(57)【要約】【課題】キャリア移動度が高く、有機溶媒に対する溶解性に優れるペンタセン化合物、該ペンタセン化合物で構成された有機半導体薄膜、ならびに該有機半導体薄膜を有する有機半導体素子およびトランジスタを提供すること。【解決手段】本発明のペンタセン化合物は式（１）で表されることを特徴とする。2008094838.tif 000019（式（１）中、Ｒ1は、炭素数１〜１０のアルキルまたは式（２）で表される基である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表されるペンタセン化合物；
【化１】
2008094838.tif 000017
（式（１）中、Ｒ1は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であ
り、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、
Ｒ2、Ｒ3は、それぞれ独立にＨまたは−ＣＯＯＲ4であり、
Ｒ4は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であり、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい）。
【化２】
2008094838.tif 000018
【請求項２】
式（１）中のＲ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3がＨである、請求項１
に記載のペンタセン化合物。
【請求項３】
式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3がＨである、請求項１に記載のペンタセン化合物。
【請求項４】
式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3が−ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4がＣＨ3であ
る、請求項１に記載のペンタセン化合物。
【請求項５】
式（１）中のＲ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3が−ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4が（２）で表される基である、請求項１に記載のペンタセン化合物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のペンタセン化合物で構成される有機半導体薄膜。
【請求項７】
請求項６に記載の有機半導体薄膜および複数の電極で構成される有機半導体素子。
【請求項８】
ゲート電極、誘電体層、ソース電極、ドレイン電極および半導体層を含むトランジスタであって、該半導体層が請求項６に記載の有機半導体薄膜で構成されるトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶媒への溶解性が高く、半導体性を示すペンタセン化合物に関する。さらに本発明は、該ペンタセン化合物を用いた有機半導体薄膜、有機半導体素子および電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の材料であるシリコン（珪素）は、半導体薄膜または半導体素子として最も多く用いられているが、シリコンによる薄膜形成は、蒸着法などのプロセスを用いることにより行われている。このようなプロセスを用いる際には、真空や高温という条件を満たさなければならず、さらに溶媒への溶解性が低いシリコンは固体として用いらざるを得ないため、形成膜のムラが生じやすいうえに薄膜の面積も限られる。また、プログラマブルデバイスによる半導体素子の形成は、複雑な電気回路を一律に作製したあとに、不必要な箇所を焼き切ったり、電気的にバイパスしたりしなければならない手間が生じる。
【０００３】
一方、半導体の材料として、半導体性を有する有機高分子も着目されており（特許文献１〜５）、中には優れたキャリア移動度を示すポリアセン等が知られている（特許文献５）。このような有機高分子が、有機溶媒に高濃度で溶解する特性を有していれば、その液状の高分子を用いた種々の印刷方法を利用した薄膜形成が可能となる。印刷方法を用いる薄膜形成は、常温・常圧下で行うことができ、また簡便かつ短時間の薄膜形成を実現することができるので、蒸着法等による薄膜形成よりも有利である。また、表面均一性にも優れた有機半導体素子を形成することができるという利点がある。
【０００４】
また、上記のような印刷方法を利用した半導体素子の形成が実現できれば、プログラマブルデバイス（programmable device）で生じるような不必要な回路を焼き切ったり、電
気的にバイパスしたりする製造工程を簡略化することができる。そのうえ、有機半導体素子を可とう性のある高分子表面に形成すれば、折り曲げられる素子とすることができる。
【０００５】
特開２００４−２５６５３２号公報（特許文献５）には、高いキャリア移動度を有し、有機溶媒に対する溶解性に優れた有機高分子として、ペンタセン化合物が開示されている。しかしながら、特許文献５のペンタセン化合物は芳香族化合物特有の高い凝集力のために溶解性が低く、ウェットプロセスによる薄膜作成は困難である。
【０００６】
ここで、ペンタセン化合物の有機溶媒への溶解度が低いと、カラムクロマトグラフィーなどの簡便な手段で精製することができない。したがって昇華による精製を行わざるを得ず、微粒化による酸化が生じやすく、また得られる生成物量も少ないといった問題が生じる。
【特許文献１】特開２００３−３３８３７７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４７０５８号公報
【特許文献３】ＷＯ０３／０８０７６２
【特許文献４】ＷＯ０１／０６４６１１
【特許文献５】特開２００４−２５６５３２号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，５０，２９３４（１９８５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、キャリア移動度が高く、有機溶媒に対する溶解性に優れるペンタセン化合物、該ペンタセン化合物で構成された有機半導体薄膜、ならびに該有機半導体薄膜
を有する有機半導体素子およびトランジスタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の［１］〜［８］によって構成される。
[１]  式（１）で表されるペンタセン化合物；
【０００９】
【化１】
2008094838.tif 000002
【００１０】
式（１）中、Ｒ1は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であ
り、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、
Ｒ2、Ｒ3は、それぞれ独立にＨまたは−ＣＯＯＲ4であり、
