(57)【要約】【課題】簡便な塗布プロセスによって製造でき、トランジスタとしての特性が良好であり、更に空気中の酸素に対して安定で経時劣化が十分抑制された有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機半導体材料。    【化１】2008078279.tif 000014【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【化１】
2008078279.tif 000012
〔式中、Ａは３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造を表し、Ｚ1、Ｚ2は、各々芳香族炭化水素環または複素芳香族環を表す。Ｒ1、Ｒ2は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルシリル基またはアルキルゲルミル基を表し、該Ｒ1、Ｒ2は、互いに連結して環を形成しても良い。Ｌは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、オキシ基、チオ基、ジアルキルシラン−１，１−ジイル基からなる群から選択される２価の連結基を表し、ｍは１〜６の整数を表す。〕
【請求項２】
前記Ｌで表される２価の連結基がアルキニレン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】
下記一般式（２）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【化２】
2008078279.tif 000013
〔式中、Ａは３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造を表し、Ｒ10〜Ｒ18は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはアルキルシリル基を表し、該Ｒ10〜Ｒ18は、互いに連結して環を形成していても良い。ｎは２〜４の整数を表す。〕
【請求項４】
前記Ａで表される３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造が、ペンタセン環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）のｍまたは前記一般式（２）のｎが４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】
請求項１〜５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７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を塗布、乾燥することによって形成されることを特徴とする請求項６に記載の有機半導体膜。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料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。
【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、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタに関する。
【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ＦＰＤ（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、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、電子ペーパあるいはデジタルペーパ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、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬともいう）、電気泳動等を利用した素子を用いた表示媒体が用いられている。
【０００４】
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等を確保するために、画像駆動方法としては薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ素子）を用いるアクティブ駆動方法が主流になっている。
【０００５】
例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基体上形成された薄膜トランジスタ素子が、液晶、有機ＥＬ素子等の画素部に印加する電圧または電流を制御することによって、ディスプレイに所望の画像を表示している。
【０００６】
これらのトランジスタの構成要素を形成する材料としては、電極には各種の金属が、絶縁層には各種の金属酸化物が、また半導体層には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体が、一般的に用いられている。
【０００７】
これらのＳｉ半導体、絶縁体、および金属からなる層の形成には、通常スパッタリング、プラズマＣＶＤその他の真空系の製造プロセスが必要とされる。更に、これらの手法では直接パターンを有する層を形成することができないため、全面に層を形成した後、フォトリソグラフィーのような多数の工程を要するプロセスによってパターンを形成する。
【０００８】
このような、層形成とパターニングの工程を繰り返して各層を形成することによって、ＴＦＴ素子は製造されている。
【０００９】
このため、こうした従来のＴＦＴ素子の製造方法では装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっている。さらに、ディスプレイ画面の大型化、高精細化のニーズに対応するには、真空チャンバーのサイズやマスクパターンの変更など、製造装置の大幅な設計変更が必要とされ、製造コストの低減は非常に困難である。
【００１０】
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、基体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。ガラス基体上にＳｉ系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。
【００１１】
