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WO2007066466A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Publication number
WO2007066466A1
WO2007066466A1 PCT/JP2006/322228 JP2006322228W WO2007066466A1 WO 2007066466 A1 WO2007066466 A1 WO 2007066466A1 JP 2006322228 W JP2006322228 W JP 2006322228W WO 2007066466 A1 WO2007066466 A1 WO 2007066466A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
organic semiconductor
ring
organic
semiconductor material
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/322228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasushi Okubo
Rie Katakura
Hidekane Ozeki
Original Assignee
Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Holdings, Inc. filed Critical Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority to JP2007549042A priority Critical patent/JP5223337B2/ja
Publication of WO2007066466A1 publication Critical patent/WO2007066466A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/623—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing five rings, e.g. pentacene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
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    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
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    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate

Definitions

  • the flat panel display is
  • the display is formed using elements that utilize electricity).
  • the mainstream method is to use the acty () as an image element.
  • these elements are formed on glass, and the organic substance is encapsulated.
  • semi conductors such as a S (as) and PS (pon) can be mainly used for the child, and these S conductors (metal as required) can be used in multiple layers, sources, A child is manufactured by sequentially forming a gate and a gate electrode. The construction of such children usually requires stunning and other true processes.
  • composition of these materials using S materials includes a high degree of degree, the material is limited to the material that can withstand the process. For this reason, glass is inevitably used, and when the electronic or digital tape display described above is constructed using the conventional element, the display is heavy and lacks flexibility. This is a product that may be broken by a drop hit. This is due to the fact that they form a child on the glass, and satisfy these light display issues associated with the development of information.
  • Nb-conjugated molecule It must be found that it has a sufficient mobility and O 2 O ratio while retaining sufficient solubility of the agent, although it is of the kind (eg, ⁇ 3) that has been used.
  • vacuum deposition has given the function to the compound that has high mobility, and that relatively high mobility can be obtained (for example, Patent 6.).
  • Patent No. 0155568 which is not an organic conductor having both mobility and durability.
  • 002 was made in view of the above-mentioned problems, and it can be manufactured in a simple process, has good properties as a transistor, and is stable to air in the air and sufficiently long-term controlled. Is to provide an organic conductor material, an organic conductor using the same, and an organic conductor chair transistor. To solve the problem
  • 002 Akira was formed by the following composition.
  • 002 (, represents a divalent chain, and z represents hydrogen fluoride or a fragrance.
  • the groups a, a, and a may further form a group bonded via ,,, or a nitrogen or a silicon atom.
  • 3 represents or aromatic, and represents a single bond 33, an oxygen atom, or an alkyne group.
  • ⁇ represents achi, quaki, a or achi group. 3 represents a number from ⁇ 2. 6. The conductor according to 5 above, wherein Z represents an Nzen ring, and 3 is 2.
  • 3 shows an example of an organic compound having three structures.
  • the conductor material of 003 by adopting the composition defined in the deviation items of claims to 6, it can be manufactured with a simple process, has good performance as a transistor, and can suppress aging.
  • the structure is known.
  • the clear conductor is characterized by being an organic conductor material composed of an acenes substituted by having a specific, as represented by () above.
  • the acene is a nicotine, and is an aroma
  • the full-scale Ascene system has insufficient mobility as a semiconductor.
  • the acene is preferably 9 (3), more preferably 5 to 7 (to 2) condensed acenes. .
  • Examples of the acene system of the compound represented by 004 () include anthracene, pyridone, pyrasan, pidokine, pitalazine, 2 5 6 tetraanthracene, benzolane, benzoone, India, and benzozo. , Benzoazo, Benzozo, Pentacene, 8 Pentacene, 29 Pentacene, 4 8 Tetra Pentacene, 5 7 2 4 Tetra Pentacene, Anthraon, Anthralane, Anthrapy, Anthrazo, Anthraazo, Anthrazo, Sen, Examples include sen, penon, and sen. These acenes may be used, as described below.
  • 050 can be limited if it is a divalent chain.