Ｒ4は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であり、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい。
【００１１】
【化２】
2008094838.tif 000003
【００１２】
[２]  式（１）中のＲ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3がＨである、前
記[１]項に記載のペンタセン化合物。
[３]  式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3がＨである、前記[１]項に記載のペンタセン化合物。
【００１３】
[４]  式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3が−ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4がＣＨ3である、前記[１]項に記載のペンタセン化合物。
[５]  式（１）中のＲ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3が−ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4が（２）で表される基である、前記[１]項に記載のペンタセン化合物。
【００１４】
[６]  前記[１]〜[５]項のいずれかに記載のペンタセン化合物で構成される有機半導体薄膜。
[７]  前記[６]項に記載の有機半導体薄膜および複数の電極で構成される有機半導体素子。
【００１５】
[８]  ゲート電極、誘電体層、ソース電極、ドレイン電極および半導体層を含むトラン
ジスタであって、該半導体層が前記[６]項に記載の有機半導体薄膜で構成されるトランジスタ。
【００１６】
なお、本明細書において、キャリア移動度とは、電子移動度および正孔移動度を含む広義の意味である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の化合物の導電性を示す中心部分はペンタセンであるため、本発明の化合物およびこの化合物からなる有機半導体薄膜は実用上十分に高いキャリア移動度を示すことから、本化合物は半導体の材料として優れている。また、本発明の化合物は、有機溶媒に高濃度で溶解できるため、本化合物を有機溶媒に溶解させた濃厚溶液を用いることによって、基板上に塗布したり、印刷したりすることが可能となり、簡便にしかも短時間かつ多量に有機半導体薄膜を製造できる。
【００１８】
さらに、本発明の化合物からなる有機半導体薄膜を利用したトランジスタ等の有機半導体素子の作製も実現でき、必要な素子特性を安定に調製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について具体的に説明する。
＜ペンタセン化合物＞
本発明のペンタセン化合物は、ベンゼン環が直線上に連なった平面構造を有し、ベンゼン環上の特定の位置に特定の置換基を有する。より詳しくは、式（１）で表される。以下、式（１）で表される本発明のペンタセン化合物を「本発明の化合物（１）」ともいう。
【００２０】
【化３】
2008094838.tif 000004
【００２１】
式（１）中、Ｒ1は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であ
り、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい。ただし、置き換えられることで、該アルキル中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯＯＯ−、−ＯＯＯＣ−、−ＣＯＯ−ＯＯＣ−、−ＯＣＯ−ＯＣＯ−が存在する場合には、化合物の安定性が損なわれるので、好ましくない。
【００２２】
具体的には、Ｒ1が炭素数２のアルキルである場合、該アルキル中の−ＣＨ2−は、上記−Ｏ−等で置き換えることはできない。また、Ｒ1が炭素数３のアルキルである場合、た
とえば、−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ3の場合には、該アルキル中の酸素に隣接しない−ＣＨ2−は、上記−Ｏ−等で置き換えることができ、Ｒ1を−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ3とすることができ
る。同様に、Ｒ1が炭素数４以上のアルキルである場合、該アルキル中の任意の−ＣＨ2−は、その−ＣＨ2−自体が酸素に隣接せず、その−ＣＨ2−にさらに隣接する−ＣＨ2−が
上記−Ｏ−等で置き換えられない限り、上記−Ｏ−等で置き換えることができる。ハロゲンとしては、特にフッ素が好ましく利用できる。
【００２３】
Ｒ2、Ｒ3は、それぞれ独立にＨまたは−ＣＯＯＲ4であり、
Ｒ4は、炭素数１〜１０のアルキルまたは下記式（２）で表される基であり、
該アルキルにおいて、任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく、酸素に隣接しない任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい。ただし、置き換えられることで、該アルキル中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、−Ｓ−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯＯＯ−、−ＯＯＯＣ−、−ＣＯＯ−ＯＯＣ−、−ＯＣＯ−ＯＣＯ−が存在する場合には、化合物の安定性が損なわれるので、好ましくない。
【００２４】
具体的には、Ｒ4が炭素数２のアルキルである場合、該アルキル中の−ＣＨ2−は、上記−Ｏ−等で置き換えることはできない。また、Ｒ4が炭素数３のアルキルである場合、た
とえば、−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ3の場合には、該アルキル中の酸素に隣接しない−ＣＨ2−は、上記−Ｏ−等で置き換えることができ、Ｒ4を−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ3とすることができ
る。同様に、Ｒ4が炭素数４以上のアルキルである場合、該アルキル中の任意の−ＣＨ2−は、その−ＣＨ2−自体が酸素に隣接せず、その−ＣＨ2−にさらに隣接する−ＣＨ2−が
上記−Ｏ−等で置き換えられない限り、上記−Ｏ−等で置き換えることができる。ハロゲンとしては、特にフッ素が好ましく利用できる。またＲ1またはＲ4が、アルキルである場合には、炭素数１〜５のアルキルが好ましく、特にメチルが好ましい。
【００２５】
【化４】
2008094838.tif 000005
【００２６】
化合物（１）は、有機溶媒への高い溶解性を示す。Ｒ1〜Ｒ4を選択することによって、有機溶媒に対する溶解性を最適化できる。