そこで、近年、プラスチックフィルム上に形成することが可能な、有機材料を半導体層に用いた、有機薄膜トランジスタ素子の検討が盛んになってきている。このような有機半導体材料としては、ペンタセンやテトラセンといったアセン類、また、これらに置換基を導入した化合物、フタロシアニンやポルフィリン類、およびこれらの前駆体、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、ナフタレン、アントラセンに５員の芳香族複素環が対称に縮合した化合物、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン、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が挙げられる。
【００１２】
これらのような有機材料が半導体層であるデバイスを実現できれば、低温での真空ないし低圧蒸着による製造ができると考えられる。このような低温プロセスによる製造は、透明樹脂基体上へのＴＦＴ素子の形成を可能とし、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と考えられる。
【００１３】
更に、これらの有機半導体材料の分子構造を適切に改良することによって溶剤に可溶化することができれば、インクジェット法または印刷法などといった簡便な溶液プロセスによってパターニングが可能となり、フォトリソグラフに伴う露光・現像・洗浄等の多数の工程を削減することができ、簡便な工程でディスプレイを製造できることが期待される。
【００１４】
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、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、ナフタレン、アントラセンに５員の芳香族複素環が対称に縮合した化合物、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン、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等限られた種類の化合物でしかなく、溶剤への十分な溶解性を保持しながら、十分なキャリア移動度・ＯＮ／ＯＦＦ比を示す材料は見出されていない。
【００１５】
溶解性を有しながら高移動度を有する有機半導体材料として、ルブレンが知られているが（例えば、非特許文献１参照。）、これは気相成長法で作成した際の単結晶での測定であり、溶液キャストで製膜した膜は通常アモルファスであるため、溶液塗布で形成した薄膜では十分な移動度は得られておらず、塗布製膜によって高性能の薄膜トランジスタを得ることは困難であった。
【００１６】
また、溶解性はないが良好な移動度を有するペンタセンに、アルキル置換基を導入して可溶性の材料とした有機半導体材料が報告されているが（例えば、特許文献１参照。）、ペンタセン母核は酸素によって非常に酸化されやすく、安定性の低い化合物であることが知られており、これらの化合物から得られる溶液、薄膜も安定性が低く、実用的な有機薄膜トランジスタは得られていない。
【００１７】
一方、シリルエチニル基を有するアセン類が良好な溶解性を有し、さらには塗布製膜によって高移動度を有する有機薄膜トランジスタが形成できたとの報告がなされている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照。）。
【００１８】
これらの化合物では、アルキルシリルエチニル基のような嵩高い置換基によって酸素などの劣化因子と母核との反応を抑制して安定性が向上し、且つ、溶解性も有するような化合物となっているが、安定性は不十分であり、徐々にではあるが、経時で塗布膜が光および酸素によって劣化するとの報告もなされている。（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．２４（２００５）、３００１頁）。
【００１９】
このように、有機溶剤に可溶で、溶液プロセスから得られた薄膜が高移動度を有し、さらには高い安定性を兼ね備えるような有機半導体材料は、未だ得られていない。
【特許文献１】国際公開０３−１６５９９号パンフレット
【非特許文献１】Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．３０３（２００４），１６４４頁
【非特許文献２】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７（２００５），４９８６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、簡便な塗布プロセスによって製造することができ、トランジスタとしての特性が良好であり、更に空気中の酸素に対して安定で経時劣化が十分抑制された有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の上記課題は、以下の構成１〜９により達成された。
【００２２】
１．下記一般式（１）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【００２３】
【化１】
2008078279.tif 000002
【００２４】
〔式中、Ａは３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造を表し、Ｚ1、Ｚ2は、各々芳香族炭化水素環または複素芳香族環を表す。Ｒ1、Ｒ2は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルシリル基またはアルキルゲルミル基を表し、該Ｒ1、Ｒ2は、互いに連結して環を形成しても良い。Ｌは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、オキシ基、チオ基、ジアルキルシラン−１，１−ジイル基からなる群から選択される２価の連結基を表し、ｍは１〜６の整数を表す。〕
２．前記Ｌで表される２価の連結基がアルキニレン基であることを特徴とする前記１に記載の有機半導体材料。
【００２５】
３．下記一般式（２）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【００２６】
【化２】
2008078279.tif 000003
【００２７】
〔式中、Ａは３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造を表し、Ｒ10〜Ｒ18は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはアルキルシリル基を表し、該Ｒ10〜Ｒ18は、互いに連結して環を形成していても良い。ｎは２〜４の整数を表す。〕
４．前記Ａで表される３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造が、ペンタセン環であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００２８】
