(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。【解決手段】３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環を部分構造として有する化合物を含有する有機半導体材料において、該芳香族縮合多環が下記一般式（１）および（２）で表される置換基をそれぞれ少なくとも１つ以上有することを特徴とする有機半導体材料。    【化１】2008004725.tif 000019（式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1は置換または無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造を部分構造として有する化合物を含有する有機半導体材料において、
該芳香族縮合多環構造が、下記一般式（１）および（２）で表される置換基を、それぞれ少なくとも１つ以上有することを特徴とする有機半導体材料。
【化１】
2008004725.tif 000015
（式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1は置換または無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。またＲ1、Ｒ2は互いに連結して環を形成していても良い。）
【請求項２】
３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造を部分構造として有する化合物を含有する有機半導体材料において、
該芳香族縮合多環構造が、下記一般式（１）および（２）で表される置換基を、それぞれ偶数個有することを特徴とする請求項１に記載の有機半導体材料。
【化２】
2008004725.tif 000016
（式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。）
【請求項３】
前記一般式（１）においてＡで表されるカルコゲン原子が、硫黄であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体材料。
【請求項４】
前記一般式（２）において、Ｒ2で表される置換基が、アルキルシリル基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】
３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造が、下記一般式（３）で表され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。
【化３】
2008004725.tif 000017
【請求項６】
下記一般式（４）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【化４】
2008004725.tif 000018
（式中、Ｒ3〜Ｒ5は置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を表し、それぞれ互いに連結していても良い。）
【請求項７】
請求項１〜６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８】
請求項１〜６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有機半導体膜。
【請求項９】
請求項１〜６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１０】
請求項１〜６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、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここでＴＦＴ素子には主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には、通常スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。
【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるをえず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上に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。
【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、例えば、有機レーザー発振素子や、多数の論文にて報告されている有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）への応用が期待されている。
【０００８】
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、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による樹脂基板上への形成や、更にはその分子構造を適切に改良することによって、溶剤に可溶化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液を用いてインクジェット法または印刷法などといった簡便なプロセスによって、有機半導体薄膜を基板上に形成、製造することも考えられる。これらの低温・溶液プロセスによる製造は、透明樹脂基板上へのＴＦＴ素子を形成を可能とし、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）安価なディスプレイとすることができると考えられる。
【０００９】
しかしながら、こうした有機ＴＦＴ素子を実現するための有機半導体材料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。
【００１０】
なお有機材料であっても、またＳｉなどの無機材料であっても、アモルファス構造の材料より結晶構造の材料の方がキャリア移動度が高いことが知られている。したがって、理想的な状態で作製した結晶構造での移動度が高いだけでは不十分であり、薄膜に製膜した状態において高い移動度、つまり高い結晶性を有している材料である必要がある。有機物で最も高い移動度が報告されている化合物としてルブレンが知られているが（Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．３０３（２００４），１６４４頁）、これは気相成長法で作製した単結晶の値であり、溶液キャストで製膜した膜については通常アモルファスであるために十分な移動度は得られていない。
【００１１】
また、ペンタセンやルブレンといったアセン系の化合物の多くはヘリンボーン構造と呼ばれる結晶構造を取ることが知られているが、ヘリンボーン構造はＦａｃｅ−ｔｏ−Ｅｄｇｅ構造とＦａｃｅ−ｔｏ−Ｆａｃｅ構造の２種類が組み合わされた結晶構造であるため、より電荷が移動しやすいＦａｃｅ−ｔｏ−Ｆａｃｅ構造のみを結晶構造として有する化合物を得ようという試みが近年盛んになっている。
【００１２】
このような試みの成功例としては、非特許文献１および２で開示されているようなチオアルキル基を有するアントラセンやペンタセン、またシリルエチニル基を有するアセン類（非特許文献３、４および特許文献１参照。）が、このようなＦａｃｅ−ｔｏ−Ｆａｃｅ構造を有する化合物として報告されている。
【００１３】
しかし、これらの化合物においても結晶構造は単結晶を解析したものであり、薄膜に製膜した際にこのような結晶構造が得られているわけではない。実際、前記非特許文献３において良好な移動度を有していたと報告のある６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセンであっても、スピンコートによって得られた薄膜はアモルファス構造の部分が多く、さらには光照射によって劣化したとの報告がなされている（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．２４（２００５）、３００１頁）。