例えば、式（１）におけるＲ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3がＨであ
る、下記式（３）で表されるＣ44Ｈ48Ｎ2Ｏ12（以下、「本発明の化合物（３）」ともい
う。）が挙げられる。
【００２７】
【化５】
2008094838.tif 000006
【００２８】
本発明のペンタセン化合物は、融点が約３００℃と高く、該化合物からなる有機半導体素子等を製造する過程において、加熱に対して安定な結晶となるため、分解されにくい。
したがって、本発明のペンタセン化合物を用いれば、高いキャリア移動度を保持した有機半導体薄膜、およびこれを利用したトランジスタ等の有機半導体素子の作製が実現できる。
【００２９】
本発明のペンタセン化合物を溶かすことができる有機溶媒としては、例えば、メタノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、酢酸エチル、乳酸エチル、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロオルム、アセトニトリル、アセトン、シクロヘキサン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、ブチルセロソルブ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、またはこれらの混合物などが挙げられる。これらの有機溶媒に対する本発明のペンタセン化合物の溶解度は高く、例えばジクロロメタン、メタノール、トルエンに対して、室温下で０．０１ｇ／ｍｌ以上溶解する。したがって、カラムクロマトグラフィーや再結晶などの簡易な方法によって、ペンタセン化合物を容易に精製することができる。
【００３０】
本発明のペンタセン化合物は、前記有機溶媒に極めて良く溶解するので、高濃度溶液を得ることができる。したがって、この溶液を基板上に塗布または印刷することにより、有機半導体薄膜を作製することができる。有機半導体素子に使用する有機半導体薄膜層の厚さは、通常１０〜１，０００ナノメートルであり、溶液中の化合物の濃度は、０．１〜１０重量％である。
【００３１】
本発明のペンタセン化合物の優れた溶解性により種々の濃度の溶液を調製することができるので、溶液の濃度に依存する結晶化度を変動させることができる。ペンタセン化合物の結晶化度が変動すると、結晶化度に影響されるキャリア移動度も変動する。このように、結晶から非晶質までの広い範囲での結晶性を容易に調整できることによって、有機半導体膜の厚みおよびキャリア移動度といった必要な素子特性を安定に再現できる。
【００３２】
本発明のペンタセン化合物およびその溶液を塗布または印刷できる基板としては種々の基板が挙げられる。使用する基板としては、例えば、ガラス基板、金や銅や銀等の金属基板、結晶性シリコン基板、アモルファスシリコン基板、トリアセチルセルロース基板、ノルボルネン基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリエステル基板、ポリビニル基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板などが挙げられる。
【００３３】
本発明のペンタセン化合物およびそれらの溶液を塗布する方法としては種々の方法が挙げられ、例えばスピンコート法、ディップコート法、ブレード法などが挙げられる。ペンタセン化合物の溶液を印刷する方法としては種々の方法が挙げられ、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷などが挙げられる。なかでも、本発明のペンタセン化合物の溶液をそのままインクとして用いたプリンタにより行うインクジェット印刷は、簡易な方法であり好ましい。
【００３４】
本発明のペンタセン化合物は、高いキャリア移動度を有する。また、トランジスタのゲート電圧によるドレイン電流のｏｎ／ｏｆｆ比も高い数値を示すので、半導体材料として優れた性質を有する。前記のとおり、本発明のペンタセン化合物は有機溶媒に対する高い溶解性を有するため、キャスト法または印刷法等の簡便な製膜工程を利用することができるので、ペンタセン化合物の高いキャリア移動度を損なうことなく、有機半導体薄膜または有機半導体素子を製造することができる。用途によってキャリア移動度の最適値は異なるが、有機半導体素子として使用する場合のキャリア移動度は、好ましくは０．０３ｃｍ2／Ｖｓ以上、より好ましくは０．５ｃｍ2／Ｖｓ以上、特に好ましくは１．０ｃｍ2／Ｖｓ以上である。
【００３５】
＜ペンタセン化合物の製造方法＞
本発明のペンタセン化合物の製造方法を説明する。本発明のペンタセン化合物は、[製
造方法１]、[製造方法２]、[製造方法３]または[製造方法４]、もしくはその他の公知の
方法を組み合わせて用いることによって、得ることができる。
例えば、本発明の化合物（１）のうち、本発明の化合物（３）は、以下の製造方法を用いることにより得ることができる。
【００３６】
[製造方法１]
【００３７】
【化６】
2008094838.tif 000007
【００３８】
３，４−ジメチル安息香酸メチル（ａ）を出発原料としてＮ−ブロモスクシンイミドを用いて臭素化し、３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）を得る。次に３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）とｐ−ベンゾキノンとのDiels-Alder反応により、ペンタセンキノン（ｃ'）および（ｃ''）を合成し、さらにヨウ化水素酸を用いて加水分解すると同時にキノン部位を還元して、ジヒドロペンタセンカルボン酸（ｄ'）および（ｄ''）を得る。得られたジヒドロペンタセンカルボン酸（ｄ'）および（ｄ''）をヨウ化メチルによりエステル化し、６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｅ）を合成する。
【００３９】
【化７】
2008094838.tif 000008
【００４０】
得られた６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｅ）を酸加水分解によりカルボン酸（ｆ）に変換し、塩化チオニルと反応させて酸クロライド（ｇ）を得る。他方、アミノエタノールにアクリル酸メチルを付加させて第３アミン化合物（ｈ）を合成し、前記酸クロライド（ｇ）と第３アミン化合物（ｈ）とを反応させ、ジヒドロペンタセンの２，９位に第３アミン化合物（ｈ）を置換基として導入したジヒドロペンタセン前駆体（ｉ）を得る。
これをクロラニルによる酸化反応によって芳香環化し、ペンタセン骨格を構築させて本発明の化合物（３）を得る。
【００４１】
[製造方法２]
本発明の化合物（１）のうち、式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3がＨである、下記式（４）で表される本発明の化合物（以下、「本発明の化合物（４）」ともいう