  • 005 These may be joined in multiple columns to form a person, or may be inserted as a replacement of an elementary atom in the linking portion and may have a branched structure. Also, as described below.
  • aromatic is preferably aromatic.
  • aromatic compounds include benzene, pyridine, pyridine, pyridine, pyrazine, toazine, and tetrazine, and pi, pyrazo, zo, toazo, tetrazo, lan, benzolan, and isobenzo. Any orchid, oxo, isoso, lazan, ono, or thiazo compound can be used without restriction.
  • the manifestation is that it has the above-mentioned, represented by Z, or has a fragrant position.
  • the number represented by 0056, Z or having an aroma is preferably 5 or lower.
  • the solubility or stability is insufficient as described above.
  • the introduction of the position on 5 is often accompanied by difficulty in synthesis, and on the position on 5, the amount of the compound decreases, which may decrease the sex, resulting in insufficient mobility. No.
  • Examples of the acene (portion represented by Z), linkage, and substitution of the ace system described above may further include the following.
  • Quack for example, Kupenti Oki, Quoki, for Aoki For Ki, Oki,
  • Achithio for example, meththio, thithio, puptithio, penchithio, thio, octio, thio,
  • Quachio for example, Kupenti, Thio, for Thio, Thio, for Thio,
  • Wid for example, methide, chiido, pentide, quid, equoid, id, idoid, 2 anoid,
  • Omechi, Tomechi, Penta Ochi, Penta O For example, Tomechi, Tosoppi, Toku, To, Totoki, Totoki, Latran,
  • the structure represented by 005 () is a group in which the linkage is a group.
  • the 006 conductor mainly propagates in the direction perpendicular to the plane formed by the ACE system.
  • 006 is connected to an acene system because it is a three-dimensionally large replacement, and the presence of an acene system may reduce the stack of the acene system and reduce the semiconductor properties. It is preferable that it exists in a position that does not obstruct the soil.
  • the 006 group is linear, unlike acene, and is the same in size as acene, so it should not interfere with acene.
  • the thio group is relatively
  • the chi group has a rigid structure, the physical properties of the compound are improved, and as a result, the compound rows of are aligned and higher mobility can be obtained. In this tolerant membrane, oxygen and water molecules will penetrate into the membrane and may also occur.
  • R is Aki, Quaki, Araki, A
  • 006 is more preferably a substituent selected from the group consisting of 3 achi, 3 achioxy ,,, and (achi) achi groups.
  • 3 Aki, 3 Aki Oki, and the Ki group have the largest steric size among the above groups because they have a structure branched in four directions, and their ability to protect from Acenes is high.
  • a compound having a structure represented by the above (3) More preferred is a compound having a structure represented by the above (3).
  • 007 (3), and Z or an alternative or complex represents a single bond, an oxygen atom, or a bond selected from an alkyne group.
  • ⁇ represents a group selected from aki, quaki, a and ky.
  • 3 represents a number from ⁇ 2.
  • the transistor has a top gate having a source electrode connected to the organic conductor as a semiconductor on the support, and a top electrode having the gate electrode on the support via the gate, and a gate electrode first on the support. It is classified into a bottom-gate type having a solder-in electrode that is connected by an organic conductor through a gate.
  • the transparent conductor material can be placed on the conductors of organic conductors, organic conductor chairs, and organic transistors by vacuum evaporation, but it was prepared by dissolving it in a suitable solvent and adding it if necessary. It is preferred that the liquid is placed on top of the cast, print, print, ink, and so on.
  • a different chain system such as Tesopite, Cyclic te-types such as tetradolanxane, ton-types such as acemetiton, gen-acy-types such as quat-two-octane, fragrances such as to-, kunzen-to-benzene, and zo, metidone, and 2 be able to.
  • Tesopite Cyclic te-types such as tetradolanxane
  • ton-types such as acemetiton
  • gen-acy-types such as quat-two-octane
  • fragrances such as to-, kunzen-to-benzene, and zo, metidone, and 2 be able to.
  • it is preferable to include a genotype and it is preferable to configure a genotype. Also, if you fabricate on the insulation surface,
  • the surface sap is a more specific solvent than the surface sap, and xanthane, hexane, tho, etc. are preferable.