【００１４】
このように、溶液塗布によって形成した膜で高い結晶性の薄膜を得ることができる材料は知られていない。
【００１５】
また、上記のようにほとんどの有機半導体材料は光や酸素、水分等によって劣化が進行するため、実用的な高移動度と耐久性とを兼ね備える有機半導体材料は、未だ得られていない。
【特許文献１】米国特許第６，６９０，０２９Ｂ１号明細書
【非特許文献１】Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７（２００５）、６６６６頁
【非特許文献２】Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．８（２００６），２３８５頁
【非特許文献３】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７（２００５），４９８６頁
【非特許文献４】Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．６（２００４），１６０９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、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】
【００１７】
１．３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造を部分構造として有する化合物を含有する有機半導体材料において、
該芳香族縮合多環構造が、下記一般式（１）および（２）で表される置換基を、それぞれ少なくとも１つ以上有することを特徴とする有機半導体材料。
【００１８】
【化１】
2008004725.tif 000002
【００１９】
（式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1は置換または無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基を表す。Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。またＲ1、Ｒ2は互いに連結して環を形成していても良い。）
２．３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造を部分構造として有する化合物を含有する有機半導体材料において、
該芳香族縮合多環構造が、下記一般式（１）および（２）で表される置換基を、それぞれ偶数個有することを特徴とする前記１に記載の有機半導体材料。
【００２０】
【化２】
2008004725.tif 000003
【００２１】
（式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。）
３．前記一般式（１）においてＡで表されるカルコゲン原子が、硫黄であることを特徴とする前記１または２に記載の有機半導体材料。
【００２２】
４．前記一般式（２）において、Ｒ2で表される置換基が、アルキルシリル基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。
【００２３】
５．３環以上の環が縮合した芳香族縮合多環構造が、下記一般式（３）で表され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。
【００２４】
【化３】
2008004725.tif 000004
【００２５】
６．下記一般式（４）で表されることを特徴とする有機半導体材料。
【００２６】
【化４】
2008004725.tif 000005
【００２７】
（式中、Ｒ3〜Ｒ5は置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を表し、それぞれ互いに連結していても良い。）
７．前記１〜６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。
【００２８】
８．前記１〜６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有機半導体膜。
【００２９】
９．前記１〜６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。
【００３０】
１０．前記１〜６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】
【００３１】
本発明によれば、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る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明者等は、前記６，１３−ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセンの劣化について調べた文献（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．２４（２００５）、３００１頁）において、アセン化合物の劣化は、化合物の非晶領域よりも多結晶領域において程度が小さかったと報告されていることに注目した。即ち、なるべく結晶性の薄膜を形成することができれば、高キャリア移動度で、かつ経時安定性の高い有機半導体膜を形成できると考えられる。
【００３３】
本発明者等は、アセン化合物の結晶性を向上しうる化合物がないか鋭意検討を行ったところ、２種類の特定の置換基をそれぞれ１つ以上有しているアセン系化合物が、結晶性の高い薄膜を安定して形成し、上記課題を達成しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【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有する化合物を用いることにより、有機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る。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、結晶性が高いため、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明した。
【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】
（有機半導体材料）
本発明の有機半導体材料は、前記一般式（１）および（２）で表される、特定の置換基をそれぞれ１つ以上有する芳香族縮合多環からなる有機半導体材料であることを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る有機半導体材料は、置換または無置換の、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。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好ましくない。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量化等の反応を起こして劣化しやすくなるため、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。
【００３８】
本発明に係る芳香族縮合多環構造としては、例えば、アントラセン、アクリジン、ベンゾキノリン、カルバゾール、フェナジン、フェナントリジン、ジアザカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ナフトフラン、ナフトチオフェン、ベンゾジフラン、ベンゾジチオフェン、テトラセン、ナフトインドール、アントラフラン、アントラチオフェン、ナフトキノリン、ナフトイソキノリン、ナフトキノキサリン、ナフトフタラジン、ナフトキナゾリン、ペンタセン、ピロロナフタセン、チエノナフタセン、アントラジフラン、アントラジチオフェン、インドロ［３，２−ｂ］カルバゾール、１−アザペンタセン、１，８−ジアザペンタセン、２，９−ジアザペンタセン、１，４，８，１１−テトラアザペンタセン、５，７，１２，１４−テトラアザペンタセン、ヘキサセン、ジベンゾペンタセン、ヘキサセン、ジチエノペンタセン、ヘプタセン、フェナントレン、トリフェニレン、コロネン、ベンゾコロネン等が挙げられる。これらの芳香族縮合多環構造は、少なくとも前期一般式（１）および（２）で表される置換基をそれぞれ１つ以上有していることが必要であるが、それ以外にも後述するような置換基を有していてもよい。
