(57)【要約】      （修正有）【課題】低温で有機溶媒に溶解させることができ、塗布プロセスでの使用に適した有機半導体材料を提供する。【解決手段】有機半導体材料は、下記一般式で示されるポリアセン誘導体から成り、式中のＲ1乃至Ｒ10は、一定の条件を満足する置換基である。2007013097.tif 000046【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の（条件−Ａ１）及び（条件−Ａ２）を満足することを特徴とする有機半導体材料。
2007013097.tif 000043
（条件−Ａ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ9及びＲ10の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ａ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【請求項２】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換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】
アセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項２に記載の有機半導体材料。
【請求項４】
下記の一般式（２）［但し、ｎは０〜２０の整数を表す］で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の（条件−Ｂ１）及び（条件−Ｂ２）を満足することを特徴とする有機半導体材料。
2007013097.tif 000044
（条件−Ｂ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよく、ｎが２以上の場合、一般式（２）中に存在する複数のＲ5は、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよく、また、一般式（２）中に存在する複数のＲ8は、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ｂ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【請求項５】
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であることを特徴とする請求項４に記載の有機半導体材料。
【請求項６】
ｎは３以上であり、
アセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項５に記載の有機半導体材料。
【請求項７】
下記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、以下の（条件−Ｃ１）及び（条件−Ｃ２）を満足することを特徴とする有機半導体材料。
2007013097.tif 000045
（条件−Ｃ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ｃ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする有機半導体薄膜。
【請求項９】
有機半導体材料におけるアセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項８に記載の有機半導体薄膜。
【請求項１０】
スタック構造を有することを特徴とする請求項９に記載の有機半導体薄膜。
【請求項１１】
請求項４又は請求項５に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする有機半導体薄膜。
【請求項１２】
有機半導体材料におけるアセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項１１に記載の有機半導体薄膜。
【請求項１３】
スタック構造を有することを特徴とする請求項１２に記載の有機半導体薄膜。
【請求項１４】
請求項７に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする有機半導体薄膜。
【請求項１５】
請求項１又は請求項２に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする有機半導体素子。
【請求項１６】
有機半導体材料におけるアセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項１５に記載の有機半導体素子。
【請求項１７】
有機半導体薄膜は、スタック構造を有することを特徴とする請求項１６に記載の有機半導体素子。
【請求項１８】
ソース／ドレイン電極、ソース／ドレイン電極とソース／ドレイン電極とによって挟まれたチャネル形成領域、ゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域と対向して設けられたゲート電極から成り、
有機半導体薄膜によってチャネル形成領域が構成されていることを特徴とする請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項に記載の有機半導体素子。
【請求項１９】
請求項４又は請求項５に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする有機半導体素子。
【請求項２０】
有機半導体材料におけるアセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることを特徴とする請求項１９に記載の有機半導体素子。
【請求項２１】
有機半導体薄膜は、スタック構造を有することを特徴とする請求項２０に記載の有機半導体素子。
【請求項２２】
ソース／ドレイン電極、ソース／ドレイン電極とソース／ドレイン電極とによって挟まれたチャネル形成領域、ゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域と対向して設けられたゲート電極から成り、
有機半導体薄膜によってチャネル形成領域が構成されていることを特徴とする請求項１９乃至請求項２１のいずれか１項に記載の有機半導体素子。
【請求項２３】
請求項７に記載の有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする有機半導体素子。
【請求項２４】
ソース／ドレイン電極、ソース／ドレイン電極とソース／ドレイン電極とによって挟まれたチャネル形成領域、ゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域と対向して設けられたゲート電極から成り、
有機半導体薄膜によってチャネル形成領域が構成されていることを特徴とする請求項２３に記載の有機半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体材料、有機半導体薄膜、及び、有機半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料を用いた半導体素子は、従来のＳｉ等の無機半導体材料を用いた半導体素子に比べて製造コストの低減を図ることが可能であり、可撓性を有する半導体素子としても期待されている。そして、有機半導体材料として、例えば、ポリチオフェン、ルブレン等、種々の有機半導体材料が研究されており、これらの有機半導体材料からチャネル形成領域を形成したトランジスタは、アモルファスシリコンからチャネル形成領域を形成したトランジスタと同程度の移動度を有するものもあると報告されている（例えば、APL Vol80, No6, 1088-1090 (2002) 参照）。
【０００３】
ところで、これらの有機半導体材料によってチャネル形成領域を形成する場合、これらの有機半導体材料は有機溶媒に溶け難く、塗布プロセスの適応が困難であるが故に、専ら、真空蒸着法に基づく膜形成が行われている。一方、これらの有機半導体材料に、単純アルキル鎖やその他の置換基を導入し、有機溶媒に親和性を持たせることで、これらの有機半導体材料を有機溶媒に溶けるようにすることが可能である。実際、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）は、クロロホルムやトルエン等の有機溶媒に溶解し、スピンコーティング法等の塗布プロセスによってチャネル形成領域を形成した例が報告されている（例えば、APL 69(26) 4108-4110 (1996) 参照）。
【０００４】
一方、縮合多環化合物であるポリアセン化合物は、ポリアセチレンやポリフェニレン等と同様にπ電子共役系を有する分子であり、しかも、ポリアセチレン等と比較して理論的にバンドギャップが小さく、有機半導体材料として優れた機能が期待されている化合物である。ポリアセン化合物に導入した置換基を、互いの分子や絶縁膜表面の官能基と結合させる目的で利用することもでき、アセン骨格の距離、位置及び配列の制御や、パターニング等への利用も可能である。ところで、ポリアセン化合物は、ベンゼン環が直線状に繋がった化合物であり、置換基を有さないポリアセン化合物は、ベンゼン環の数が増えるに従い、有機溶媒に溶け難くなる性質を有している。特に、ベンゼン環が５つ連なったペンタセン以上のポリアセン化合物にあっては、殆どの有機溶媒に対して溶解性を失い、スピンコーティング法等に基づき均一な膜を形成させることは非常に困難であり、たとえ可能であるとしても、極く限られた有機溶媒、温度条件（例えば、トリクロロベンゼン、６０〜１８０゜Ｃとなってしまう。また、ベンゼン環の数が増えるに従い、安定性が悪くなるし、ペンタセンは空気中の酸素で酸化されることが広く知られている。即ち、ペンタセンは、酸化耐性が悪い。
【０００５】
ポリアセン化合物に置換基を導入した例として、２，３，９，１０−テトラメチルペンタセンが報告されている（Wudl and Bao, Adv. Mater Vol 15, No 3 (1090-1093), 2003 参照）。しかしながら、この２，３，９，１０−テトラメチルペンタセンは、温めたｏ−ジクロロベンゼンに僅かに溶ける程度であり、実際には、真空蒸着法にてＦＥＴを構成するチャネル形成領域を形成している。
【０００６】
また、特開２００４−２５６５３２にも、２，３，９，１０−テトラメチルペンタセンや２，３−ジメチルペンタセンはｏ−ジクロロベンゼンに溶解することが記載されている。しかしながら、１２０゜Ｃにて溶解させており、実際に室温にて溶解する旨の記載はない。
【０００７】
ペンタセンに熱的可逆的反応が可能な置換基を導入し、有機溶媒に対する溶解性が高い、ペンタセン前駆体の状態にある溶液を調製し、基板上にこの溶液を塗布した後、加熱処理を施すことで、基板上にペンタセンの薄膜を形成する技術が、例えば、J. Am. Chem. Soc. 124, 8812-8813 (2002) に報告されている。
【０００８】
また、ペンタセンに置換基を導入した化合物は古くから知られており、１９６９年に D. R. Maulding らが Journal of Organic Chemistry Vol 34, No.6 1734-1736 において、幾つかのペンタセン誘導体の合成を報告している。また、近年、高橋ら、及び、Anthony らが多くのペンタセン誘導体を報告している。例えば、Organic Letters Vol 6. No19 3325-3328 (2004) や Organic Letters Vol 4. No1 15-18 (2002) を参照のこと。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２５６５３２
【非特許文献１】APL Vol80, No6, 1088-1090 (2002)
【非特許文献２】APL 69(26) 4108-4110 (1996)
【非特許文献３】Wudl and Bao, Adv. Mater Vol 15, No 3 (1090-1093), 2003
【非特許文献４】J. Am. Chem. Soc. 124, 8812-8813 (2002)
【非特許文献５】Organic Letters Vol 6. No19 3325-3328 (2004)
【非特許文献６】Organic Letters Vol 4. No1 15-18 (2002)
【非特許文献７】J. Am. Chem. Soc. 112, 12876-12877 (2000)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上に説明したように、ポリアセン化合物は、有機半導体材料として優れた機能が期待されている化合物であるが、低温（例えば、室温）で有機溶媒に溶解させることが難しく、スピンコーティング法等の塗布プロセスでの使用に適していない。
【００１１】
従って、本発明の目的は、低温（例えば室温）で有機溶媒に溶解させることができ、塗布プロセスでの使用に適したポリアセン誘導体から成る有機半導体材料、並びに、係る有機半導体材料に基づく有機半導体薄膜及び有機半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る有機半導体材料は、下記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の（条件−Ａ１）及び（条件−Ａ２）を満足することを特徴とする。
【００１３】
2007013097.tif 000002
【００１４】
（条件−Ａ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ9及びＲ10の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ａ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【００１５】