  • the Akira transistor uses the Akira conductor material for semiconductors. It is preferably formed by coating a conductor, containing these conductor materials or dispersing.
  • the material for forming the source, the source electrode, and the source electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • a complex with improved doping or the like for example, a complex of boan, bopi, bothione, and potindioquinone phosphonic acid.
  • semiconductors with low electrical resistance are preferred.
  • the above materials are used for forming a method such as stuttering, the method of forming an electrode using the photototoo method, and the method of applying a heat, an index, etc. on the aluminum.
  • a method to do it may be directly subjected to ink-toning, or may be formed from a film or a gradient.
  • a method of printing an ink, a strike or the like containing conductive fine particles on a relief printing plate, a printing plate, a planographic printing plate, or a screen can also be used.
  • Organic acids include silica, aluminium, titanium, titanium, nadium, titanium strontium, titanium titanium, titanium titanium, lanthanum titanium, titanium strontium, titanium, titanium strontium, titanium bismuth. , Titanium strontium bismuth, tantalum strontium bismuth, tantalum bismuth, and oxide tomium. Among them are silica, aluminum oxide, titanium, and titanium. Inorganic substances such as silica and aluminium can also be preferably used.
  • stamping atmospheric pressure plasma dry process, sputt, dot, dot, dot, cast, dot, dot, dyeing, printing process, etc. And can be used depending on the material.
  • Wit process is a method of applying a liquid in which fine particles of an inorganic acid are dispersed in any or water, if necessary, and drying, or before, for example, applying an ad body solution, The dry, kar method is used.
  • These are the atmospheric pressure plasmography methods.
  • 0097 Insulation by Plas manufacturing at atmospheric pressure is the process of discharging at atmospheric pressure or under atmospheric pressure, causing reactive gas to plasm, and forming a thin film on it. According to the method, 6 4 6 report, 332 5th report, Special 2 2 8 4th report, 2nd 472 9th report, 2nd 285362 (below, also referred to as atmospheric pressure plasm). This makes it possible to form productive and productive products.
  • organic compound a polymer such as po, poad, post, poact, radioca, photocation, or a copolymer containing an act component, pono, po, novolac fat, plan, etc. Can also be used.
  • a method of forming a film For the above, the above-mentioned wet process is preferred.
  • Organic acids Organic acids can be laminated and used together. The insulation is generally 5 to 3, and preferably OO to.
  • plastics are, for example, potentiometer (P), potentiometer (P), portable phone (P S), potato, potato,
  • Ims such as software, points, po, vocabulary (C), toassess (C), diacses (C), sessate topion (CP), etc. .
  • the use of plastic rims makes it possible to achieve higher efficiency than that of glazing, and it is possible to improve the resistance and the impact resistance.
  • 0101 is a diagram showing the transistor of the light source. a, support
  • a source 2 and a source 3 are formed of metal on 6 and an organic conductor made of the conductor material of the present invention is formed on top of this, and insulation 5 is formed on top of that, and gate 4 is formed on top of it.
  • To form an organic transistor (b) shows the organic conductor formed on the electrode in (a), and the organic conductor formed on the electrode and the surface body for (a).
  • 0102 (d) was formed by forming the metal 4 on the support 6 and then forming the insulation 5, and then forming the metal, source 2 and source 3 on it, and using the conductor material of the present invention. Form an organic conductor.
  • the configuration shown in (e), ( ⁇ ) can also be adopted.
  • 0103 2 is a diagram showing an example of a value circuit diagram of an organic transistor.
  • 0104 transistor is a large number of transistors Have. 7 is the gate line of the transistor dish, 8 is
  • An output 2 is connected to the source of the transistor tray, which 2 is, for example, electricity and constitutes in the display. It can also be used as a sensor. In the example shown, an equivalent circuit consisting of a resistor capacitor is used as the output element. 3 is a Densa, 4 is a road, and 5 is a horizontal road. As for the function of the 0105 transistor, the required performance changes depending on the process, but in such applications, the carrier mobility is ((2 2 2
  • ⁇ ⁇ Preferably it is in the range of Oc sec, as O O
  • Comparative 2 (2 39 tetrapentacene) was synthesized by the method described in O acee s, o 2 (2) 85.