５．前記一般式（１）のｍまたは前記一般式（２）のｎが４であることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機半導体材料。
【００２９】
６．前記１〜５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。
【００３０】
７．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を塗布、乾燥することによって形成されることを特徴とする前記６に記載の有機半導体膜。
【００３１】
８．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【００３２】
９．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料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。
【発明の効果】
【００３３】
本発明により、簡単なプロセスで製造され、トランジスタとしての特性が良好であり、更に経時劣化が抑えられた有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の有機半導体材料においては、請求項１〜６のいずれか１項に規定される構造を付与することにより、薄膜トランジスタ用途に有用な有機半導体材料を得ることができた。また、該有機半導体材料を用いて作製した本発明の有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴともいう）は、キャリア移動度が高く、良好なＯＮ／ＯＦＦ特性を示す等、優れたトランジスタ特性を示しながら、且つ、高耐久性であることが判った。
【００３５】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について説明する。
【００３６】
上記課題について、上記公知情報を参考として本発明の研究者らがさらなる改良を検討したところ、嵩高い置換基として、２つの芳香族環が形成する平面が、ほぼ直交するようなビアリール基の誘導体を置換基として有する、一般式（１）、一般式（２）で表される、本発明の有機半導体材料が、有機溶剤に可溶で、且つ、良好な結晶性を有する化合物を得ることができ、このような化合物を有機半導体材料として用いることで良好な半導体特性および安定性を有する有機薄膜トランジスタが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００３７】
《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。
【００３８】
《一般式（１）で表される有機半導体材料》
一般式（１）で表される有機半導体材料について説明する。
【００３９】
一般式（１）において、Ａで表される、３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造としては、例えば、アントラセン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子に置き換わったものを示す。）、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、テトラセン環、ナフトインドール環、アントラフラン環、アントラチオフェン環、ナフトキノリン環、ナフトイソキノリン環、ナフトキノキサリン環、ナフトフタラジン環、ナフトキナゾリン環、ペンタセン環、ピロロナフタセン環、チエノナフタセン環、アントラジフラン環、アントラジチオフェン環、インドロ［３，２−ｂ］カルバゾール環、１−アザペンタセン環、１，８−ジアザペンタセン環、２，９−ジアザペンタセン環、１，４，８，１１−テトラアザペンタセン環、５，７，１２，１４−テトラアザペンタセン環、ヘキサセン環、ジベンゾペンタセン環、ヘキサセン環、ジチエノペンタセン環、ヘプタセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ベンゾセレノフェノベンゾセレノフェン環、ベンゾチオフェノベンゾチオフェン環等の芳香族縮合環が挙げられる。
【００４０】
上記の中でも、ペンタセン環が好ましい。ペンタセン環は単環のベンゼン環等と比較して大きな平面を有する構造を有し、結晶性の高く良好な半導体特性を有する有機半導体薄膜を得ることができる。
【００４１】
また、一般式（１）において、中でも、前記Ａで表される芳香族縮合多環構造を有している、Ｚ1、Ｚ2で各々表される芳香族炭化水素環または芳香族複素環により形成される部分構造（環ともよぶ）の単位の数ｍが４である化合物が好ましい。
【００４２】
このような化合物では、化合物の最大吸収波長が７００ｎｍを超える分子となり、非常に分子内のπ共役が伸びた分子となるため、より良好な半導体特性を有する有機半導体薄膜を形成することができる。
【００４３】
これらの芳香族縮合環は、後述するような、一般式（１）において、Ｚ1、Ｚ2で形成されるビアリール基のオルト位を置換する置換基Ｒ1、Ｒ2として用いられる基を有していてもよい。
【００４４】
一般式（１）において、Ｚ1、Ｚ2で、各々表される芳香族炭化水素環としては、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
【００４５】
一般式（１）において、Ｚ1、Ｚ2で、各々表される芳香族複素環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。
【００４６】
上記一般式（１）で表される、本発明の有機半導体材料は、Ｚ1、Ｚ2で表される２つの、芳香族炭化水素環または芳香族複素環が連結されている結合のオルト位に、上記の置換基Ｒ1、Ｒ2を有するため、Ｚ1、Ｚ2から形成されるビアリール構造が、ねじれた構造を有することになり、その結果、溶解性を有する有機半導体材料を得ることが出来る。
【００４７】
一般式（１）において、Ｚ1、Ｚ2で表される２つの、芳香族炭化水素環または芳香族複素環が連結されている結合のオルト位を置換する置換基Ｒ1、Ｒ2としては、具体的には以下のような置換基を挙げることができる。
【００４８】
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、ｔ−ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等、
アルケニル基：例えば、ビニル基、アリル基、１，２−ジクロロエチレン基等、
アルキニル基：エチニル基、プロパルギル基、ジエチニル基等、
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、