本発明の第１の態様に係る有機半導体材料にあっては、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であることが好ましい。尚、このような態様を、便宜上、本発明の第１Ａの態様に係る有機半導体材料と呼ぶ。
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る有機半導体材料は、下記の一般式（２）［但し、ｎは０〜２０の整数を表す］で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の（条件−Ｂ１）及び（条件−Ｂ２）を満足することを特徴とする。
【００１７】
2007013097.tif 000003
【００１８】
（条件−Ｂ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよく、ｎが２以上の場合、一般式（２）中に存在する複数のＲ5は、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよく、また、一般式（２）中に存在する複数のＲ8は、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ8の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ｂ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【００１９】
本発明の第２の態様に係る有機半導体材料にあっては、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であることが好ましい。尚、このような態様を、便宜上、本発明の第２Ａの態様に係る有機半導体材料と呼ぶ。
【００２０】
尚、本発明の第１の態様、第１Ａの態様、第２の態様あるいは第２Ａの態様に係る有機半導体材料において、置換基が脂肪族炭化水素基である場合、置換基として、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基を挙げることができる。
【００２１】
また、本発明の第１の態様、第１Ａの態様に係る有機半導体材料における（条件−Ａ２）、本発明の第２の態様、第２Ａの態様に係る有機半導体材料における（条件−Ｂ２）において、Ｒ1乃至Ｒ10あるいは、Ｒ1乃至Ｒ8は、置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であるが、この置換基には、置換基群から適宜選択された置換基を１種類以上含んだ置換基が包含される。
【００２２】
本発明の第１の態様に係る有機半導体材料において、ＲmとＲm'（但し、ｍ及びｍ’は１乃至１０の整数であって、ｍ≠ｍ’）とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環（２重結合や３重結合を含む構造）を形成してもよい。尚、互いに架橋して炭素原子数４の飽和環を形成した例、互いに架橋して炭素原子数５の飽和環を形成した例、互いに架橋して炭素原子数４の不飽和環を形成した例、互いに架橋して炭素原子数５の不飽和環を形成した例を、以下に示す。
【００２３】
2007013097.tif 000004
【００２４】
また、本発明の第１Ａの態様に係る有機半導体材料において、Ｒ1乃至Ｒ10が脂肪族炭化水素基である場合、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子が、この脂肪族炭化水素基の末端若しくは途中に枝分かれした形で結合してもよい。Ｒ2とＲ3とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環を形成してもよく、Ｒ7とＲ8とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環を形成してもよい。
【００２５】
本発明の第２の態様に係る有機半導体材料において、ＲmとＲm'（但し、ｍ及びｍ’は１乃至８の整数であって、ｍ≠ｍ’）とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環（２重結合や３重結合を含む構造）を形成してもよい。更には、ｎが２以上の場合、一般式（２）中に存在する複数のＲ5は互いに架橋していてもよく、また、一般式（２）中に存在する複数のＲ8は互いに架橋していてもよい。
【００２６】
また、本発明の第２Ａの態様に係る有機半導体材料において、Ｒ1乃至Ｒ8が脂肪族炭化水素基である場合、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子が、この脂肪族炭化水素基の末端若しくは途中に枝分かれした形で結合してもよい。Ｒ2とＲ3とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環を形成してもよく、Ｒ6とＲ7とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環を形成してもよい。更には、ｎが２以上の場合、一般式（２）中に存在する複数のＲ5は互いに架橋していてもよく、また、一般式（２）中に存在する複数のＲ8は互いに架橋していてもよい。
【００２７】
本発明の第１の態様に係る有機半導体材料における（条件−Ａ２）は、本発明の第２の態様に係る有機半導体材料における（条件−Ｂ２）と同一の条件である。（条件−Ａ２）、（条件−Ｂ２）にあっては、Ｒ1乃至Ｒ10、Ｒ1乃至Ｒ8のそれぞれは、都合、４５種類の置換基から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。従って、本発明の第１の態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10）の組合せとして、理論的には、最大４５10の組合せが存在し、（条件−Ａ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。また、本発明の第２の態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8）の組合せとして、理論的には、最大４５(6+2n)の組合せが存在し、（条件−Ｂ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。
【００２８】
また、本発明の第１Ａの態様に係る有機半導体材料における置換基群は、本発明の第２Ａの態様に係る有機半導体材料における置換基群と同一である。そして、Ｒ1乃至Ｒ10、Ｒ1乃至Ｒ8のそれぞれは、都合、１０種類の置換基から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。従って、本発明の第１Ａの態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8，Ｒ9，Ｒ10）の組合せとして、理論的には、最大１０10の組合せが存在し、（条件−Ａ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。また、本発明の第２Ａの態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8）の組合せとして、理論的には、最大１０(6+2n)の組合せが存在し、（条件−Ｂ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。
【００２９】
本発明の第１の態様あるいは第１Ａの態様に係る有機半導体材料において、アセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることが、有機溶媒に対する溶解性を一層向上させるといった観点から好ましい。また、本発明の第２の態様あるいは第２Ａの態様に係る有機半導体材料において、ｎは３以上であり、アセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることが、有機溶媒に対する溶解性を一層向上させるといった観点から好ましい。ここで、アセン骨格の一部における置換基とは、具体的には、Ｒ1〜Ｒ10（本発明の第１の態様あるいは第１Ａの態様）、あるいは、Ｒ1〜Ｒ8（本発明の第２の態様あるいは第２Ａの態様）の内のいずれかの置換基とすることができる。また、Ｒ1〜Ｒ10（本発明の第１の態様あるいは第１Ａの態様）、あるいは、Ｒ1〜Ｒ8（本発明の第２の態様あるいは第２Ａの態様）の全てが、炭素原子数が３以上のアルキル基である場合が包含される。有機溶媒にある程度溶解性を有するアントラセンとアントラセン誘導体とを比較した研究において、アルキル鎖が長いほうが溶解度の点で有利であることが、北海道大学  博士論文  北村正典  「機能性を有する縮合多環式化合物の合成とその応用」（2003）に示唆されている。本発明者らは更に有機溶媒に対して難溶性のペンタセンとペンタセン誘導体を用いて検討を行った結果、置換基（Ｒ1〜Ｒ10，Ｒ1〜Ｒ8）は、アセン骨格に占めるその割合の多さよりも、その長さが、有機溶媒に対する溶解性に関してより大きな影響を与えることが判明し、特に、置換基としてアルキル基が導入されたポリアセン誘導体における溶解性の向上は、炭素原子数が３以上のアルキル基（プロピル基以上の長さを有するアルキル基）において、一層顕著であることが判明した。尚、置換基は、エチル基でも溶解性の向上に対して十分に効果はあるが、有機溶媒の種類、溶解する温度が、プロピル基以上の長さを有するアルキル基よりも狭い範囲になることが判明した。
【００３０】
上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る有機半導体材料は、下記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、以下の（条件−Ｃ１）及び（条件−Ｃ２）を満足することを特徴とする。
【００３１】
2007013097.tif 000005
【００３２】
（条件−Ｃ１）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、各々、互いに独立して、同じ置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよいが、Ｒ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6の全てが同時に水素原子である場合は無い。
（条件−Ｃ２）Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、スルホニル基、スルフィニル基、ハロゲン化アシル基、カルバモイル基、ヒドラジド基、イミド基、アミド基、アミジノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、イソシアン酸エステル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、ホルミル基、チオホルミル基、アシル基、チオール基、アミノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、エーテル基、スルフィド基、ジスルフィド基、シリル基、ゲルミル基、スタニル基、ホスフィノ基、ボリル基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。
【００３３】
本発明の第３の態様に係る有機半導体材料にあっては、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、置換基を有することある炭素原子数１乃至２０の脂肪族炭化水素基、置換基を有することある芳香族炭化水素基、置換基を有することある複素芳香族基、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子、及び、水素原子から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であることが好ましい。尚、このような態様を、便宜上、本発明の第３Ａの態様に係る有機半導体材料と呼ぶ。
【００３４】
尚、本発明の第３の態様あるいは第３Ａの態様に係る有機半導体材料において、置換基が脂肪族炭化水素基である場合、置換基として、具体的には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基を挙げることができる。
【００３５】
また、本発明の第３の態様、第３Ａの態様に係る有機半導体材料における（条件−Ｃ２）において、Ｒ1乃至Ｒ6は、置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基であるが、この置換基には、置換基群から適宜選択された置換基を１種類以上含んだ置換基が包含される。
【００３６】
本発明の第３の態様に係る有機半導体材料において、ＲmとＲm'（但し、ｍ及びｍ’は１乃至６の整数であって、ｍ≠ｍ’）とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環（２重結合や３重結合を含む構造）を形成してもよい。また、本発明の第３Ａの態様に係る有機半導体材料において、Ｒ1乃至Ｒ6が脂肪族炭化水素基である場合、カルボキシル基、酸無水物、エステル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子が、この脂肪族炭化水素基の末端若しくは途中に枝分かれした形で結合してもよい。Ｒ2とＲ3とは、互いに架橋して炭素原子数４乃至２０の飽和環又は不飽和環を形成してもよい。
【００３７】