  • An organic transistor 2 was produced in the same manner as in the production of the transistor, except that the comparative compound 2 was changed to 3.
  • Comparative Compound 3 was synthesized by the method described in J.OCe.o34 (969) 734.
  • An organic transistor 3 was produced in the same manner as in the production of the transistor, except that the comparison 2 was changed to 4. Comparative 4 was synthesized by the method described in 6 sofo ao above.
  • An organic transistor 4 was produced in the same manner as in the production of the transistor, except that the comparative compound 2 was changed to 5. , Comparative compound 5,
  • organic transistors 5 to 9 were produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the conductive material described in was changed.
  • the carrier mobilities and O 2 O ratios of the fabricated organic transistors were determined after device fabrication.
  • the carrier mobility was calculated from the range of sex, and further, it was set as a disease 5, and
  • the O 2 O ratio was calculated from the ratio of the drain at the time.
  • Comparative Compound 2 From the result of 0121, it was possible to form Comparative Compound 2 and confirm the behavior as a semiconductor, but it is understood that after the test, it has a large performance.
  • the mobility is 0 and O 0 is also held until the display can be moved.
  • the organic transistors 5 to 9 produced by using the conductor material of the present invention showed excellent characteristics in both mobility and OO after the production.
  • Organo8 which has an acetyl group, which has a very large steric size, has a very high durability and high mobility.
  • Light emission 2 is formed by 2b and the cathode 2c. 3 indicates. It can be either a clear, bottom-up type or a top-down type.
  • a transistor was used as a transistor (a transistor such as a chinging transistor) to make an active-type transistor.For example, as shown in 4, a 6 2 on a glass 6 (a transistor 6 2 can be used). As an example, the method of using 62 is described. For the manufacturing method of 62, it is possible to refer to the manufacturing method of. Trap .

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Abstract

　本発明は、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、さら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、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。

Description

明 細 書
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