）は、以下に示す製造方法により得ることができる。
【００４２】
【化８】
2008094838.tif 000009
【００４３】
【化９】
2008094838.tif 000010
【００４４】
３，４−ジメチル安息香酸メチル（ａ）を出発原料としてＮ−ブロモスクシンイミドを用いて臭素化し、３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）を得る。次に３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）とｐ−ベンゾキノンとのDiels-Alder反応により、ペンタセンキノン（ｃ'）および（ｃ''）を合成し、さらにヨウ化水素酸を用いて加水分解すると同時にキノン部位を還元して、ジヒドロペンタセンカルボン酸（ｄ'）および（ｄ''）を得る。得られたジヒドロペンタセンカルボン酸（ｄ'）および（ｄ''）をヨウ化メチルによりエステル化し、６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｅ）を合成する。
【００４５】
【化１０】
2008094838.tif 000011
【００４６】
得られた６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｅ）をクロラニルによる酸化反応によって芳香環化し、ペンタセン骨格を構築させて本発明の化合物（４）を得る。
【００４７】
[製造方法３]
本発明の化合物（１）のうち、式（１）中のＲ1がＣＨ3であり、かつＲ2、Ｒ3が−ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4がＣＨ3である、下記式（５）で表される本発明の化合物（以下、「本
発明の化合物（５）」ともいう）は、以下に示す製造方法により得ることができる。
【００４８】
【化１１】
2008094838.tif 000012
【００４９】
【化１２】
2008094838.tif 000013
【００５０】
まず、２，３ジメチル−１，３−ブタジエン（ｊ）と、アセチレンカルボン酸ジメチル（ｋ）より４，５−ジメチルシクロヘキサ１，４−ジエン−１，２−ジカルボン酸ジメチルエステル（ｌ）を得て、これを酸化して４，５−ジメチルフタル酸ジメチル（ｍ）を調製する。
【００５１】
この４，５−ジメチルフタル酸ジメチル（ｍ）を出発原料としてＮ−ブロモスクシンイミドを用いて臭素化し、４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸ジメチル（ｎ）を得る。次に４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸ジメチル（ｎ）とｐ−ベンゾキノンとのDiels-Alder反応により、ペンタセンキノン（ｏ）を合成し、さらにヨウ化水素酸を用いて加水分解すると同時にキノン部位を還元して、ジヒドロペンタセンカルボン酸（ｐ）を得る。得られたジヒドロペンタセンカルボン酸（ｐ）をヨウ化メチルによりエステル化し、６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｑ）を合成する。
【００５２】
得られた６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｑ）をクロラニルによる酸化反応によって芳香環化し、ペンタセン骨格を構築させて本発明の化合物（５）を得る。
【００５３】
[製造方法４]
本発明の化合物（１）のうち、Ｒ1が式（２）で表される基であり、かつＲ2、Ｒ3が−
ＣＯＯＲ4であり、Ｒ4が（２）で表される基である、下記式（６）で表される本発明の化合物（以下、「本発明の化合物（６）」ともいう）は、以下に示す製造方法により得ることができる。
【００５４】
【化１３】
2008094838.tif 000014
【００５５】
【化１４】
2008094838.tif 000015
【００５６】
まず、２，３ジメチル−１，３−ブタジエン（ｊ）と、アセチレンカルボン酸ジメチル（ｋ）より４，５−ジメチルシクロヘキサ１，４−ジエン−１，２−ジカルボン酸ジメチルエステル（ｌ）を得て、これを酸化して４，５−ジメチルフタル酸ジメチル（ｍ）を調製する。
【００５７】
この４，５−ジメチルフタル酸ジメチル（ｍ）を出発原料としてＮ−ブロモスクシンイミドを用いて臭素化し、４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸ジメチル（ｎ）を得る。次に４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸ジメチル（ｎ）とｐ−ベンゾキノンとのDiels-Alder反応により、ペンタセンキノン（ｏ）を合成し、さらにヨウ化水素酸を用いて加水分解すると同時にキノン部位を還元して、ジヒドロペンタセンカルボン酸（ｐ）を得る。得られたジヒドロペンタセンカルボン酸（ｐ）をヨウ化メチルによりエステル化し、６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｑ）を合成する。
【００５８】
【化１５】
2008094838.tif 000016
【００５９】
得られた６，１３−ジヒドロペンタセン誘導体（ｑ）を酸加水分解によりカルボン酸（ｒ）に変換し、塩化チオニルと反応させて酸クロライド（ｓ）を得る。他方、アミノエタノールにアクリル酸メチルを付加させて第３アミン化合物（ｈ）を合成し、前記酸クロライド（ｓ）と第３アミン化合物（ｈ）とを反応させ、ジヒドロペンタセンの２，９位に第３アミン化合物（ｈ）を置換基として導入したジヒドロペンタセン前駆体（ｔ）を得る。
これをクロラニルによる酸化反応によって芳香環化し、ペンタセン骨格を構築させて本発明の化合物（６）を得る。
【００６０】
前記[製造方法１]〜[製造方法４]のうち、製造工程の簡便性および得られる化合物の収率の観点等から、[製造方法１]〜[製造方法３]がより好ましい。
【００６１】
＜有機半導体薄膜および有機半導体素子＞
本発明のペンタセン化合物を用いて製造できる有機半導体薄膜および有機半導体素子について説明する。
【００６２】
有機半導体素子を製造する際、印刷によりパターニングを行うことが好ましく、さらに印刷には、ペンタセン化合物の高濃度溶液または融解液を用いるのが好ましい。高濃度溶液または融解液を用いると、インクジェット印刷、マスク印刷、スクリーン印刷およびオフセット印刷を活用でき、便利である。また、印刷による有機半導体素子の製造は、回路の単純化、製造効率の向上および素子の低廉化・軽量化に寄与する。前述のとおり、加熱や真空プロセスの必要性がなく流れ作業によって製造できるので、低コスト化および工程変更への対応性を増すことに寄与する。こういった観点から、有機溶媒への極めて高い溶解性を示すペンタセン化合物は優れている。
【００６３】