本発明の第３の態様に係る有機半導体材料における（条件−Ｃ２）は、上述した本発明の第１の態様に係る有機半導体材料における（条件−Ａ２）と同一の条件である。（条件−Ｃ２）にあっては、Ｒ1乃至Ｒ6のそれぞれは、都合、４５種類の置換基から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。従って、本発明の第３の態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6）の組合せとして、理論的には、最大４５6の組合せが存在し、（条件−Ｃ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。また、本発明の第３Ａの態様に係る有機半導体材料における置換基群は、本発明の第１Ａの態様に係る有機半導体材料における置換基群と同一である。そして、Ｒ1乃至Ｒ6のそれぞれは、都合、１０種類の置換基から成る置換基群から選択された少なくとも１種類の置換基である。従って、本発明の第３Ａの態様に係る有機半導体材料にあっては、（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5，Ｒ6）の組合せとして、理論的には、最大１０6の組合せが存在し、（条件−Ｃ１）を満足する限りにおいて、如何なる組合せとすることもできる。
【００３８】
本発明の第３の態様あるいは第３Ａの態様に係る有機半導体材料において、アセン骨格の一部における置換基は、炭素原子数が３以上のアルキル基であることが、有機溶媒に対する溶解性を一層向上させるといった観点から好ましい。ここで、アセン骨格の一部における置換基とは、具体的には、Ｒ1〜Ｒ6の内のいずれかの置換基とすることができる。また、Ｒ1〜Ｒ6の全てが、炭素原子数が３以上のアルキル基（プロピル基以上の長さを有するアルキル基）である場合が包含される。
【００３９】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る有機半導体薄膜は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様あるいは第１Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする。
【００４０】
また、上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る有機半導体素子は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第１の態様あるいは第１Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする。
【００４１】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る有機半導体薄膜は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第２の態様あるいは第２Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする。
【００４２】
また、上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る有機半導体素子は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第２の態様あるいは第２Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする。
【００４３】
上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る有機半導体薄膜は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第３の態様あるいは第３Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有することを特徴とする。
【００４４】
また、上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る有機半導体素子は、上述した種々の好ましい形態を含む本発明の第３の態様あるいは第３Ａの態様に係る有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えていることを特徴とする。
【００４５】
ここで、有機半導体薄膜が「結晶性を有する」とは、空間的に周期的な原子配列を持った固体物質で空間格子構造を取れることを意味する。
【００４６】
有機半導体薄膜は、限定するものではないが、スタック構造を有することが望ましい。置換基を有さないペンタセンはヘリングボーン構造（図７参照）をとることが知られている。このヘリングボーン構造よりも、ベンゼン環同士がπ−πスタックしたスタック構造［隣接する分子面が互いに平行にスタックするような（平行に重なりを持つ）結晶構造であり、図８参照］の方が更に強い共役平面の相互作用を実現でき、電気特性を飛躍的に向上させる可能性を有する。上述した本発明の第１Ａの態様、第２Ａの態様あるいは第３Ａの態様や好ましい形態を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る有機半導体材料（以下、これらを総称して、本発明の有機半導体材料と呼ぶ場合がある）、本発明の有機半導体材料から成り、上述した好ましい形態を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る有機半導体薄膜（以下、これらを総称して、本発明の有機半導体薄膜と呼ぶ場合がある）、本発明の有機半導体材料から成る有機半導体薄膜を備え、上述した好ましい形態を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る有機半導体素子（以下、これらを総称して、本発明の有機半導体素子と呼ぶ場合があり、更に、本発明の有機半導体材料、本発明の有機半導体薄膜、本発明の有機半導体素子を総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、有機半導体材料を置換基が導入されたポリアセン誘導体から構成することで、しかも、例えば、導入する置換基の長さを制御することで、ヘリングボーン構造をとらせることもできるし、スタック構造をとらせることもできる。更には、本発明者らの検討によれば、置換基の長さが長くなるに従い、有機半導体材料は、ヘリングボーン構造よりもスタック構造になることが、図４〜図６に示すように、Ｘ線結晶構造解析より判明し、更には、置換基がアルキル基である場合、エチル基（図４参照）まではヘリングボーン構造となり、プロピル基以上の長さ（プロピル基である場合については図５を参照。また、ブチル基である場合については図６を参照）になるとスタック構造となることが判明した。
【００４７】
本発明の有機半導体素子は、ソース／ドレイン電極、ソース／ドレイン電極とソース／ドレイン電極とによって挟まれたチャネル形成領域、ゲート絶縁層、並びに、ゲート絶縁層を介してチャネル形成領域と対向して設けられたゲート電極から成り、有機半導体薄膜によってチャネル形成領域が構成されていること、即ち、有機電界効果型トランジスタ（有機ＦＥＴ）とすることができる。
【００４８】
ここで、有機電界効果型トランジスタの具体的な構造として、以下の４種類の構造を例示することができる。
【００４９】
即ち、第１の構造を有する有機電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタであり、
（Ａ）基体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成されたソース／ドレイン電極、並びに、
（Ｄ）ソース／ドレイン電極の間であってゲート絶縁層上に形成された、本発明の有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
を備えている。
【００５０】
また、第２の構造を有する有機電界効果型トランジスタは、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタであり、
（Ａ）基体上に形成されたゲート電極、
（Ｂ）ゲート電極及び基体上に形成されたゲート絶縁層、
（Ｃ）ゲート絶縁層上に形成された、本発明の有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、並びに、
（Ｄ）有機半導体薄膜上に形成されたソース／ドレイン電極、
を備えている。
【００５１】
更には、第３の構造を有する有機電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタであり、
（Ａ）基体上に形成された、本発明の有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
（Ｂ）有機半導体薄膜上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｃ）ソース／ドレイン電極及び有機半導体薄膜上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００５２】
また、第４の構造を有する有機電界効果型トランジスタは、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタであり、
（Ａ）基体上に形成されたソース／ドレイン電極、
（Ｂ）ソース／ドレイン電極及び基体上に形成された、本発明の有機半導体薄膜から成るチャネル形成領域、
（Ｃ）有機半導体薄膜上に形成されたゲート絶縁層、並びに、
（Ｄ）ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極、
を備えている。
【００５３】
ここで、ゲート絶縁層を構成する材料として、酸化ケイ素系材料、窒化ケイ素（ＳｉＮY）、Ａｌ2Ｏ3、金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミドにて例示される有機系絶縁材料を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率ＳｉＯX系材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。
【００５４】
ゲート絶縁層の形成方法として、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法；エアドクタコーティング法、ブレードコーティング法、ロッドコーティング法、ナイフコーティング法、スクイズコーティング法、リバースロールコーティング法、トランスファーロールコーティング法、グラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スリットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法といった各種コーティング法；浸漬法；キャスティング法；スピンコーティング法；スプレー法；各種ＣＶＤ法；及び、各種ＰＶＤ法の内のいずれかを挙げることができる。ここで、ＰＶＤ法として、（ａ）電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着等の各種真空蒸着法、（ｂ）プラズマ蒸着法、（ｃ）２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、バイアススパッタリング法等の各種スパッタリング法、（ｄ）ＤＣ(direct current)法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法を挙げることができる。
【００５５】
あるいは又、ゲート絶縁層は、ゲート電極の表面を酸化あるいは窒化することによって形成することができるし、ゲート電極の表面に酸化膜や窒化膜を成膜することで得ることもできる。ゲート電極の表面を酸化する方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、熱酸化法、Ｏ2プラズマを用いた酸化法、陽極酸化法を例示することができる。また、ゲート電極の表面を窒化する方法として、ゲート電極を構成する材料にも依るが、Ｎ2プラズマを用いた窒化法を例示することができる。あるいは又、例えば、金（Ａｕ）からゲート電極を構成する場合、一端をメルカプト基で修飾された直鎖状炭化水素のように、ゲート電極と化学的に結合を形成し得る官能基を有する絶縁性分子によって、浸漬法等の方法で自己組織的にゲート電極表面を被覆することで、ゲート電極の表面にゲート絶縁層を形成することもできる。
【００５６】
更には、ゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、ポリシリコン、アモルファスシリコン、錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、ゲート電極やソース／ドレイン電極、各種の配線を構成する材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）といった有機導電性材料を挙げることもできる。
【００５７】
ソース／ドレイン電極やゲート電極、各種の配線の形成方法として、これらを構成する材料にも依るが、スピンコーティング法；各種導電性ペーストや各種導電性高分子溶液を用いた上述の各種印刷法；上述した各種コーティング法；リフトオフ法；シャドウマスク法；電解メッキ法や無電解メッキ法あるいはこれらの組合せといったメッキ法；スプレー法；上述した各種のＰＶＤ法；及び、ＭＯＣＶＤ法を含む各種のＣＶＤ法の内のいずれか、あるいは、更には必要に応じてパターニング技術との組合せを挙げることができる。
【００５８】