アリール基（芳香族炭素環基、芳香族炭化水素基等ともいう）：例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニリル基等、
また、ナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、アセナフテン環、フルオレン環、フェナントレン環、インデン環、ピレン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等の縮合芳香族炭化水素環の一部の水素を置き換えた置換基等、
アルキルシリル基：例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリシクロヘキシルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、シラトラン基、
アルキルゲルミル基：トリエチルゲルミル基、トリイソプロピルゲルミル基、トリフェニルゲルミル基、フェニルジエチルゲルミル基、トリメトキシゲルミル基等、を挙げることができる。
【００４９】
また、前記芳香族縮合多環構造Ａ、ビアリール構造を形成する芳香族環Ｚ1、Ｚ2、および置換基Ｒ1、Ｒ2は、以下のような置換基によって置換されていても良い。
【００５０】
ヘテロアリール基（芳香族複素環基ともいう）：例えば、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、テトラジン環、キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環、フェナントリジン環、キノキサリン環、シンノリン環、フタラジン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、プテリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、カルバゾール環、プリン環、ピロロピロール環、ピラゾロトリアゾール環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、オキサジアゾール環、フラザン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、チエノ［２，３−ａ］チオフェン環、チエノ［２，３−ｂ］チオフェン環、アントラジチオフェン環、ジチアフルベン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾジチオフェン環、アントラジチオフェン環、チオチオフテン環等の縮合芳香族炭化水素環の一部の水素を置き換えた置換基等、
複素環基：エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１、１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環等、
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、メチルカルボニルアミノ基、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）、
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、
シロキシ基：例えば、トリメチルシロキシ基、トリイソプロピルシロキシ基、トリシクロヘキシルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基、フェニルジエチルシロキシ基、
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、
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、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、
その他の置換基：シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキルシリル基、ジスルフィド基、スルホキシド基、スルホ基、スルホキシイミン基、オキソ基（＝Ｏ）、チオン基（＝Ｓ）、リン酸エステル基、チオリン酸エステル基、ホスホリルアミノ基、亜リン酸エステル基が挙げられる。
【００５１】
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よい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００５２】
一般式（１）において、Ｌで表される２価の連結基は、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）、シクロアルキレン基（例えば、シクロヘキサン−１，６−ジイル基等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、１−メチルビニレン基、１−メチルプロペニレン基、２−メチルプロペニレン基、１−メチルペンテニレン基、３−メチルペンテニレン基、１−エチルビニレン基、１−エチルプロペニレン基、１−エチルブテニレン基、３−エチルブテニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、１−プロピニレン基、１−ブチニレン基、１−ペンチニレン基、１−ヘキシニレン基、２−ブチニレン基、２−ペンチニレン基、１−メチルエチニレン基、３−メチル−１−プロピニレン基、３−メチル−１−ブチニレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基のように芳香族炭化水素環から導出される２価の基である）、オキシ基、チオ基、ジアルキルシラン−１，１−ジイル基からなる群から選択される２価の連結基を表す。
【００５３】
なお、これらが直列に連結されることによって連結基が形成されていても良い。
【００５４】
中でも、好ましくは連結基Ｌがエチニレン基である化合物が好ましく用いられる。
【００５５】
本発明の有機半導体材料は、一般式（１）で表される構造を有しており、具体的には、３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造を母核として有している材料であることが必要である。
【００５６】
有機半導体中のキャリアは、主に、本発明の有機半導体材料に係る芳香族縮合多環構造が形成する平面と垂直な方向に伝わることが知られており、該芳香族縮合多環構造同士の重なりが大きいほど、良好な半導体特性を得ることができる。
【００５７】