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 なモパ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ぉ 、ては、液晶、有機 EL (有機エレクト口ルミ 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!/ヽ 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 S泮導体 (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] し力しながら、このような TFT素子の製造では、真空チャンバ一を含む真空系の製 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 、真空チャンバ一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 ヽぅ制限が加わること 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!/、つ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ぐ柔軟性に欠け、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 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-一 ズを満たすにあたり望ましくな 、ものである。
[0007] 一方、近年にぉ ヽて高 ヽ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 、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、例えば非特許文献 1等において論じられているような有機レーザー発 振素子や、例えば非特許文献 2等、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!ヽる。これら有機半導体デバイス を実現できれば、比較的低 、温度での真空な 、し低圧蒸着による製造プロセスの簡 易化や、さらにはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体 を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェ ット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、 従来の Si系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用い たデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和さ れ、透明榭脂基板上にも例えば TFT素子を形成できる可能性がある。透明榭脂基 板上に TFT素子を形成し、その TFT素子により表示材料を駆動させることができれ ば、ディスプレイを従来のものよりも軽ぐ柔軟性に富み、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であろう。 [0008] し力しながら、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、ペンタセンゃテトラセンといったァセン類 (例えば、特許文献 1参照。 )、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（例えば、特許文献 2参照。）や、 oc チェニールもしくはセク シチォフェンと呼ばれるチォフェン 6量体を代表例とする芳香族オリゴマー（例えば、 特許文献 3参照。）、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（例えば、特許文献 4参照。）、モ入オリゴ及びポリジチエノピリジン (例えば 、特許文献 5参照。）、さらにはポリチォフェン、ポリチェ-レンビ-レン、ポリ p フ ェ-レンビ-レンと 、つた共役高分子等限られた種類の化合物 (例えば、非特許文献 1〜3参照。）でしかなぐ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 · ONZOFF比を示す材料は見出されて 、な 、。
[0009] 最近、溶解性の高!、ァセン類であるルブレンの単結晶が非常に高 、移動度を有す ることが報告されているが（例えば、非特許文献 4参照。）、このような単結晶は気相 成長法で作製したものであり、溶液キャストで製膜した膜は通常アモルファスであり、 十分な移動度は得られて 、な 、。
[0010] また、真空蒸着によって高いキャリア移動度を有する化合物であるペンタセンに官 能基を付与した化合物等も開示され、溶液塗布によって比較的良好なキャリア移動 度が得られるとの報告もなされている（例えば、特許文献 6参照。 ) 0
[0011] しかし、ルブレンやペンタセン等のァセン系の化合物は、空気中に含まれる酸素に よって容易に酸化されてエンドバーオキシドと呼ばれる酸化体に転化し、電界効果ト ランジスタとしての性能が大きく劣化してしまうことが知られており、溶液での保存安 定性や塗布膜の安定性にっ 、ては 、まだ解決すべき課題が残されて 、る。
[0012] このような有機半導体素子の経時安定性については、例えば、特開 2003— 2925 88号公報、米国特許出願公開第 2003Z136958号明細書、同 2003Z160230 号明細書、同 2003Z164495号明細書において、「マイクロエレクトロニクス用の集 積回路論理素子にポリマー TFTを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、そ の使用可能寿命が長くなる。