本発明のペンタセン化合物は、合成有機高分子と組み合わせて、樹脂組成物（ブレンド樹脂）として使用することができる。ブレンド樹脂における本発明の化合物の含有量は、ブレンド樹脂１００重量％中、１重量％〜９９重量％、好ましくは１０重量％〜９９重量％、より好ましくは５０重量％〜９９重量％である。
【００６４】
上記合成有機高分子としては、熱可塑性高分子、熱硬化性高分子、エンジニアリングプラスチックス、導電性高分子が挙げられる。具体的には、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアリレンビニレンなどがある。
【００６５】
本発明の有機半導体薄膜を構成要素の一つとし、整流機能または信号処理機能を有する素子として用い、他の半導体性を有する有機物または無機物と組み合わせることによって、整流素子または電流駆動型のトランジスタ、スイッチング動作を行うサイリスタ・トライアック・ダイアックなどの素子を構成することができる。また、表示素子としても用いることができ、特にすべての部材を有機化合物で構成した表示素子が有用である。例えば、液晶表示素子や電子ペーパーなどに使用することができる。具体的には、可とう性を示す高分子体でできた絶縁基板の上に、本発明の有機半導体薄膜と、この薄膜を機能させる構成要素を含む一つ以上の層とを形成し、電子ペーパーやＩＣカードタグなどのフレキシブルなシート状表示装置または固有識別符号応答装置を作製することができる。
【００６６】
フレキシブルなシート状表示装置は、本発明の有機半導体薄膜を可とう性のある高分子基板上に形成した表示素子を用いることで提供できる。この可とう性の効果より、衣類のポケットや財布などに入れて携帯することができる表示素子が実現される。
【００６７】
固有識別符号応答装置は、特定周波数または特定符号を持つ電磁波に反応し、固有識別符号を含む電磁波を返答するものである。固有識別符号応答装置は、例えば、再利用可能な乗車券または会員証、代金の決済手段、荷物または商品の識別用シール、荷札または切手の役割、会社または行政サービスなどにおいて、高い確率で書類または個人を識別する手段として用いられる。
【００６８】
固有識別符号応答装置は、ガラス基板または可とう性のある高分子基板の上に、信号に
同調して受信するための空中線と、受信電力で動作し識別信号を返信する半導体素子とによって構成される。
【００６９】
本発明の有機半導体素子は電力増幅素子や信号制御素子として用いられるが、その具体例として、図１に示すような断面構造を有する電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ（６））がある。ＦＥＴ（６）を作製するには、一般的に、まず図１において、ガラス基板や高分子基板（２）の上に、金属のマスク蒸着または導電性インクの印刷により、ゲート電極（１）を形成する。必要に応じて、さらに絶縁膜（３）を形成してもよい。その上に、本発明のペンタセン化合物の溶液を印刷、塗布または滴下することによって有機半導体薄膜（４）を形成し、その上にソースおよびドレイン電極（５）を形成すればよい。
【００７０】
また、ＦＥＴを用いれば、本発明のペンタセン化合物のキャリア移動度を測定することができる。具体的には、ゲートとドレイン電極を共通として、ゲート電圧（Ｖd；Ｖ）を
変化させながらソース・ドレイン電極間の電流／電圧曲線を測定し、ドレイン電流の平方根／ゲート電圧のグラフから傾き（ｓ：Ｓ／Ｖ）を求め、ソース・ドレイン電極の幅（Ｚ；ｍｍ）、ソース・ドレイン電極の間隔（チャネル長（Ｌ；μｍ））、絶縁膜の単位面積あたりの静電容量（Ｃo；Ｆ／ｃｍ2）より、下記式によってキャリア移動度（μ）が求められる。
μ＝Ｌ／（Ｚ×Ｃo）×ｓ          （単位：ｃｍ2／Ｖｓ）
【００７１】
さらに、このＦＥＴは、液晶表示素子やＥＬ素子としても用いることができる。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、Ｎ−ブロモスクシンイミドは、イオン交換水により再結晶して使用した。過酸化ベンゾイルは、クロロホルム、メタノール混合溶媒によって再結晶して使用した。クロラニルは、ベンゼンによって再結晶して使用した。
【００７３】
カラムクロマトグラフィーはシリカゲル６０（１００−２１０μｍ）を用いた。核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）は、ＪＮＭ−ＡＬ３００（日本電子(株)製）により測定し、ＴＭＳを内部標準物質として用いた。
【００７４】
分取用高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）は、日本分析工業(株)製ｍｏｄｅｌＬＣ−９１８Ｖを用い、カラムにはＪＡＩＧＥＬ−２Ｈ、１Ｈ（溶媒：ＣＤＣｌ3）を使用
した。
【００７５】
マトリックス支援イオン化―飛行時間型質量分析計（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）は、ブルカー・ダルトニクス社製Ｂｒｕｋｅｒ ａｕｔｏｆｌｅｘを用いた。紫外・可視・近
赤外スペクトル（ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ）は、（株）島津製作所製の高感度・高分解の紫外可視近赤外分光光度計ＵＶ−３１５０により測定した。
ＩＲの測定は、Ｔｈｅｒｍｏ Ｎｉｃｏｌｅｔ社製  Ａｖａｔａｒ３６０Ｔ２(ニート法)を用いた。
【００７６】
[実施例１]本発明の化合物（４）の合成
＜３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）の合成＞
２００ｍｌナスフラスコに３，４−ジメチル安息香酸メチル（ａ）（２．５０ｇ，１５．２ｍｍｏｌ）、Ｎ−ブロモスクシンイミド（１６．２６ｇ，９１．４ｍｍｏｌ）、過酸化ベンゾイル（２．２２ｇ，９．１４ｍｍｏｌ）、四塩化炭素（１４０ｍｌ）を入れ、２日間加熱還流した。室温まで降温し、ひだ折ろ過した後、エヴァポレーターにより溶媒を除去し、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、クロロホルム：ヘキサン＝１：１)で精製し、３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）の白色固体を得た（５．６６ｇ，１１．８ｍｍｏｌ，収率７８％）。
【００７７】
３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３．９６（ｓ，３Ｈ），７．０８（ｓ，１Ｈ），７．１８（ｓ，１Ｈ），７．８１（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．０１−８．０４（ｍ，１Ｈ），８．２９（ｓ，１Ｈ）。
【００７８】
＜２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ペンタセンキノン（ｃ'）および２，
１０−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ペンタセンキノン（ｃ''）の合成＞