【００３９】
上記の芳香族縮合多環構造が、少なくとも１つ以上有している必要のある置換基としては、以下の２つの置換基である。
【００４０】
【化５】
2008004725.tif 000006
【００４１】
式中、Ａは硫黄、セレン、テルルから選ばれるカルコゲン原子を表す。Ｒ1、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基、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、アルキルゲルミル基から選ばれる置換基を表す。
【００４２】
一般式（１）で表される置換基は硫黄以上に重いカルコゲン原子を有する置換基であるため、この置換基を有することで、カルコゲン原子同士の相互作用、および芳香族縮合多環構造が有するπ電子との相互作用があり、一般式（１）で表される置換基を有していることで、芳香族縮合多環構造をもつ材料では、より密な結晶構造を形成するという効果を得ることができる。同じカルコゲン原子であっても酸素原子で効果が認められない理由は推測の域を出ないが、ｄ電子を有さない原子であるためではないかと考えられる。なお前記非特許文献１においても、酸素原子を有する化合物ではＦａｃｅ−ｔｏ−Ｆａｃｅパッキング構造を得られていない。
【００４３】
一般式（２）で表される置換基は、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を有している。また、化合物の溶解性の向上に効果のある置換基であるため、溶液に溶解しにくい芳香族縮合多環構造をもつ化合物の溶解度を向上させ、溶液プロセスによる有機半導体層の形成を可能にするという効果がある。
【００４４】
これらの２つの置換基を共に有していることで、結晶性が高い薄膜が溶液プロセスによって形成される。
【００４５】
なお、前記一般式（１）、（２）における置換基Ｒ1、Ｒ2で表される置換基としては、具体的には以下のような置換基を挙げることができる。
【００４６】
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：例えば、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：例えば、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、等である。
【００４７】
また、一般式（１）、（２）以外に芳香族縮合多環構造を置換することのできる置換基、および一般式（１）、（２）における置換基Ｒ1、Ｒ2を置換することのできる置換基としては、以下のような置換基を挙げることができる。
【００４８】
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］−オクタン環等の環の一部の水素を置き換えた置換基等、
アルコキシ基：例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等、
シクロアルコキシ基：例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等、
アリールオキシ基：例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等、
アルキルチオ基：例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等、
シクロアルキルチオ基：例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等、
アリールチオ基：例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等、
アルコキシカルボニル基：例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等、
アリールオキシカルボニル基：例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等、
スルファモイル基：例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等、
アシル基：例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等、
アシルオキシ基：例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等、
アミド基：例えば、メチルカルボニルアミノ基、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、スルホン基、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、等が挙げられる。
【００４９】
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。
【００５０】
本発明の有機半導体材料は、より好ましくは前記一般式（１）および（２）で表される置換基を、それぞれ偶数個有する芳香族縮合多環構造を部分構造として有する化合物である。
【００５１】
前記一般式（１）および（２）で表される置換基を偶数個有することで、これらの置換基が有している効果はより高まり、より良好な特性を有する有機半導体材料を得ることができる。
【００５２】
したがって、前記一般式（１）および（２）で表される置換基が偶数個であって、芳香族縮合多環構造の対称的な位置を置換していることが好ましい。有機半導体材料は結晶性の化合物であることが好ましいため、このような対称性の高い構造を有する化合物であることで、良好な結晶性を有する、ひいては良好な移動度・耐久性を有する有機半導体材料とすることができる。
【００５３】
また、より好ましいのは、前記一般式（１）においてＡで表されるカルコゲン原子が、硫黄である有機半導体材料である。
【００５４】
前述のカルコゲン原子による効果は、酸素以外の大きなカルコゲン原子ではほとんど同様の結晶性向上効果を得ることができるが、セレンやテルルなどの重い元素よりも硫黄原子のような軽い元素のほうが炭素原子との結合エネルギーが高く、化合物が安定となる傾向があるためである。また、化合物およびその前駆体、原料の毒性・安全性が低いという観点からも、Ａで表される元素は硫黄であることが好ましい。
【００５５】
また、前記一般式（２）においてＲ2で表される置換基は、アルキルシリル基であることが好ましい。アルキルシリル基のような立体的に大きな置換基が、最も有機溶媒への溶解性を高める効果が高いためである。
【００５６】
特に、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ないと弾かずに塗布することが困難であるため、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン等の非極性溶媒への溶解性を向上できるという観点からも、アルキルシリル基が好ましい。
【００５７】
より高い半導体特性をもつ有機半導体材料を得るためには、芳香族縮合多環構造としてアセン系を有している材料が有利である。アセン構造とは、芳香族環が直線状に縮合した構造を表すが、このようなアセン構造では縮合環数が多いほど化合物のバンドギャップを小さくすることができ、低いエネルギーでキャリアを注入することができる。但しあまり縮合環数が多くなりすぎると酸素などによって劣化しやすくなるため、実用的には３〜７環が縮合したアセン構造であることが好ましく、より好ましくは４〜６環が縮合したアセン構造、さらに好ましくは５環が縮合したアセン構造である。中でも、ベンゼン環が５環直線状に縮環した下記一般式（３）で表される芳香族縮合多環構造を有している有機半導体材料であることが好ましい。