[0013] しかし、半導体ポリチォフェン類の多くは、周囲の酸素によって酸ィ匕的にドープされ 、導電率が増大してしまうため空気に触れると安定ではないと考えられる。この結果、 これらの材料力 製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン zォ フ比は小さくなる。従ってこれらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環 境酸素を排除して酸ィ匕的ドーピングを起こさない、あるいは最小とするよう厳重に注 意しなければならない。この予防措置は製造コストを押し上げるため、特に大面積デ バイスのための、アモルファスシリコン技術に代わる経済的な技術としてのある種のポ リマー TFTの魅力が削がれてしまう。これら及びその他の欠点は、本発明の実施の 形態において回避され、あるいは最小となる。従って、酸素に対して強い対抗性を有 し、比較的高 、電流 ONZOFF比を示すエレクトロニックデバイスが望まれて 、る」と の記載があるように、有機半導体材料が経時で劣化することを!ヽかに防ぐかと！ヽつた 課題が、実用化を行う上での大きな課題となってきている。
[0014] 酸化に対して比較的安定なァセン系化合物の例としては、ペンタセンの 6、 13位を シリルェチュル基で置換した一部の化合物が、塗布膜の安定性が良 、との報告があ る程度である（例えば、非特許文献 5、 6及び特許文献 7参照。 )0
[0015] し力しこれらの報告においては、文章中において酸ィ匕に対する安定性が向上したと 定性的な性状を述べて 、るのみであり、 V、まだ実用に耐えうる程度の安定性は得ら れていない。
[0016] また、ペンタセンの 6、 13位をシリルェチュル基で置換した化合物のペンタセン母 核の一部をハロゲン原子やシァノ基などといった電子吸引性基で置換することで、化 合物の酸ィ匕還元電位を深くすることができるといった試みもなされている力 これらの 化合物では移動度が最大でも 4. 5 X 10—2cm2ZVsにとどまっている（例えば、非特 許文献 7参照。）。
[0017] また、アントラジチォフェンよりも大きなァセン母核を有する化合物として、ビス（トリイ ソプロビルシリルェチュル）テトラジチォフェン（6環ァセン）、ビス（トリイソプロピルシリ ルェチニル)ペンタジチォフェン（7環ァセン)を合成して!/ヽる（例えば、非特許文献 8 参照。）が、ビス（トリイソプロビルシリルェチュル)ペンタジチォフェンでは、目的とす る化合物ではなぐァセン母核とェチニル基が Diels— Alder反応によって結合した 2 量体が得られたとの報告がされて 、る。 [0018] また、ェチニル基末端をより大きくしたビス（トリー t—プチルシリルェチュル)ペンタ ジチォフェンは 2量体が生成せず、目的の化合物を安定に単離できたとしているが、 安定性についての記述は定性的なものにとどまっており、また半導体特性は測定さ れていない。
[0019] このように、高移動度と耐久性を兼ね備えた有機半導体材料は未だ得られて!/、な い。
特許文献 1：特開平 5— 55568号公報
特許文献 2：特開平 5 - 190877号公報
特許文献 3：特開平 8 - 264805号公報
特許文献 4：特開平 11— 195790号公報
特許文献 5 :特開 2003— 155289号公報
特許文献 6：国際公開第 03Z016599号パンフレット
特許文献 7 :米国特許第 6690029B1号明細書
非特許文献 1：『サイエンス』 (Science)誌 289卷、 599ページ（2000)
非特許文献 2：『ネイチヤー』 (Nature)誌 403卷、 521ページ（2000)
非特許文献 3 :『アドバンスド 'マテリアル』（Advanced Material)誌、 2002年、第 2 号、 99ページ
非特許文献 4 : Science, vol. 303 (2004) , 1644ページ
非特許文献 5 : Org. Lett. , vol. 4 (2002) , 15ページ
非特許文献 6 :J. Am. Chem. Soc. , vol. 127 (2005) , 4986ページ
非特許文献 7 : Org. Lett. , vol. 7 (2005) , 3163ページ
非特許文献 8 : Org. Lett. , vol. 6 (2004) , 3325ページ
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0020] 本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、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、さらに空気中 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] 本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
[0022] 1.下記一般式 (1)で表される化合物を^ ±^ことを特徴とする有機半導体材料 [0023] [化 1] 一般式 <1 )
Figure imgf000008_0001
[0024] (式中、 Lは 2価の連結基を表し、 Υおよび Ζは、芳香族炭化水素環または芳香族
1 1 1
複素環を表す。 Rは、アルキル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、ァリール基また
1
はへテロァリール基を表し、該アルキル基、該シクロアルキル基、該ァラルキル基、該 ァリール基、該ヘテロァリール基は、更に、各々酸素、硫黄、窒素、ケィ素原子を介し て結合された基を形成してもよい。 mは 1〜5の整数を、 nlは 0〜3の整数を表す。 ) 2.前記 Lがェチュル基を有する基であることを特徴とする前記 1に記載の有機半
1
導体材料。
[0025] 3.前記一般式（1)で表される化合物が下記一般式（2)で表される化合物であるこ 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。
[0026] [化 2] —般式 (2)
Figure imgf000009_0001