基体として、各種のガラス基板や、表面に絶縁膜が形成された各種ガラス基板、石英基板、表面に絶縁膜が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成されたシリコン基板を挙げることができる。更には、基体として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）やポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ポリメタクリル酸メチル，ＰＭＭＡ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）に例示される高分子材料から構成されたプラスチック・フィルムやプラスチック・シート、プラスチック基板を挙げることができ、このような可撓性を有する高分子材料から構成された基体を使用すれば、例えば曲面形状を有するディスプレイ装置や電子機器への有機半導体素子の組込みあるいは一体化が可能となる。基体として、その他、導電性基板（金等の金属、高配向性グラファイトから成る基板）を挙げることができる。また、有機半導体素子の構成、構造によっては、有機半導体素子が支持部材上に設けられている場合もあるが、このような場合における支持部材も上述した材料から構成することができる。
【００５９】
有機半導体素子を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基体に多数の有機半導体素子を集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各有機半導体素子を切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。また、有機半導体素子を樹脂にて封止してもよい。
【００６０】
本発明にあっては、置換基が導入されたポリアセン誘導体から有機半導体材料を構成することで、有機溶媒に対する親和性を向上させることができ、室温で多種多様な有機溶媒に溶解することが可能となり、常温において、スピンコーティング法；浸漬（ディップコーティング）法；エアドクタコーティング法、ブレードコーティング法、ロッドコーティング法、ナイフコーティング法、スクイズコーティング法、リバースロールコーティング法、トランスファーロールコーティング法、グラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スプレーコーティング法、スリットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法といった各種コーティング法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法といった各種印刷法；キャスティング法；スプレー法等の塗布プロセスに必要とされる量を、炭化水素系溶媒（例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン）、エステル系溶媒（例えば、酢酸エチル、ブチルラクトン）、アルコール系溶媒（例えば、オクタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール）、芳香族系溶媒（例えば、トルエン、メシチレン、ベンゼン）、エーテル系溶媒（例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン）、ハロゲン系溶媒（例えば、クロロホルム、ジクロロメタン）、ケトン系溶媒（例えば、アセトン、シクロペンタノン）等の、多種多様な有機溶媒に溶解することができる。
【発明の効果】
【００６１】
ポリアセン化合物は、ベンゼン環が直線状に繋がった化合物であり、置換基を有さないポリアセン化合物はベンゼン環の数が増えるに従い、有機溶媒に溶け難くなる性質を有している。特に、ベンゼン環が５つ連なったペンタセン以上のポリアセン化合物にあっては、殆どの有機溶媒に対して溶解性を失い、スピンコーティング法等に基づき均一な膜を形成させることは非常に困難であり、たとえ可能であるとしても極く限られた有機溶媒、温度条件となってしまう。然るに、本発明にあっては、置換基が導入されたポリアセン誘導体から有機半導体材料を構成することで、各種の有機溶媒に対する溶解性を向上させることができ、スピンコーティング法等の塗布プロセスに基づき均一な膜を形成・成膜することができる。尚、先に述べたように、２，３，９，１０−テトラメチルペンタセンや２，３−ジメチルペンタセンは周知であるが、抽出力の強い１，２−ジクロロベンゼンを用いても、暖めた状態で僅かに溶ける程度であると報告されており、このことからも、有機半導体材料におけるポリアセン誘導体への置換基の導入が、有機溶媒への溶解性に重要な影響を及ぼしていることが窺える。
【００６２】
また、本発明にあっては、有機半導体材料の有機溶媒に対する溶解性の向上だけでなく、酸化耐性の向上、置換基の導入による有機半導体薄膜におけるパッキング則（ヘリングボーン構造／スタック構造）の制御、結晶性の向上を図ることができる。更には、極性を有する置換基、極性を有さない置換基が所望の位置に導入されたポリアセン誘導体とすることにより、基体（下地あるいは基板）に対する有機半導体材料の配向、傾きを制御することが可能となるし、基体（下地あるいは基板）の所望の位置に導入された官能基と結合させることによって、有機半導体薄膜のパターニングを行うことも可能となる。また、ポリアセン誘導体は置換基によって導電型が変わる可能性を有している。置換基を有していない通常のペンタセンはｐ型半導体として振舞うが、全ての水素原子をフッ素原子で置き換えたペンタセンはｎ型半導体として作用することが知られている。そして、本発明にあっても、有機半導体材料を置換基が導入されたポリアセン誘導体とすることで、電子遷移エネルギーが変化する結果、導電型を制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００６４】
実施例１は、本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る有機半導体材料、有機半導体薄膜及び有機半導体素子に関する。実施例１の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【００６５】
2007013097.tif 000006
【００６６】
実施例１の有機半導体材料は、下記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の置換基である。即ち、実施例１の有機半導体材料は、２，３−ビスメトキシカルボニル−１，４，６，１３−テトラブチル−８，９，１０，１１−テトラエチルペンタセンである。
【００６７】
2007013097.tif 000007
【００６８】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ5 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ8 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ9 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ10：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
【００６９】
あるいは又、実施例１の有機半導体材料は、下記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例１にあっては、ｎ＝４である。また、Ｒ5を、一般式の時計回りで、Ｒ51，Ｒ52，Ｒ53，Ｒ54と表現し、Ｒ8を、一般式の時計回りで、Ｒ81，Ｒ82，Ｒ83，Ｒ84と表現する。以下の実施例においても、同様とする。
【００７０】
2007013097.tif 000008
【００７１】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ54：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ81：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ82：水素原子
Ｒ83：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ84：水素原子
【００７２】
実施例１の有機半導体薄膜は、上記の有機半導体材料から成り、結晶性を有する。また、実施例１の有機半導体素子は、上記の有機半導体材料から成り、結晶性を有する有機半導体薄膜を備えている。
【００７３】
具体的には、実施例１の有機電界効果型トランジスタは、ソース／ドレイン電極１５、ソース／ドレイン電極１５とソース／ドレイン電極１５とによって挟まれたチャネル形成領域１４、ゲート絶縁層１３、並びに、ゲート絶縁層１３を介してチャネル形成領域１４と対向して設けられたゲート電極１２から成る。より具体的には、図１の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すように、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の実施例１の有機電界効果型トランジスタは、
（ａ）基体１０，１１上に形成され、金薄膜から成るゲート電極１２、
（ｂ）ゲート電極１２及び基体１０，１１上に形成され、ＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３、
（ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成され、実施例１の有機半導体薄膜によって構成されたチャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａ、並びに、
（ｄ）チャネル形成領域延在部１４Ａ上に形成され、金薄膜から成るソース／ドレイン電極１５、
を備えている。尚、基体１０，１１は、ガラス基板から成る基板１０、及び、その表面に形成されたＳｉＯ2から成る絶縁膜１１から構成されており、ゲート電極１２及びゲート絶縁層１３は、より具体的には、絶縁膜１１上に形成されている。
【００７４】
以下、実施例１の有機半導体材料を用いた所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタ（具体的にはＴＦＴ）の製造方法の概要を説明する。
【００７５】
［工程−１００］
先ず、基体（ガラス基板１０、及び、その表面にＳｉＯ2から成る絶縁膜１１が形成されている）上にゲート電極１２を形成する。具体的には、絶縁膜１１上に、ゲート電極１２を形成すべき部分が除去されたレジスト層（図示せず）を、リソグラフィ技術に基づき形成する。その後、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、及び、ゲート電極１２としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフトオフ法に基づき、ゲート電極１２を得ることができる。
【００７６】
［工程−１１０］
次に、ゲート電極１２を含む基体（絶縁膜１１）上にゲート絶縁層１３を形成する。具体的には、ＳｉＯ2から成るゲート絶縁層１３を、スパッタリング法に基づきゲート電極１２及び絶縁膜１１上に形成する。ゲート絶縁層１３の成膜を行う際、ゲート電極１２の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極１２の取出部（図示せず）をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００７７】
［工程−１２０］
次に、ゲート絶縁層１３上に、チャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａを形成する。具体的には、先に説明した実施例１の有機半導体材料の５グラムを１リットルのクロロホルムに溶解した溶液を、室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスによってゲート絶縁層１３上に塗布し、次いで、係る塗布液を６０゜Ｃでの加熱処理にて乾燥させることで、チャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａをゲート絶縁層１３上に形成することができる。尚、各種の試験の結果、塗布液を乾燥させる温度が６０゜Ｃ±５゜Ｃのとき、得られた有機電界効果型トランジスタの特性が最良であった。
【００７８】
［工程−１３０］
その後、チャネル形成領域延在部１４Ａの上に、チャネル形成領域１４を挟むようにソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、全面に、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１５としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法に基づき形成する。こうして、図１の（Ａ）に示した構造を得ることができる。ソース／ドレイン電極１５の成膜を行う際、チャネル形成領域延在部１４Ａの一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１５をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００７９】
［工程−１４０］
最後に、全面にパッシベーション膜である絶縁層（図示せず）を形成し、ソース／ドレイン電極１５の上方の絶縁層に開口部を形成し、開口部内を含む全面に配線材料層を形成した後、配線材料層をパターニングすることによって、ソース／ドレイン電極１５に接続された配線（図示せず）が絶縁層上に形成された、ボトムゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタを得ることができる。
【００８０】
尚、有機電界効果型トランジスタは、図１の（Ａ）に示した所謂ボトムゲート／トップコンタクト型に限定されず、その他、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型、所謂トップゲート／トップコンタクト型、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型とすることもできる。
【００８１】
図１の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタは、