【００５８】
【化６】
2008004725.tif 000007
【００５９】
このような５環が縮合したアセン構造（ペンタセン構造）が、もっとも半導体特性と安定性を兼ね備えており、好ましい有機半導体材料として用いることができる。
【００６０】
中でも好ましくは、下記一般式（４）で表される有機半導体材料である。
【００６１】
【化７】
2008004725.tif 000008
【００６２】
式中、Ｒ3〜Ｒ5は置換または無置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基から選ばれる置換基を表し、それぞれ互いに連結していても良い。
【００６３】
このような対称性の高い構造とすることで、溶剤への溶解性が高く、かつ結晶性が高く、半導体特性と安定性を兼ね備えた有機半導体材料を得ることができる。
【００６４】
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。なお本発明の有機半導体材料の分子量は、質量分析装置等によって測定することができる。
【００６５】
以下、本発明に係る一般式（１）、（２）で表される置換基を有する芳香族縮合多環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。
【００６６】
【化８】
2008004725.tif 000009
【００６７】
【化９】
2008004725.tif 000010
【００６８】
【化１０】
2008004725.tif 000011
【００６９】
【化１１】
2008004725.tif 000012
【００７０】
なお、上記の化合物は、前記非特許文献２や非特許文献４、および下記の文献を参考にして合成することができる。
【００７１】
例えば、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，ｖｏｌ．３４（１９６９），ｐ１７３４、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，ｖｏｌ．７１（２００６），ｐ２１５５等がある。
【００７２】
（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、有機薄膜トランジスタについて説明する。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号公報、同１１−１３３２０５号公報、特開２０００−１２１８０４号公報、同２０００−１４７２０９号公報、同２０００−１８５３６２号公報等に記載されている。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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。図示した例では、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。
【００９１】
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】
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
《有機薄膜トランジスタ２の作製》
比較化合物（２）（６，１３−ビス（メチルチオ）ペンタセン）は、前記非特許文献２に記載の方法で合成した。
【００９７】
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、また比較化合物（２）はトルエンに溶解しなかったため、溶媒を１，２，４−トリクロロベンゼンに変更し、加熱溶解してスピンコートした以外は、比較鈴（１）と同様の方法により、有機薄膜トランジスタ２を作製した。
【００９８】
《有機薄膜トランジスタ３の作製》
比較化合物（３）（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３に記載の方法で合成した。
【００９９】
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の方法により、有機薄膜トランジスタ３を作製した。
【０１００】
《有機薄膜トランジスタ４の作製》
比較化合物（４）（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。
【０１０１】
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）に変更した以外は同様の方法により、有機薄膜トランジスタ４を作製した。
【０１０２】
《有機薄膜トランジスタ５の作製》
比較化合物（５）（２，３，９，１０，ビス（メチレンジオキシ）−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、前記非特許文献４に記載の方法で合成した。
【０１０３】
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の方法により、有機薄膜トランジスタ５を作製した。
【０１０４】
《有機薄膜トランジスタ６〜１１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６〜１１を作製した。
【０１０５】
【化１２】
2008004725.tif 000013
【０１０６】
《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１〜１１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。なお、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。
【０１０７】
また、各素子を４０℃、９０％ＲＨの環境室に４８時間投入した後、同様の評価方法により、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。
【０１０８】
【表１】
2008004725.tif 000014
【０１０９】
表１の結果に示したように、比較化合物（１）および（２）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、２は半導体としての駆動を確認することはできなかった。
【０１１０】
また比較化合物（３）〜（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。
【０１１１】
他方、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６〜１１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、高い耐久性を併せもつということが分かる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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】
【０１１５】
【図１】本発明に係る有機ＴＦＴの構成例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＴＦＴの概略等価回路図の１例である。
【図３】封止構造を有する有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図４】有機ＥＬ素子に用いる、ＴＦＴを有する基板の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１６】
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  基板
１０２  有機ＥＬ素子
１０２ａ  陽極
１０２ｂ  有機ＥＬ層
１０２ｃ  陰極
６０１  基板
６０２  ＴＦＴ
【図１】
2008004725.tif 000020
【図２】
2008004725.tif 000021
【図３】
2008004725.tif 000022
【図４】
2008004725.tif 000023