一方、本発明の有機半導体材料とは異なり、３環未満の芳香族縮合多環構造を有する材料では、半導体としての移動度が不十分となるため、有機半導体薄膜や有機薄膜トランジスタに適用した時に、良好なトランジスタ特性を得ることができない。
【００５８】
本発明の有機半導体材料のように、縮合環数が多くなるほど、高い移動度を有する有機半導体膜を得やすいが、他方で酸素によって酸化されたり２量化等の反応を適切に防止する観点から、実用上芳香族縮合多環の縮合環数としては７環以下であることが好ましい。
【００５９】
更に、上記のＺ1およびＺ2で、各々表される芳香族炭化水素環または複素芳香族環から形成される基は、２つの平面がねじれており立体的に大きな置換基であるため、芳香族縮合多環構造近傍に存在すると、芳香族縮合多環構造同士のスタック面積を減少させ、半導体特性を低下させることがあるため、連結基Ｌによってアセン系母核同士のスタックを阻害しない程度に離れた位置に存在することが好ましい。
【００６０】
エチニレン基は、アルキレン基、アルケニレン基等と異なり直線状の連結基であり、大きさも芳香族縮合多環構造と同じ厚さであるため、芳香族縮合多環構造のスタックを阻害しない。
【００６１】
また、エチニレン基は比較的電子吸引性の置換基であり、アセン系母核の酸化還元電位を低下させ、酸化劣化を起こりにくくするといった効果も有している。
【００６２】
さらに、エチニレン基は剛直な構造であるために、化合物の結晶性が高くなり、その結果、塗布膜中の化合物の配列が整い、より高い移動度の薄膜を得ることができる。このような結晶性の高い薄膜では、酸素や水分等の劣化因子が薄膜中に浸透しにくくなり、劣化も起こりにくくなるという効果がある。
【００６３】
一般式（１）で表される有機半導体材料の中でも、より好ましくは下記一般式（２）で表される有機半導体材料である。
【００６４】
一般式（２）において、Ａで表される、３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造は、一般式（１）において、Ａで表される、３環以上が縮合した芳香族縮合多環構造と同義である。
【００６５】
一般式（２）において、Ｒ10〜Ｒ18は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはアルキルシリル基を表し、互いに連結して環を形成していても良い。ｎは２〜４の整数を表す。
【００６６】
このように、ビアリール基として１、１′−ビナフチル基を用いることで、より良好な結晶性、ひいては良好な半導体特性を有する有機半導体薄膜を得ることができる。
【００６７】
一般式（２）において、Ｒ10〜Ｒ18で各々表されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはアルキルシリル基としては、一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2で各々表されるアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基またはアルキルシリル基と同義である。
【００６８】
また、一般式（２）で表される有機半導体材料の最大吸収波長が７００ｎｍを超える分子とし、非常に分子内のπ共役が伸びた分子を設計でき、更に良好な半導体特性を有する有機半導体薄膜を形成する観点から、数ｎが４である化合物が好ましい。
【００６９】
また、本発明の有機半導体材料の分子量は、３００〜５０００の範囲であることが好ましい。分子量を３００以上とすることで、化合物の揮発性を十分低くすることができ、生産時の揮発、工程汚染を防止することができる。また５０００以下とすることで、溶媒への溶解性を良好な範囲に保つことができる。また、分子間のスタック性を良好なものとすることができ、ＴＦＴ性能を良好なものとすることができる。分子量は、より好ましくは５００〜２０００の範囲である。
【００７０】
尚、本発明の有機半導体材料の分子量は、従来公知の市販の質量分析装置等により測定することができる。
【００７１】
以下、本発明に係る一般式（１）、（２）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。
【００７２】
【化３】
2008078279.tif 000004
【００７３】
【化４】
2008078279.tif 000005
【００７４】
【化５】
2008078279.tif 000006
【００７５】
【化６】
2008078279.tif 000007
【００７６】
【化７】
2008078279.tif 000008
【００７７】
【化８】
2008078279.tif 000009
【００７８】
なお、上記の化合物は、前記非特許文献２や、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，ｖｏｌ．３４（１９６９）等の文献を参考に合成することができる。
【００７９】
《有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ》
本発明の有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタについて説明する。
【００８０】
本発明の有機半導体材料は、有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタの半導体層に用いることにより、良好に駆動する有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタを提供することができる。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、支持体上に先ずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体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。
【００８１】
本発明の有機半導体材料を有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ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、適切な溶媒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。
【００８２】