（ａ）基体１０，１１上に形成されたゲート電極１２、
（ｂ）ゲート電極１２及び基体１０，１１上に形成されたゲート絶縁層１３、
（ｃ）ゲート絶縁層１３上に形成されたソース／ドレイン電極１５、並びに、
（ｄ）ソース／ドレイン電極１５の間のゲート絶縁層１３の部分の上に形成されたチャネル形成領域１４、
を備えている。
【００８２】
以下、ボトムゲート／ボトムコンタクト型のＴＦＴの製造方法の概要を説明する。
【００８３】
［工程−２００］
先ず、［工程−１００］と同様にして、基体（絶縁膜１１）上にゲート電極１２を形成した後、［工程−１１０］と同様にして、ゲート電極１２及び絶縁膜１１上にゲート絶縁層１３を形成する。
【００８４】
［工程−２１０］
次に、ゲート絶縁層１３の上に金（Ａｕ）層から成るソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、ゲート絶縁層１３上に、ソース／ドレイン電極１５を形成すべき部分が除去されたレジスト層をリソグラフィ技術に基づき形成する。そして、［工程−１００］と同様にして、レジスト層及びゲート絶縁層１３上に、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１５としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて成膜し、その後、レジスト層を除去する。こうして、所謂リフトオフ法に基づき、ソース／ドレイン電極１５を得ることができる。
【００８５】
［工程−２２０］
その後、［工程−１２０］と同様の方法に基づき、ソース／ドレイン電極１５の間のゲート絶縁層１３の部分の上にチャネル形成領域１４を形成する。こうして、図１の（Ｂ）に示した構造を得ることができる。
【００８６】
［工程−２３０］
最後に、［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、ボトムゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタを得ることができる。
【００８７】
図２の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す、所謂トップゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタは、
（ａ）基体１０，１１上に形成されたチャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａ、
（ｂ）チャネル形成領域延在部１４Ａ上に形成されたソース／ドレイン電極１５、
（ｃ）ソース／ドレイン電極１５及びチャネル形成領域１４上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００８８】
以下、トップゲート／トップコンタクト型のＴＦＴの製造方法の概要を説明する。
【００８９】
［工程−３００］
先ず、基体（ガラス基板１０、及び、その表面にＳｉＯ2から成る絶縁膜１１が形成されている）上に、［工程−１２０］と同様の方法に基づき、チャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａを形成する。
【００９０】
［工程−３１０］
次いで、チャネル形成領域延在部１４Ａ上に、チャネル形成領域１４を挟むようにソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、全面に、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、及び、ソース／ドレイン電極１５としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法に基づき形成する。ソース／ドレイン電極１５の成膜を行う際、チャネル形成領域延在部１４Ａの一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１５をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００９１】
［工程−３２０］
次いで、ソース／ドレイン電極１５及びチャネル形成領域１４上に、ゲート絶縁層１３を形成する。具体的には、ＰＶＡをスピンコーティング法にて全面に成膜することで、ゲート絶縁層１３を得ることができる。
【００９２】
［工程−３３０］
その後、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。具体的には、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、及び、ゲート電極１２としての金（Ａｕ）層を、順次、真空蒸着法にて全面に成膜する。こうして、図２の（Ａ）に示した構造を得ることができる。ゲート電極１２の成膜を行う際、ゲート絶縁層１３の一部をハードマスクで覆うことによって、ゲート電極１２をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。最後に、［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、トップゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタを得ることができる。
【００９３】
図２の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタは、
（ａ）基体１０，１１上に形成されたソース／ドレイン電極１５、
（ｂ）ソース／ドレイン電極１５の間の基体１０，１１の部分の上に形成されたチャネル形成領域１４、
（ｃ）チャネル形成領域１４上に形成されたゲート絶縁層１３、並びに、
（ｄ）ゲート絶縁層１３上に形成されたゲート電極１２、
を備えている。
【００９４】
以下、トップゲート／ボトムコンタクト型のＴＦＴの製造方法の概要を説明する。
【００９５】
［工程−４００］
先ず、基体（ガラス基板１０、及び、その表面にＳｉＯ2から成る絶縁膜１１が形成されている）上に、ソース／ドレイン電極１５を形成する。具体的には、絶縁膜１１上に、密着層としてのクロム（Ｃｒ）層（図示せず）、ソース／ドレイン電極１５としての金（Ａｕ）層を真空蒸着法に基づき形成する。ソース／ドレイン電極１５の成膜を行う際、基体（絶縁膜１１）の一部をハードマスクで覆うことによって、ソース／ドレイン電極１５をフォトリソグラフィ・プロセス無しで形成することができる。
【００９６】
［工程−４１０］
その後、ソース／ドレイン電極１５の間の基体（絶縁膜１１）上に、［工程−１２０］と同様の方法に基づき、チャネル形成領域１４を形成する。実際には、ソース／ドレイン電極１５の上にチャネル形成領域延在部１４Ａが形成される。
【００９７】
［工程−４２０］
次に、ソース／ドレイン電極１５及びチャネル形成領域１４上に（実際には、チャネル形成領域１４及びチャネル形成領域延在部１４Ａ上に）、［工程−３２０］と同様にして、ゲート絶縁層１３を形成する。
【００９８】
［工程−４３０］
その後、［工程−３３０］と同様にして、ゲート絶縁層１３上にゲート電極１２を形成する。こうして、図２の（Ｂ）に示した構造を得ることができる。最後に、［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、トップゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタを得ることができる。
【００９９】
尚、以下に説明する実施例２〜実施例１０においても、ボトムゲート／トップコンタクト型、ボトムゲート／ボトムコンタクト型、トップゲート／トップコンタクト型、トップゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタのいずれかとすることができるし、上述した方法に基づき製造することができる。
【０１００】
また、実施例１の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、５．０×１０-5乃至１．２×１０-3ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【０１０１】
更には、クロロホルムの代わりに、室温にて、実施例１の有機半導体材料を、酢酸エチル、アセトン、トルエン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、シクロペンタノン、メシチレンを溶媒として調製した（濃度：５グラム／リットル）。そして、それぞれの調製液を用いて、同様の方法で有機電界効果型トランジスタのテスト品を作製し、動作を確認した。その結果、どの調製溶液を用いた場合でも有機半導体を形成・成膜することができ、更には、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。
【０１０２】
以下、実施例１の有機半導体材料を構成するポリアセン誘導体の合成方法を説明するが、特に断りのない限り、合成に関する操作を、不活性ガス下、脱酸素、脱水された溶媒を用いて行った。また、合成スキームに関しては、その他、J. Am. Chem. Soc. 112, 12876-12877 (2000) を参照のこと。
【０１０３】
［操作−１０］
先ず、８．８グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を１００ミリリットルのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、３８ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。これに、６．９ミリリットルの３−ヘキシンを加え、室温で３時間、攪拌した後、６．０グラムの塩化銅（Ｉ）、及び、１１ミリリットルのアセチレンジカルボン酸ジメチル（以下、ＤＭＡＤと呼ぶ）を加え、室温で３時間、攪拌した。次いで、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、１００ミリリットルのヘキサンにて３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。その後、エバポレーターで溶媒を取り除き、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／５）で精製を行い、固体物質として、以下の化合物（１．１）を５．６グラム、得ることができた（単離収率：６１％）。
【０１０４】
2007013097.tif 000009
【０１０５】
［操作−１１］
次に、０゜Ｃに冷却した４７ミリリットルのＴＨＦに１．０グラムのＬｉＡｌＨ4を加え、４．２グラムの化合物（１．１）をこの溶液に０゜Ｃにて加えた。そして、室温にて３時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させた。次いで、２Ｎ硫酸を加えて溶液が僅かに酸性になるようにし、５０ミリリットルのジエチルエーテルで３回の抽出を行い、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を乾燥した後、ヘキサンで再結晶を行うことで、固体結晶として、化合物（１．２）を３．０グラム、得ることができた（収率９０％）。
【０１０６】
2007013097.tif 000010
【０１０７】
［操作−１２］
その後、３．０グラムの化合物（１．２）を４５ミリリットルのクロロホルムに溶かし、ＰＢｒ3を１．５ミリリットル加えた。そして、室温で３時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させ、次いで、５０ミリリットルの酢酸エチルで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、ヘキサンで再結晶を行うことで、白色固体として化合物（１．３）を４．５グラム、得ることができた（収率９９％）。
【０１０８】
2007013097.tif 000011
【０１０９】
［操作−１３］
次いで、１００ミリリットルのＴＨＦに４．０ミリリットルの１−ヘキシンを加え、−７８゜Ｃに冷却した状態で、２０ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、室温で１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却した状態で、３．７ミリリットルのＤＭＰＵ、及び、ＴＨＦに溶かしたジブロモ体［化合物（１．３）］３．０グラムを加え、室温で３時間、攪拌した。次に、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／１０）で精製を行い、化合物（１．４）を２．６グラム、得ることができた（収率：８３％）。
【０１１０】
2007013097.tif 000012
【０１１１】
［操作−１４］
その後、０．２９グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を５．０ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、１．３ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加えて、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。次いで、これに、０．３８グラムの化合物（１．４）をＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、６．０グラムの塩化銅（Ｉ）を加え、０゜Ｃに冷却した後に、１１ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で３時間、攪拌した。その後、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、２０ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／１０）で精製を行い、固体物質として化合物（１．５）を０．４９グラム、得ることができた（単離収率：９５％）。