１００ｍｌナスフラスコに３，４−ビス（ジブロモメチル）安息香酸メチル（ｂ）（１．７１ｇ，３．５６ｍｍｏｌ）、ｐ−ベンゾキノン（１７４．８ｍｇ，１．６２ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（３．５５ｇ，２１．４ｍｍｏｌ）、ジメチルアセトアミド（２０ｍｌ）を入れ、２日間８０℃で加熱撹拌した。室温まで降温し、遠心分離にて沈殿を得た。
【００７９】
得られた沈殿をイオン交換水および沸騰させたジオキサンでそれぞれ２回ずつ洗浄し、遠心分離後に上澄み液を除去した後、真空乾燥して、黄土色の粉末（２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ペンタセンキノン（ｃ'）および２，１０−ビス（カルボメト
キシ）−６，１３−ペンタセンキノン（ｃ''）との混合物）を得た（２９４．３ｍｇ、２１．４ｍｍｏｌ）。未精製のまま次の反応に使用した。
【００８０】
＜６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｄ'）および６，１３−ジヒ
ドロペンタセン−２，１０−カルボン酸（ｄ''）の合成＞
ネジ口試験管８本に上記で得られた黄土色の粉末を３０ｍｇずつ量り入れ、そこに酢酸とヨウ化水素酸とを、それぞれ１８ｍｌ、ｌ７．８ｍｌずつ試験管に加え、蓋をし、遮光して、３日間、約１５０℃で反応させた。室温まで降温し、反応液を２００ｍｌ程度のイオン交換水中に静かにあけ、沈殿を析出させた。得られた沈殿を吸引ろ過し、イオン交換水で充分にすすぎ、真空乾燥して、２０７ｍｇの淡い黄色の固体（６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｄ'）および６，１３−ジヒドロペンタセン−２，１０
−カルボン酸（ｄ''）との混合物）を得た。未精製のまま次の反応に使用した。
【００８１】
＜２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ジヒドロペンタセン（ｅ）の合成＞
ネジ口試験管に上記で得られた淡い黄色の固体（３９２．１ｍｇ，１．０６ｍｍｏｌ）、炭酸リチウム（７８６．５ｍｇ，１０．６ｍｍｏｌ）、ジメチルホルムアミド（４０ｍｌ）、ヨウ化メチル（０．６７ｍｌ，１０．６ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴンガスを封入し、パラフィルムを巻き、遮光して４５℃で２日間加熱撹拌した。室温まで降温し、反応液を１Ｍの塩酸１９６ｍｌ中に静かにあけ、黄白色の沈殿を析出させた。これを吸引ろ過し、イオン交換水で充分にすすぎ、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、クロロホルム）にかけ、少量のクロロホルムで溶かし、ヘキサンを大量に加えて再沈殿を行い、２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ジヒドロペンタセン（ｅ）（２７０．７ｍｇ，０．６８３ｍｍｏｌ，収率６４％）の白色粉末を得た。
【００８２】
２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ジヒドロペンタセン（ｅ）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３．９８（ｓ，６Ｈ），４．２９（ｓ，４Ｈ），７．８３−７．９１（ｍ，６Ｈ），８．００−８．０３（ｍ，２Ｈ），８．５７（ｓ，Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３７．４，５２．２，１２４．９，１２５．２，１２
６．６，１２７．０，１２７．５，１３０．５，１３１．５，１３４．６，１３６．３，１３８．２，１６７．４
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ  ｆｏｒ  Ｃ26Ｈ20Ｏ4：ｍ／ｚ  計算値，３９６．１４［Ｍ+
］；実測値，３９５．８５。
【００８３】
＜本発明の化合物（４）（２，９−ビス（カルボメトキシ）ペンタセン）の合成＞
ネジ口試験管に２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ジヒドロペンタセン（ｅ）（１１．１ｍｇ，０．０２８ｍｍｏｌ）、クロラニル（６．９ｍｇ，０．０２８ｍｍｏｌ）、蒸留ベンゼン（１．２ｍｌ）を入れ、アルゴンガスを封入した後、遮光し、１日９０℃で反応させた。室温まで降温し、遠心分離にて青色沈殿を得た。ベンゼンで数回洗浄し、上澄み液を除去して真空乾燥し、２，９−ビス（カルボメトキシ）ペンタセンの青色粉末（２．３ｍｇ）を得た。
【００８４】
本発明の化合物（４）Ｃ26Ｈ18Ｏ4：
1Ｈ−ＮＭＲ（ｏ−Ｃ6Ｄ4Ｃｌ2）  δ；３．８９（ｓ，６Ｈ），７．６１（ｓ，２Ｈ），７．６７（ｓ，２Ｈ），７．７３（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ），８．０６（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ），８．５４（ｓ，２Ｈ）
ＩＲ；カルボニル（Ｃ＝Ｏ）伸縮振動１７０８ｃｍ-1
ＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトル：λmax= ５６１ｎｍ, ６０３ｎｍ, ６４３ｎｍ, ７３７ｎ
ｍ。
【００８５】
[実施例２]本発明の化合物（３）の合成
＜６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｆ）の合成＞
ネジ口試験管に、実施例１で得た２，９−ビス（カルボメトキシ）−６，１３−ジヒドロペンタセン（ｅ）（３０．６ｍｇ，０．０７７ｍｍｏｌ）、酢酸（１６ｍｌ）、塩酸（３ｍｌ）を加え、蓋で遮光して２日間１２０℃で反応させた。室温まで降温し、反応液を６０ｍｌ程度のイオン交換水にあけて、緑白色の沈殿を析出させた。これを吸引ろ過し、イオン交換水でよくすすぎ、真空乾燥して、６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｆ）（２７．６  ｍｇ，０．０７５ｍｍｏｌ）を得た。
【００８６】
６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｆ）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）  δ；４．２６（ｓ，４Ｈ），７．８４−７．９５（ｍ，６Ｈ
），８．０４（ｓ，２Ｈ），８．４９（ｓ，２Ｈ）。
【００８７】
＜６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸クロライド（ｇ）の合成＞