この場合、本発明の有機半導体材料を溶解する溶媒は、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等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。これらの溶媒の内、非ハロゲン系溶媒を含む溶媒が好ましく、非ハロゲン系溶媒で構成することが好ましい。また、絶縁膜表面を疎水化処理した絶縁膜上に塗布する場合には、そのような疎水化表面の表面エネルギーよりも表面エネルギーが小さい非極性な溶媒であることが好ましく、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン等が好ましい。
【００８３】
本発明の有機薄膜トランジスタは、本発明の有機半導体材料を半導体層に用いることが好ましい。前記半導体層は、これらの有機半導体材料を含有する溶液または分散液を塗布することにより形成することが好ましい。
【００８４】
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、銀ペースト及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、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、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及び炭素が好ましい。
【００８５】
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等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。
【００８６】
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、アルミニウムや銅等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等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、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等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。
【００８７】
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等が挙げられる。それらの内、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。
【００８８】
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、大気圧プラズマ法等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、ダイコート法等の塗布による方法、印刷やインクジェット等のパターニングによる方法等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。
【００８９】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶媒あるいは水に必要に応じて界面活性剤等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、所謂ゾルゲル法が用いられる。これらの内、好ましいのは大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
【００９０】
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１１−４３７８１号公報、特開２００３−１７９２３４号、国際公開０４／７５２７９号パンフレット等に記載されている。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。
【００９１】
また、有機化合物皮膜として、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、及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。
【００９２】
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）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース（ＤＡＣ）、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共に衝撃に対する耐性を向上できる。
【００９３】
以下に、本発明の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について説明する。
【００９４】
図１は本発明の有機薄膜トランジスタ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半導体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を形成して有機薄膜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。
【００９５】
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半導体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とることもできる。
【００９６】
図２は、有機薄膜トランジスタシートの概略等価回路図の１例を示す図である。
【００９７】
有機薄膜トランジスタシート１０は、マトリクス配置された多数の有機薄膜トランジスタ１１を有する。７は各有機薄膜トランジスタ１１のゲートバスラインであり、８は各有機薄膜トランジスタ１１のソースバスラインである。各有機薄膜トランジスタ１１のソース電極には出力素子１２が接続され、この出力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。
【００９８】
有機薄膜トランジスタの性能としては、その用途に応じて必要とされる性能は変化するが、例えば、電子ペーパーのような用途においては、キャリア移動度は０．０１〜１．０ｃｍ2／Ｖｓｅｃの範囲であることが好ましく、ＯＮ／ＯＦＦ比としては１．０×１０5〜１．０×１０7の範囲であることが好ましい。このような範囲とすることで十分な速度でディスプレイを駆動することができ、またディスプレイに良好な階調を付与することができる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１００】
また、実施例に用いた化合物の構造を下記に示す。
【０１０１】
【化９】
2008078279.tif 000010
【０１０２】
実施例１
《有機薄膜トランジスタ１の作製》