【０１１２】
2007013097.tif 000013
【０１１３】
［操作−１５］
次に、５．０グラムの化合物（１．５）と２．２グラムのＤＤＱを１００ミリリットルのトルエンに溶かし、３時間、リフラックスした。その後、濾過を行い、濾液をエバポレーターで減圧留去し、得られた固体をカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／９）で精製を行い、固体物質として化合物（１．６）を４．９グラム、得ることができた（収率：９９％）。
【０１１４】
2007013097.tif 000014
【０１１５】
［操作−１６］
その後、０゜Ｃに冷却した１５０ミリリットルのＴＨＦに０．７２グラムのＬｉＡｌＨ4を加え、その溶液に、４．９グラムの化合物（１．６）を０゜Ｃで加えた。次いで、室温にて３時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させた。そして、２Ｎ硫酸を加えて溶液が僅かに酸性になるようにし、１００ミリリットルのジエチルエーテルで３回の抽出を行い、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、エバポレーターで溶媒を留去した後、４０ミリリットルのクロロホルムを加え、そこに、０．９５ミリリットルのＰＢｒ3を加えて、室温で１２時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルの酢酸エチルで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、ヘキサンで再結晶を行うことで、白色固体として化合物（１．８）を５．６グラム、得ることができた（収率９９％）。
【０１１６】
2007013097.tif 000015
【０１１７】
［操作−１７］
次に、５０ミリリットルのＴＨＦに０．２３ミリリットルの１−ヘキシンを加え、−７８゜Ｃに冷却した状態で、１．３ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、室温で１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却し、０．２５ミリリットルのＤＭＰＵ、及び、ＴＨＦに溶かしたジブロモ体［化合物（１．８）］０．２０グラムを加え、室温で３時間、攪拌した。そして、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、１００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次に、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／５０）で精製を行い、化合物（１．９）を０．１７グラム、得ることができた（収率８５％）。
【０１１８】
2007013097.tif 000016
【０１１９】
［操作−１８］
その後、０．０８５グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を５．０ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、０．３７ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。これに、０．１７グラムの化合物（１．９）をＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、０．０５８グラムの塩化銅（Ｉ）を加えた後、０゜Ｃに冷却し、次いで、０．１１ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で３時間、攪拌した。その後、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、２０ミリリットルのクロロホルムにて３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）で精製を行い、固体物質として化合物（１．１０）を０．１２グラム、得ることができた（単離収率５７％）。
【０１２０】
2007013097.tif 000017
【０１２１】
［操作−１９］
その後、不活性ガス雰囲気中で、２．０グラムの化合物（１．１０）、０．６８グラム（１．１当量）のＤＤＱを１００ミリリットルのトルエンに溶かし、２４時間、リフラックスした。次いで、溶媒のトルエンを減圧留去により２０ミリリットルまで減少させて飽和溶液とした後、５００ミリリットルのメタノールを加え、沈殿物を生じさせた。そして、生じた沈殿物を濾過した後、メタノールで洗浄し、乾燥することで、実施例１のペンタセン誘導体［化合物（１．１１）］を１．１グラム、得ることができた（収率５４％）。
【０１２２】
2007013097.tif 000018
【実施例２】
【０１２３】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１２４】
2007013097.tif 000019
【０１２５】
実施例２の有機半導体材料は、上記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の置換基である。即ち、実施例２の有機半導体材料は、２，３−ビスメトキシカルボニル−１，４，６，８，９，１０，１１，１３−オクタエチルペンタセンである。
【０１２６】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ5 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ8 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ9 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ10：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
【０１２７】
あるいは又、実施例２の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例２にあっても、ｎ＝４である。
【０１２８】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ54：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ81：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ82：水素原子
Ｒ83：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ84：水素原子
【０１２９】
実施例２の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、１．５×１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【０１３０】
以下、実施例２の有機半導体材料を構成するポリアセン誘導体の合成方法を説明する。
【０１３１】
［操作−２０］
先ず、実施例１における［操作−１０］〜［操作−１２］を実行する。
【０１３２】
［操作−２１］
次いで、３００ミリリットルのＴＨＦに７．５グラムの１−ブチンを溶かし、−７８゜Ｃに冷却した状態で、８８ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、室温で１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却した状態で、１７ミリリットルのＤＭＰＵ、及び、ＴＨＦに溶かしたジブロモ体［化合物（１．３）］８．７グラムを加え、室温で５時間、攪拌した。次いで、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、再結晶法で精製を行い、化合物（２．４）を５．９グラム、得ることができた（収率：７９％）。
【０１３３】
2007013097.tif 000020
【０１３４】
［操作−２２］
その後、５．４グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を１００ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、２４ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加えて、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。次いで、これに、５．９グラムの化合物（２．４）をＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、３．６グラムの塩化銅（Ｉ）を加え、０゜Ｃに冷却した後に、７．０ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で３時間、攪拌した。その後、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、２００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／５）で精製を行い、固体物質として化合物（２．５）を８．３グラム、得ることができた（単離収率：９８％）。
【０１３５】
2007013097.tif 000021
【０１３６】
［操作−２３］
次に、８．３グラムの化合物（２．５）と４．１グラムのＤＤＱを１００ミリリットルのトルエンに溶かし、２時間、リフラックスした。その後、濾過を行い、濾液をエバポレーターで減圧留去し、得られた固体を１０ミリリットルのクロロホルムに溶かし、そこにメタノールを５００ミリリットル加えることで沈殿物を得た後、桐山ロートで濾過して回収し、減圧乾燥を行い、固体物質として化合物（２．６）を５．２グラム、得ることができた（単離収率：６２％）。
【０１３７】
2007013097.tif 000022
【０１３８】
［操作−２４］
その後、０゜Ｃに冷却した１５０ミリリットルのＴＨＦに０．８５グラムのＬｉＡｌＨ4を加え、その溶液に、５．２グラムの化合物（２．６）を０゜Ｃで加えた。次いで、室温にて３時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させた。そして、２Ｎ硫酸を加えて溶液が僅かに酸性になるようにし、１５０ミリリットルのジエチルエーテルで３回の抽出を行い、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、エバポレーターで溶媒を留去した後、８０ミリリットルのクロロホルムを加え、そこに、１．３ミリリットルのＰＢｒ3を加えて、室温で１２時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルの酢酸エチルで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、ヘキサンで再結晶を行うことで、白色固体として化合物（２．８）を５．１グラム、得ることができた（収率８６％）。
【０１３９】
2007013097.tif 000023
【０１４０】
［操作−２５］
次に、−７８゜Ｃに冷却した１００ミリリットルのＴＨＦに３６ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、そこに、３．１グラムの１−ブチンを加えた。そして、完全に１−ブチンを加え終わった後、反応溶液を室温に戻し、１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却し、７．２ミリリットルのＤＭＰＵを加え、次いで、化合物（２．８）５．１グラムを５０ミリリットルのＴＨＦに溶かしたものを加え、得られた溶液を室温に戻して、６時間、攪拌した。そして、反応終了後、３Ｎ塩酸を５０ミリリットル加えて反応を終了させ、２５０ミリリットルの酢酸エチルで抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、濾過によって硫酸マグネシウムと有機溶媒を分離し、有機溶媒の減圧留去をエバポレーターを用いて行った。そして、得られた固体をクロロホルムに溶解して飽和溶液とした後、クロロホルムの５０倍のメタノールを加えることによって、沈殿物を生じさせ、得られた沈殿物を濾過して分離し、減圧乾燥を行い、目的物である化合物（２．９）を３．６グラム、得ることができた（収率７８％）。
【０１４１】
2007013097.tif 000024
【０１４２】
［操作−２６］
次いで、２．０グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を１００ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、８．９ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。これに、３．３グラムの化合物（２．９）を５０ミリリットルのＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、１．４グラムの塩化銅（Ｉ）を加えた後、０゜Ｃに冷却し、次いで、２．７ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で６時間、攪拌した。その後、５０ミリリットルの３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、２００ミリリットルの酢酸エチルにて抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、濾過によって硫酸マグネシウムと有機溶媒を分離し、有機溶媒の減圧留去をエバポレーターを用いて行った。そして、得られた固体をクロロホルムに溶解して飽和溶液とした後、クロロホルムの５０倍のメタノールを加えることによって、沈殿物を生じさせた。その後、得られた沈殿物を濾過して分離し、減圧乾燥を行い、化合物（２．１０）を２．４グラム、得ることができた（収率５５％）。