１０ｍｌの枝つきフラスコ（片側をセプタムキャップで塞いだ状態）に６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸（ｆ）（２７．６ｍｇ，０．０７５ｍｍｏｌ）を入れ、禁水条件下、塩化チオニル（１．４ｍｌ，０．０１９ｍｍｏｌ）とジメチルホルムアミド（１〜２滴）をシリンジでそれぞれ注入し、アルゴン置換し、８０℃で３時間加熱撹拌した。室温まで降温し、トラップをつけ、真空乾燥して、１ｍｌ程度の蒸留ベンゼンをシリンジで注入し、共沸を３回行い、６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸クロライド（ｇ）（３０．４ｍｇ：反応が１００％進行したと仮定）の黄色の固体を得た。精製はせず、このまま次の反応を行った。
【００８８】
＜第３アミン化合物（ｈ）（ＨＯＣＨ2ＣＨ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＣＨ3）2）の合成＞
１００ｍｌのナスフラスコに２−アミノエタノール（１．４８ｍｌ，０．０２５ｍｍｏｌ）、メタノール（２２．５ｍｌ）を入れ、撹拌しながらアクリル酸メチル（２２．０９ｍｌ，０．２４６ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３日間４５℃で反応させた。室温まで降温し、エヴァポレーターで溶媒を除去して、真空乾燥し、第３アミン化合物（ｈ）（６．８９２ｇ，０．０３０ｍｍｏｌ，収率９７％）を得た。
【００８９】
ＨＯＣＨ2ＣＨ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＣＨ3）2：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；２．４７（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，４Ｈ），２．５９（ｔ
，Ｊ＝５．０Ｈｚ，２Ｈ），２．８０（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，４Ｈ），２．９５（ｓ，１Ｈ），３．５９（ｓ，４Ｈ），３．６９（ｓ，４Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３２．６，４９．１，５１．７，５５．９，５９．０
，１７３．０。
【００９０】
＜ジヒドロペンタセン前駆体（ｉ）の合成＞
６，１３−ジヒドロペンタセン−２，９−カルボン酸クロライド（ｇ）を反応器に入れ、蒸留ベンゼン（１ｍｌ）をシリンジで注入し、撹拌しながら、禁水条件下、第３アミン化合物（ｈ）（５２．４ｍｇ，０．２２４ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（０．０４ｍｌ，０．３００ｍｍｏｌ）、蒸留ベンゼン（２ｍｌ）を調整した混合溶液をシリンジで注入し、４０℃で１２時間反応させた。室温まで降温し、フラスコに氷を入れて急冷した。分液漏斗に移し、クロロホルムを加えて、有機層を抽出し、抽出した有機層をイオン交換水で２回、飽和食塩水で３回洗浄した。硫酸マグネシウムを加え、乾燥させて、ひだ折ろ過した後、エヴァポレーターで溶媒を除去した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、クロロホルム：メタノール＝２０：１）にかけた後、ＨＰＬＣにより精製を行い、ジヒドロペンタセン前駆体（ｉ）（３．４ｍｇ，４．２５μｍｏｌ，収率６％）を得た。
【００９１】
ジヒドロペンタセン前駆体（ｉ）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；２．５１（ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ，８Ｈ），２．９０−２．９５（ｍ，１２Ｈ），３．６３（ｓ，１２Ｈ），４．２９（ｓ，４Ｈ），４．４２（ｔ，Ｊ＝５．９Ｈｚ，４Ｈ），７．８２−７．９４（ｍ，６Ｈ），８．００−８．０３（ｍ，２Ｈ），８．５８（ｓ，２Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３３．０，３７．４，５０．０，５１．６，５２．３
，６３．１，２５．０，１２５．２，１２６．７，１２７．１，１２７．５，１３０．５，１３１．６，１３４．７，１３６．４，１３８．１，１６６．８，１７２．８
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ  ｆｏｒ  Ｃ44Ｈ50Ｎ2Ｏ12：ｍ／ｚ  計算値，７９９．８７
［ＭＨ+］；実測値，７９９．８１。
【００９２】
＜本発明の化合物（３）（Ｃ44Ｈ48Ｎ2Ｏ12）の合成＞
ジヒドロペンタセン前駆体（ｉ）をクロラニルによる酸化反応により芳香環化させてペンタセン骨格を構築させ、本発明の化合物（３）を得た。この化合物の融点は３００℃であった。
【００９３】
本発明の化合物（３）（Ｃ44Ｈ48Ｎ2Ｏ12）:
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ  ｆｏｒ  Ｃ44Ｈ48Ｎ2Ｏ12：ｍ／ｚ  計算値，７９７．３２
［ＭＨ+］；実測値，７９７．７４。
【００９４】
[溶解度の測定]
有機溶媒への本発明の化合物の溶解性を評価するために、溶解度は次のように求めた。すなわち、１ｍｇの試料を５０μｌのジクロロメタン（室温）に溶解して、不溶物を傾斜ろ過によって集める。集めた不溶物を良く乾燥し、重量を測定する。得られた重量と１ｍｇとの差を、ジクロロメタンに溶けた試料の重量とし、溶解度を算出した。この結果、実施例２で得た本発明の化合物（３）は、３０ｍｇ／ｍｌ溶解した。
【００９５】
[実施例３]本発明の化合物（５）の合成
＜４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸メチル（ｎ）の合成＞
まず、２，３ジメチル−１，３−ブタジエン（ｊ）と、アセチレンカルボン酸ジメチル（ｋ）より、出発原料である４，５−ジメチルフタル酸ジメチル（ｍ）を調製した。次に、２００ｍｌナスフラスコに４，５−ジメチルフタル酸メチル（ｍ）（３．００ｇ，１３．５ｍｍｏｌ）、Ｎ−ブロモスクシンイミド（１４．４ｇ，８１．０ｍｍｏｌ）、過酸化ベンゾイル（２．２６ｇ，９．３５ｍｍｏｌ）、四塩化炭素（１２０ｍｌ）を入れ、塩化カルシウム管を付けて一晩加熱還流した。室温まで降温し、ひだ折りろ過した後、エバポレーターにより溶媒除去して、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、クロロホルム）により分離精製し、４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸メチル（ｎ）（５．６７ｇ，１０．５ｍｍｏｌ，収率７８％）の白色結晶を得た。
【００９６】
４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸メチル（ｎ）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３．９５（ｓ，６Ｈ），７．０８（ｓ，２Ｈ），８．０３（ｓ，２Ｈ）。
【００９７】
