ｖｇは有機トランジスタ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。【０２４２】
実施例４〜６で作製した有機トランジスタの性能評価においては、作製した有機トランジスタを、プローバー内に設置し、「半導体パラメーターアナライザー４２００−ＳＣＳ」（ケースレーインスツルメンツ社製）を用いて、有機トランジスタの特性を測定した。有機トランジスタの特性は、ドレイン電圧を−１００Ｖとし、ゲート電圧を２０Ｖから−１００Ｖまでで走査し、ドレイン電流−ゲート電圧特性（トランスファー特性）を測定した。なお、この測定は、大気中で行った。【０２４３】
以下の表９に、実施例４〜６で作製した有機トランジスタの大気中における特性の評価結果を示す。【０２４４】
【表９】
0006497560.tif 000045
【０２４５】
表９より、実施例４〜６で作製した有機トランジスタは、大気中において、高い移動度（具体的には、１０−２ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１以上の移動度）と、高いオン／オフ比（具体的には、１０３以上のオン／オフ比）を有することがわかった。よって、化合物１１２、化合物１４５、及び、化合物３１０のような本発明の一般式（１）で表される縮合多環芳香族化合物は、有機トランジスタにおいて大気下で安定に駆動するものであり、有機半導体デバイスのｎ型の有機半導体材料（ｎ型材料）として、好適に利用することができるものであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０２４６】
本発明の縮合多環芳香族化合物は、有機半導体デバイスのｎ型の有機半導体材料（ｎ型材料）として、好適に用いることができる。また、本発明の有機半導体デバイスは、有機トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、薄膜光電変換デバイス、色素増感太陽電池、有機ＥＬデバイス等の分野に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０２４７】
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
１０Ａ〜１０Ｆ  有機トランジスタ
２０  有機太陽電池デバイス
２１  基板
２２  陽極
２３  発電層
２４  陰極
２３１  ｐ型層
２３２  ｎ型層
２３３  バッファー層【０２４８】
本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。【０２４９】
また、この出願は、２０１３年１２月１０日に日本で出願された特許出願、特願２０１３−２５５３１７に基づく優先権を請求する。本明細書で引用した全ての刊行物、特許、及び特許出願（上記日本特許出願を含む）の内容を、そのまま参照により本明細書に取り入れるものとする。
【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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