【０１４３】
2007013097.tif 000025
【０１４４】
［操作−２７］
その後、２．４グラムの化合物（２．１０）、及び、０．８７グラムのＤＤＱを８０ミリリットルのトルエンに溶かし、２４時間、リフラックスした。次いで、溶媒のトルエンを減圧留去した。そして、得られた固体を５．０ミリリットルのクロロホルムに溶かし、そこに１５０ミリリットルのメタノールを加えることで、ペンタセン誘導体［化合物（２．１１）］の沈殿物を得ることができた。次いで、得られた沈殿物を濾過で回収し、減圧乾燥を行い、ペンタセン誘導体［化合物（２．１１）］を１．３グラム、得ることができた（収率５５％）。
【０１４５】
2007013097.tif 000026
【実施例３】
【０１４６】
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１４７】
2007013097.tif 000027
【０１４８】
実施例３の有機半導体材料は、上記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の置換基である。即ち、実施例３の有機半導体材料は、２，３−ビスメトキシカルボニル−８，９，１０，１１−テトラエチル−１，４，６，１３−テトラプロピルペンタセンである。
【０１４９】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ5 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ8 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ9 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ10：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
【０１５０】
あるいは又、実施例３の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例３にあっても、ｎ＝４である。
【０１５１】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ54：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ81：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ82：水素原子
Ｒ83：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ84：水素原子
【０１５２】
実施例３の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、９．０×１０-6ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【０１５３】
以下、実施例３の有機半導体材料を構成するポリアセン誘導体の合成方法を説明する。
【０１５４】
［操作−３０］
先ず、実施例１における［操作−１０］〜［操作−１２］を実行する。
【０１５５】
［操作−３１］
次いで、５０ミリリットルのＴＨＦに５．９ミリリットルの１−ペンチンを加え、−７８゜Ｃに冷却した状態で、３８ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、室温で１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却した状態で、７．５ミリリットルのＤＭＰＵ、及び、ＴＨＦに溶かしたジブロモ体［化合物（１．３）］３．８グラムを加え、室温で５時間、攪拌した。そして、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、カラムクロマトグラフィー(展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／５０）で精製を行い、化合物（３．４）を３．１グラム、得ることができた（収率：８８％）。
【０１５６】
2007013097.tif 000028
【０１５７】
［操作−３２］
その後、２．６グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を５０ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、１１ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加えて、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。次いで、これに、３．１グラムの化合物（３．４）をＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、１．８グラムの塩化銅（Ｉ）を加え、０゜Ｃに冷却した後に、３．２ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で３時間、攪拌した。その後、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、１００ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。エバポレーターで溶媒を取り除き、カラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／９）で精製を行い、固体物質として化合物（３．５）を２．９グラム、得ることができた（単離収率：６８％）。
【０１５８】
2007013097.tif 000029
【０１５９】
［操作−３３］
次に、２．９グラムの化合物（３．５）と１．６グラムのＤＤＱを６０ミリリットルのトルエンに溶かし、３時間、リフラックスした。その後、濾過を行い、濾液をエバポレーターで減圧留去し、得られた固体をカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝１／９）で精製を行い、固体物質として化合物（３．６）を２．６グラム、得ることができた（単離収率：８９％）。
【０１６０】
2007013097.tif 000030
【０１６１】
［操作−３４］
その後、０゜Ｃに冷却した１００ミリリットルのＴＨＦに０．４１グラムのＬｉＡｌＨ4を加え、その溶液に、２．６グラムの化合物（３．６）を０゜Ｃで加えた。次いで、室温にて３時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させた。そして、２Ｎ硫酸を加えて溶液が僅かに酸性になるようにし、１００ミリリットルのジエチルエーテルで３回の抽出を行い、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、エバポレーターで溶媒を留去した後、４０ミリリットルのクロロホルムを加え、そこに、０．５１ミリリットルのＰＢｒ3を加えて、室温で１２時間、攪拌した後、水を加えて反応を終了させ、次いで、１００ミリリットルの酢酸エチルで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、エバポレーターで溶媒を取り除いた後、ヘキサンで再結晶を行うことで、白色固体として化合物（３．８）を２．４グラム、得ることができた（収率８１％）。
【０１６２】
2007013097.tif 000031
【０１６３】
［操作−３５］
次に、１００ミリリットルのＴＨＦに２．６ミリリットルの１−ペンチンを加え、−７８゜Ｃに冷却した状態で、１７ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、反応溶液を室温に戻し、１時間、攪拌した。その後、反応液を−７８゜Ｃに冷却し、３．３ミリリットルのＤＭＰＵを加え、次いで、ＴＨＦに溶かした化合物（３．８）２．４グラムを加え、得られた溶液を室温に戻して、３時間、攪拌した。そして、３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、１５０ミリリットルのヘキサンで３回の抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、エバポレーターで溶媒を取り除き、有機溶媒の減圧留去をエバポレーターを用いて行った。次いで、得られた固体をクロロホルムに溶解して飽和溶液とした後、クロロホルムの５０倍のメタノールを加えることによって、沈殿物を生じさせ、得られた沈殿物を濾過して分離し、減圧乾燥を行い、目的物である化合物（３．９）を２．３グラム、得ることができた（収率９９％）。
【０１６４】
2007013097.tif 000032
【０１６５】
［操作−３６］
次いで、１．９グラムのＣｐ2ＺｒＣｌ2を１００ミリリットルのＴＨＦに溶かし、−７８゜Ｃに冷却した後、８．４ミリリットルのｎ−ＢｕＬｉヘキサン溶液（１．６モル／リットル）を加え、−７８゜Ｃで１時間、攪拌した。そして、これに、３．５グラムの化合物（３．９）を５０ミリリットルのＴＨＦに溶かした状態で加え、室温で３時間、攪拌した後、１．３グラムの塩化銅（Ｉ）を加えた後、０゜Ｃに冷却し、次いで、２．４ミリリットルのＤＭＡＤを加え、室温で６時間、攪拌した。その後、５０ミリリットルの３Ｎ塩酸を加えて反応を終了させ、２００ミリリットルの酢酸エチルにて抽出を行い、飽和炭酸水素ナトリウム、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。そして、濾過によって硫酸マグネシウムと有機溶媒を分離し、有機溶媒の減圧留去をエバポレーターを用いて行った。その後、得られた固体をクロロホルムに溶解して飽和溶液とした後、クロロホルムの５０倍のメタノールを加えることによって、沈殿物を生じさせた。その後、得られた沈殿物を濾過して分離し、減圧乾燥を行い、化合物（３．１０）を３．７グラム、得ることができた（収率８４％）。
【０１６６】
2007013097.tif 000033
【０１６７】
［操作−３７］
その後、０．６０グラムの化合物（３．１０）、及び、０．２２グラムのＤＤＱ（１．１当量）を１２ミリリットルのトルエンに溶かし、２４時間、リフラックスした。次いで、減圧留去により溶媒として用いたトルエンを６．０ミリリットルまで減らし、そこにメタノールを１２０ミリリットル加えて沈殿物を生じさせた。その後、生じた沈殿物を濾過し、メタノールで洗浄し、乾燥することで、ペンタセン誘導体（３．１１）を０．２１グラム、得ることができた（収率３４％）。
【０１６８】
2007013097.tif 000034
【０１６９】
尚、実施例１のポリアセン誘導体、実施例２のポリアセン誘導体、実施例３のポリアセン誘導体のＸ線結晶構造解析を行った。その結果、１，４，６，１３の位置のアルキル鎖が長くなるに従い、ヘリングボーン構造からスタック構造に結晶構造が変化していくことが明らかとなった。
【実施例４】
【０１７０】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１７１】
2007013097.tif 000035
【０１７２】
実施例４の有機半導体材料は、上記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の置換基である。即ち、実施例４の有機半導体材料は、２，３−ビスメトキシカルボニル−１，４，６，１３−テトラブチルペンタセンである。
【０１７３】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ5 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ8 ：水素原子
Ｒ9 ：水素原子
Ｒ10：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
【０１７４】
あるいは又、実施例４の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例４にあっても、ｎ＝４である。
【０１７５】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ54：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：水素原子
Ｒ83：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ84：水素原子
【０１７６】
実施例４の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、２.０×１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【０１７７】
また、実施例１のポリアセン誘導体、実施例２のポリアセン誘導体、実施例３のポリアセン誘導体、実施例４のポリアセン誘導体を、それぞれ、室温にて、ｎ−ヘキサンに溶解させる試験を行った。その結果、置換基の８割がエチル基である実施例２のポリアセン誘導体は、ｎ−ヘキサンに殆ど溶解せず、一方、実施例１のポリアセン誘導体及び実施例３のポリアセン誘導体は、ｎ−ヘキサンに溶解し、濃い青色の溶液となった。また、実施例２のポリアセン誘導体よりも置換基の数が４つ少ない実施例４のポリアセン誘導体もｎ−ヘキサンに溶解した。以上の結果から、置換基の数よりも置換基の長さが重要であり、プロピル基以上の長さを有する置換基が溶媒溶解性には一層効果的であることが判明した。