＜６，１３−ペンタセンキノン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｏ）の合成＞
５０ｍｌナスフラスコに４，５−ビス（ジブロモメチル）フタル酸メチル（ｎ）（１．１２ｇ，２．０９ｍｍｏｌ）、ｐ−ベンゾキノン（０．１０３ｇ，０．９５０ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（２．０８ｇ，１２．５ｍｍｏｌ）、ジメチルアセトアミド（１２ｍｌ）を入れ、一晩８０℃にて加熱攪拌した。室温まで降温し、遠心分離にて沈殿物を得た。沸騰させた熱水および熱したジオキサンでそれぞれ２回ずつ沈殿物を洗浄し、遠心分離後に上澄みを除去した後、真空にて乾燥して、６，１３−ペンタセンキノン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｏ）（０．２４４ｇ，０．４５２ｍｍｏｌ，収率４８％）の黄色粉末を得た。
【００９８】
＜６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸（ｐ）の合成＞
ネジ口試験管８本に６，１３−ペンタセンキノン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｏ）（０．２４０ｇ，０．４４４ｍｍｏｌ）を量り入れ、酢酸（１２０ｍｌ）、ヨウ化水素酸（６０ｍｌ）を入れ、１８０℃にて３日間加熱攪拌した。室温まで降温し、４００ｍｌのイオン交換水に反応溶液をそそいで沈殿物を得た。沈殿物をろ過し、イオン交換水で洗浄して真空乾燥し、６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸（ｐ）（０．１９５ｇ）の茶色粉末を得た。精製はせず、このまま次の反応に使用した。
【００９９】
＜６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｑ）の合成＞
１００ｍｌナスフラスコに６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸（ｐ）（０．１７３ｇ，０．３７８ｍｍｏｌ）を入れ、ＤＭＦ（２６ｍｌ）に溶解した後、炭酸リチウム（１．１２ｇ，１５．１ｍｍｏｌ）、ヨウ化メチル（０．９４ｍｌ、１５．１ｍｍｏｌ）を加え、４５℃にて一晩攪拌した。室温まで降温し、１Ｍ  ＨＣｌ水溶液に反応溶液をそそいで沈殿物を得た。沈殿物をろ過し、イオン交換水で洗浄して、真空乾燥した。カラムクロマトグラフィー（シリカゲル、クロロホルム）にかけた後、ＨＰＬＣにより精製して６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｑ）（０．０８６３ｇ，０．１６８ｍｍｏｌ，収率４５％）の淡黄色粉末を得た。
【０１００】
６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｑ）：1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３．９６（ｓ，１２Ｈ），４．２８（ｓ，４Ｈ），７．８６（ｓ，４Ｈ），８．２１（ｓ，４Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３２．３２，５２．６５，１２６．０７，１２８．１
５，１２９．５１，１３２．４４，１３８．１３，１６８．２３。
【０１０１】
＜本発明の化合物（５）（２，３，９，１０−テトラメトキシカルボニルペンタセン）
の合成＞
ネジ口試験管に６，１３−ジヒドロペンタセン−２，３，９，１０−テトラカルボン酸メチル（ｑ）（１０．０ｍｇ，０．０１９５ｍｍｏｌ）、クロラニル（９．６０ｍｇ，０．０３９０ｍｍｏｌ）、ベンゼン（３ｍｌ）を入れ、アルミで遮光して１００℃にて２日間攪拌した。室温まで降温し、エバポレーターにて溶媒を除去した後、カラムクロマトグラフィーにより精製して、２，３，９，１０−テトラメトキシカルボニルペンタセン（４．３ｍｇ）の青色粉末を得た。
【０１０２】
本発明の化合物（５）（Ｃ30Ｈ22Ｏ8）：
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ3ＯＤ）  δ；３．９６（ｓ，１２Ｈ），４．２８（ｓ，４Ｈ），７．８６（ｓ，４Ｈ），８．２１（ｓ，４Ｈ）
13Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）  δ；３７．３，５２．７，１２６．１，１２８．２，１２
９．５，１３２．４，１３８．１，１６８．２。
【０１０３】
[実施例４]キャリア移動度の測定
実施例３で得た本発明の化合物（５）のキャリア移動度を測定した。
絶縁膜を形成し、厚さ１５０μｍとした銅製金網をゲートとし、これを太さ１ｍｍ金線で挟み、縦型ＦＥＴの構造体をガラス基板上に配置し、固定した。この上から実施例３で得た本発明の化合物（５）を溶解したジクロロメタン溶液を滴下し、室温で乾燥して有機半導体薄膜を形成してＦＥＴを作製した（図６）。
【０１０４】
得られたＦＥＴを配線し、ゲート電圧（Ｖd）に対するドレイン電流をアジレントテク
ノロジー社製Ｂ１５００三端子半導体デバイスアナライザを用いて計測し、グラフ化した（図７）。また、ゲートとドレイン電極を共通としてゲート電圧に対するドレイン電流（ピンチオフ電流）の絶対値の平方根の関係をグラフ化した（図８）。このグラフの傾きからキャリア移動度を算出した。
【０１０５】
（Ｚ＝１［ｍｍ］、Ｃo＝４．２７×１０-2［Ｆ／ｃｍ2］、Ｌ＝１５０［μｍ］、Ｃ＝０．６４ｐＦ）
この結果、本発明の化合物（５）のキャリア移動度は、約２．９０ｃｍ2／Ｖｓであっ
た。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】ＦＥＴの一般的な構成例を示す。
【図２】本発明の化合物（５）のＮＭＲチャートを示す。
【図３】本発明の化合物（４）のＮＭＲチャートを示す。
【図４】図３のＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。
【図５】図３のＮＭＲチャートの部分拡大図を示す。
【図６】キャリア移動度を求める際に作製したＦＥＴの構成を示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線での断面図である。
【図７】ゲート電圧（Ｖd）に対するドレイン電流を計測したグラフを示す。
【図８】ソースとゲートを共通にした際のゲート電圧（Ｖd）に対するドレイン電流（ピンチオフ電流）の平方根を計測したグラフを示す。
【符号の説明】
【０１０７】
１：      ゲート電極
２：      基板
３：      絶縁膜
４：      有機半導体薄膜
５：      ソース電極・ドレイン電極
６：      ＦＥＴ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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