ゲート電極としての比抵抗０．０１Ω・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。
【０１０３】
このような表面処理を行ったＳｉウェハー上に、比較化合物（１）（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）を、窒素雰囲気下で窒素を３０分間バブリングしたトルエンに対して０．５質量％の濃度で溶解させ、窒素雰囲気下でスピンコート塗布（回転数２５００ｒｐｍ、１５秒）し、自然乾燥することによりキャスト膜を形成して、窒素雰囲気下で５０℃、３０分間の熱処理を施した。
【０１０４】
更に、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着してソース電極及びドレイン電極を形成した。ソース電極及びドレイン電極は幅１００μｍ、厚さ２００ｎｍで、チャネル幅Ｗ＝３ｍｍ、チャネル長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタ１を作製した。
【０１０５】
《有機薄膜トランジスタ２の作製》
比較化合物２（２，３，９，１０−テトラヘキシルペンタセン）は、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．２（２０００），ｐ８５に記載の方法で合成した。
【０１０６】
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物１を比較化合物２に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ２を作製した。
【０１０７】
《有機薄膜トランジスタ３の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物１を比較化合物３（ルブレン、アルドリッチ社製、市販試薬を昇華精製して用いた）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ３を作製した。
【０１０８】
《有機薄膜トランジスタ４の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（４）（５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェン）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ４を作製した。
【０１０９】
尚、比較化合物（４）（５，１１−ビス（トリエチルシリルエチニル）アントラジチオフェン）は、前記非特許文献２に記載の方法で合成した。
【０１１０】
《有機薄膜トランジスタ５の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（５）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ４を作製した。
【０１１１】
尚、比較化合物（５）（６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン）は、前記特許文献１に記載の方法で合成した。
【０１１２】
《有機薄膜トランジスタ６〜１０の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）の代わりに、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６〜１０を作製した。
【０１１３】
得られた有機薄膜トランジスタ１〜１０の各々について、下記のようにして、キャリア移動度及びＯＮ／ＯＦＦ比の評価を行った。
【０１１４】
《キャリア移動度及びＯＮ／ＯＦＦ比の評価》
得られた有機薄膜トランジスタ１〜１０について、各素子のキャリア移動度とＯＮ／ＯＦＦ比を、素子作製直後に測定した。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及び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。
【０１１５】
また、同様の評価を各素子を４０℃、９０％ＲＨの環境室に４８時間投入した後、キャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比の再測定を行った。得られた結果を表１に示す。
【０１１６】
【表１】
2008078279.tif 000011
【０１１７】
表１の結果から、比較化合物（１）は、溶解性が低く塗布によって有機半導体膜を形成することができず、有機薄膜トランジスタ１は半導体としての駆動を確認することはできなかった。
【０１１８】
また、比較化合物（２）〜（５）は、比較化合物（１）に比べて溶解性が向上し、塗布膜を形成することができ、それぞれ薄膜トランジスタとしての駆動を確認することができたが、塗布膜の結晶性が低く、耐久試験の後では大きく性能が劣化する材料であることが分かる。
【０１１９】
一方、本発明の有機半導体材料を用いて作製した有機薄膜トランジスタ６〜１０では、作製直後においてキャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比共に優れた特性を示し、且つ、耐久試験後においても移動度が１０-2台以上、ＯＮ／ＯＦＦ比も１０5台以上であり、経時劣化が少なく、高い耐久性を併せ持つことが分かる。
【０１２０】
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。なお、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。なお、本発明に係る有機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。
【０１２１】
本発明に係る有機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。
【０１２２】
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】
【０１２３】
【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
【符号の説明】
【０１２４】
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  有機薄膜トランジスタシート
１１  有機薄膜トランジスタ
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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