[0027] (式中、 Yおよび Ζは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。 Rは、アル
2 2 2 キル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、ァリール基またはへテロアリール基を表し 、該アルキル基、該シクロアルキル基、該ァラルキル基、該ァリール基、該ヘテロァリ ール基は、更に、各々酸素、硫黄、窒素、ケィ素原子を介して結合された基を形成し てもよい。 mは 1〜5の整数を、 n2は 1〜2の整数を表す。 )
4.前記 R ί 3級アルキル基、 3級アルキルォキシ基、アルキルシリル基、アルキ
2
ルシロキシ基または (アルキルシリル)アルキル基を表すことを特徴とする前記 3に記 載の有機半導体材料。
[0028] 5.下記一般式 (3)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料 [0029] [化 3]
-
Figure imgf000009_0002
[0030] (式中、 Yおよび Zは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、 Lは単結合
3 3 3
、酸素原子、またはアルキレン基を表す。 R〜Rは、各々アルキル基、シクロアルキ
3 5
ル基、ァリール基またはアルキルシロキシ基を表す。 n3は 1〜2の整数を表す。） 6.前記 Zがベンゼン環を表し、 n3が 2であることを特徴とする前記 5に記載の有機
3
半導体材料。
[0031] 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。
[0032] 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 ·乾燥する工程を経て、形成されたことを特徴とする前記 7に記載 の有機半導体膜。
[0033] 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。
[0034] 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
[0035] 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、 さら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。 図面の簡単な説明
[0036] [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
[0037] 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 ソースノ 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
発明を実施するための最良の形態
[0038] 本発明の有機半導体材料においては、請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか 1項 に規定する構成とすることにより、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、さら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出来た。
[0039] 以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
[0040] 従来公知の有機半導体材料のひとつである、ァセン系化合物の劣化は主に経時 でァセン母核に対して酸素分子が Diels—Alder的な 1, 4—付加を起こすことを基点 として劣化が進行して 、くことが知られて 、る。 [0041] また、前述のビス（トリイソプロビルシリル）ペンタジチォフェンでは、分子自身のェチ
-ル基とァセン母核とで同様に Diels— Alder付カ卩を起こして 2量化するといった劣 ィ匕機構が知られている。
[0042] このような Diels— Alder反応を防ぐためには、ジェンィ匕合物（ァセン母核）を 3級ブ チル基、トリメチルシリル基などと 、つた立体的に大きな置換基によって置換すること により、ジエノフィル化合物（酸素等）がジェンィ匕合物の反応部位に近づけないように することが効果的であることが知られて 、る。
[0043] 前述の非特許文献 5〜7で開示されているような化合物も、このような立体的に大き な置換基であるトリアルキルシリルェチュル基によって一定の安定性が得られている ものと推定される。
[0044] し力しながら、これらの化合物でも実用に用いるにはいまだ安定性が不足していた ため、本発明者等はより安定な置換基がないか、鋭意検討を行った。その結果、トリ アルキルシリルェチュル基と同等以上の立体的な大きさを有し、且つ、トリアルキルシ リルェチュル基のように脱離反応を起こさな 、置換基として、特定の置換基を有する 芳香族環 (ここで、芳香族環とは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環等である。）を ァセン母核に付与することによって、酸素等のジエノフィルによる劣化を長期にわた つて防ぐことができ、溶解性も良好で、かつ半導体特性も良好な化合物が得られるこ とを見出し、本発明を完成させるに至った。
[0045] 〔有機半導体材料〕
本発明の有機半導体材料は、上記一般式（1)で表されるように、特定の置換基を 有する芳香族基によって置換されたァセン化合物からなる有機半導体材料であるこ とを特徴とする。
[0046] 上記一般式（1)中、 Lは 2価の連結基を表し、 Yおよび Zは、芳香族炭化水素環
1 1 1
または芳香族複素環を表す。 Rは、アルキル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、
1