【実施例５】
【０１７８】
実施例５も、実施例１の変形である。実施例５の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１７９】
2007013097.tif 000036
【０１８０】
実施例５の有機半導体材料は、上記の一般式（１）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（１）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9及びＲ10のそれぞれは、以下の置換基である。即ち、実施例５の有機半導体材料は、２−シアノ−１，４，６，１３−テトラブチル−８，９，１０，１１−テトラエチルペンタセンである。
【０１８１】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：シアノ基
Ｒ3 ：水素原子
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ5 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ8 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ9 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ10：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
【０１８２】
あるいは又、実施例５の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例５にあっても、ｎ＝４である。
【０１８３】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ2 ：シアノ基
Ｒ3 ：水素原子
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ54：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ6 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ7 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ81：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ82：水素原子
Ｒ83：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ84：水素原子
【０１８４】
実施例５の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、１.７×１０-3ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【実施例６】
【０１８５】
実施例６は、本発明の第２の態様及び第３の態様に係る有機半導体材料、有機半導体薄膜及び有機半導体素子に関する。実施例６の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１８６】
2007013097.tif 000037
【０１８７】
実施例６の有機半導体材料は、以下の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、プロピル基である。
【０１８８】
2007013097.tif 000038
【０１８９】
あるいは又、実施例６の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例６にあっては、ｎ＝３である。
【０１９０】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ2 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ3 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ83：水素原子
【０１９１】
実施例６の有機半導体材料のメシチレン溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、０．０１ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【実施例７】
【０１９２】
実施例７は、実施例６の変形である。実施例７の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１９３】
2007013097.tif 000039
【０１９４】
実施例７の有機半導体材料は、上記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、プロピル基であり、Ｒ2及びＲ3のそれぞれは、メトキシカルボニル基である。
【０１９５】
あるいは又、実施例７の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例７にあっても、ｎ＝３である。
【０１９６】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ2 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ3 ：カルボニル基（具体的には、メトキシカルボニル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ83：水素原子
【０１９７】
実施例７の有機半導体材料のトルエン溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、２．０×１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【実施例８】
【０１９８】
実施例８も、実施例６の変形である。実施例８の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０１９９】
2007013097.tif 000040
【０２００】
実施例８の有機半導体材料は、上記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4それぞれは、エチル基であり、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、ブチル基である。
【０２０１】
あるいは又、実施例８の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例８にあっても、ｎ＝３である。
【０２０２】
Ｒ1 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ2 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ3 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ4 ：脂肪族炭化水素基（具体的には、エチル基）
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ83：水素原子
【０２０３】
実施例８の有機半導体材料のメシチレン溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、２．０×１０-5ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【実施例９】
【０２０４】
実施例９も、実施例６の変形である。実施例９の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０２０５】
2007013097.tif 000041
【０２０６】
実施例９の有機半導体材料は、上記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4それぞれは、水素原子であり、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、ブチル基である。
【０２０７】
あるいは又、実施例９の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例９にあっても、ｎ＝３である。
【０２０８】
Ｒ1 ：水素原子
Ｒ2 ：水素原子
Ｒ3 ：水素原子
Ｒ4 ：水素原子
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：脂肪族炭化水素基（具体的には、ブチル基）
Ｒ83：水素原子
【０２０９】
実施例９の有機半導体材料のクロロホルム溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、２．０×１０-9ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【実施例１０】
【０２１０】
実施例１０も、実施例６の変形である。実施例１０の有機半導体材料の化学式を、以下に示す。
【０２１１】
2007013097.tif 000042
【０２１２】
実施例１０の有機半導体材料は、上記の一般式（３）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（３）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4それぞれは、水素原子であり、Ｒ5及びＲ6のそれぞれは、プロピル基である。
【０２１３】
あるいは又、実施例１０の有機半導体材料は、上記の一般式（２）で示されるポリアセン誘導体から成り、一般式（２）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8のそれぞれは、以下の置換基である。尚、実施例１０にあっても、ｎ＝３である。
【０２１４】
Ｒ1 ：水素原子
Ｒ2 ：水素原子
Ｒ3 ：水素原子
Ｒ4 ：水素原子
Ｒ51：水素原子
Ｒ52：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ53：水素原子
Ｒ6 ：水素原子
Ｒ7 ：水素原子
Ｒ81：水素原子
Ｒ82：脂肪族炭化水素基（具体的には、プロピル基）
Ｒ83：水素原子
【０２１５】
実施例１０の有機半導体材料のメシチレン溶液（濃度：５グラム／リットル）を用いて室温におけるスピンコーティング法といった塗布プロセスに基づき形成されたチャネル形成領域を有する有機電界効果型トランジスタのテスト品（図３の模式的な一部断面図を参照）の動作を確認した。その結果、ゲート変調が確認でき、有機半導体薄膜はチャネル形成領域としての役割を果たしていることが確認できた。このときの飽和領域における移動度として、スピンコーティングの条件等に依存するが、２．０×１０-9ｃｍ2・Ｖ-1・秒-1を得ることができた。
【０２１６】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。有機電界効果型トランジスタの構造や構成、製造条件、製造方法は例示であり、適宜変更することができる。本発明によって得られた有機電界効果型トランジスタ（ＴＨＦ）を、ディスプレイ装置や各種の電子機器に適用、使用する場合、基体や支持部材に多数のＴＦＴを集積したモノリシック集積回路としてもよいし、各ＴＦＴを切断して個別化し、ディスクリート部品として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】図１の（Ａ）は、所謂ボトムゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図であり、図１の（Ｂ）は、所謂ボトムゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図である。
【図２】図２の（Ａ）は、所謂トップゲート／トップコンタクト型の有機電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図であり、図２の（Ｂ）は、所謂トップゲート／ボトムコンタクト型の有機電界効果型トランジスタの模式的な一部断面図である。
【図３】図３は、各実施例における有機電界効果型トランジスタテスト品の模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、有機半導体材料のＸ線結晶構造解析を示す写真を代用する図であり、置換基はエチル基である。
【図５】図５は、有機半導体材料のＸ線結晶構造解析を示す写真を代用する図であり、置換基はプロピル基である。
【図６】図６は、有機半導体材料のＸ線結晶構造解析を示す写真を代用する図であり、置換基はブチル基である。
【図７】図７は、有機化合物結晶中における分子の積層構造であるヘリングボーン構造を示す図である。
【図８】図８は、有機化合物結晶中における分子の積層構造であるスタック構造を示す図である。
【符号の説明】
【０２１８】
１０・・・基板、１１・・・絶縁膜、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁層１３、１４・・・チャネル形成領域、１４Ａ・・・チャネル形成領域延在部、１５・・・ソース／ドレイン電極
【図１】
2007013097.tif 000047
【図２】
2007013097.tif 000048
【図３】
2007013097.tif 000049
【図７】
2007013097.tif 000050
【図８】
2007013097.tif 000051
【図４】
2007013097.tif 000052
【図５】
2007013097.tif 000053
【図６】
2007013097.tif 000054