ァリール基またはへテロアリール基を表し、該アルキル基、該シクロアルキル基、該ァ ラルキル基、該ァリール基、該ヘテロァリール基は、更に、各々酸素、硫黄、窒素、ケ ィ素原子を介して結合された基を形成してもよい。 mは 1〜5の整数を、 nlは 0〜3の 整数を表す。 [0047] 本発明の有機半導体材料の分子骨格に用いられる、ァセン系母核は、置換または 無置換の 3環以上 (0≤nl)が縮合したァセン系母核であることが必要である。
[0048] 尚、ァセン系母核とは、芳香族環 (ここで、芳香族環とは芳香族炭化水素環、芳香 族複素環を表す。 )がー直線状に縮合した環構造のことである。 3環未満のァセン系 母核では、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。他方、縮合環数 が多くなるほど、酸素によって酸化されやすくなるため、ァセン系母核の縮合環数とし ては 9環以下（nl≤ 3)であることが好まし!/、。より好ましくは 5環〜 7環（nl = 1〜2)が 縮合したァセン系化合物である。
[0049] 上記一般式（1)で表される化合物のァセン系母核としては、例えば、アントラセン、 ピリドキノリン、ビラジノキノキサリン、ピリミドキナゾリン、ピリダジノフタラジン、 1, 2, 5, 6—テトラァザアントラセン、ベンゾジフラン、ベンゾジチオフェン、ピロ口インドール、 ベンゾビスォキサゾーノレ、ベンゾビスチアゾーノレ、ベンゾジイミダゾール、ペンタセン、 1, 8 ジァザペンタセン、 2, 9 ジァザペンタセン、 1, 4, 8, 11ーテトラァザペンタ セン、 5, 7, 12, 14ーテトラァザペンタセン、アントラジチォフェン、アントラジフラン、 アントラジピロール、アントラビスォキサゾール、アントラビスチアゾール、アントラジイミ ダゾーノレ、ヘプタセン、 1, 10—ジァザへプタセン、ペンタジチォフェン、ノナセン等 が挙げられる。これらのァセン系母核は、後述するような置換基を有していても良い。
[0050] 連結基 Lとしては、 2価の連結基であれば制限なく用いることができる。連結基 Lと
1 1 しては、例えば、メチレン基、エチレン基、へキサメチレン基等のアルキレン基、ビ- レン基、 1, 2—ジクロ口エチレン基等のァルケ-レン基、ェチュル基等のアルキ-レ ン基、シクロへキサン— 1, 4 ジィル基等のシクロアルキレン基、フエ-レン基等のァ リーレン基、エーテル基、アミノ基、チォエーテル基、カルボ-ル基、チォカルボ-ル 基、カルボ-ルイミノ基、スルフィエル基、スルホ-ル基、単結合等が挙げられる。
[0051] これらは複数直列に結合されてひとつの連結基となっても良いし、連結基の一部の 水素原子を置き換えた置換基として導入され、分岐構造を有していても良い。また、 後述するような置換基を有して 、ても良 ヽ。
[0052] Y、 Zで各々表される芳香族炭化水素環または芳香族複素環は、縮合環数が 1〜
1 1
3である芳香族炭化水素環または芳香族複素環であれば制限なしで用いることがで きる。
[0053] しかし縮合多環を用いると化合物の溶解性が低下するため、単環式の芳香族炭化 水素環または芳香族複素環であることが好ま 、。このような単環の芳香族炭化水素 環または芳香族複素環としては、例えば、ベンゼン環、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、テトラジン環等の 6員環構造、また、ピロール環、 ピラゾール環、イミダゾール環、トリァゾール環、テトラゾール環、フラン環、ベンゾフラ ン環、イソべンゾフラン環、ォキサゾール環、イソォキサゾール環、フラザン環、チオフ ヱン環、チアゾール環等の 5員環構造のどちらであっても制限なしで用いることができ る。
[0054] 尚、本発明の特徴としては、上記の Y、 Zで表される芳香族炭化水素環または芳
1 1
香族複素環に 1つ以上の置換基 Rを有することである。置換基 Rは、アルキル基、シ
1 1
クロアルキル基、ァラルキル基、ァリール基、ヘテロァリール基、又は前記基が酸素、 硫黄、窒素、ケィ素原子を介して結合された基から選ばれる置換基を表す。これらは 互 ヽに結合して環を形成して 、ても良く、さらに後述するような置換基を有して ヽても 良い。
[0055] 上記のような置換基 Rを有さない化合物では溶解性が低ぐ溶液塗布によって薄
1
膜を形成することが困難だったり、ァセン母核と酸素分子が Diels— Alder反応によ つて劣化することを防ぐほどの立体障害が得られず、安定性が不十分となる。
[0056] Y、 Zで表される芳香族炭化水素環または芳香族複素環が有する置換基 Rの数
1 1 1 mとしては、 1以上 5以下の整数であることが好ましい。 mが 0 (無置換)では上述のよ うに溶解性または安定性が不十分である。また 5以上の置換基を導入することは合成 上の困難を伴うことが多ぐまた 5個以上では化合物の対称性が低下し、結晶性が低 下して移動度が不十分となることがあるために好ましくな!/、。
[0057] 上記のァセン系母核の一部 (Zで表される部分）、連結基 L、置換基 R力 各々更
1 1 1 に有してもょ 、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。
[0058] アルキル基：例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル基、 tert—ブ チル基、ネオペンチル基、へキシル基、ォクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデ シル基、ペンタデシル基等、 シクロアルキル基：例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基等、
ァラルキル基：例えば、ベンジル基、 p—iso—プロピルべンジル基、 o—メチルベン ジル基等、
ァルケ-ル基:例えば、ビュル基、ァリル基、 1, 2—ジクロロエチレン基等、 アルキ-ル基：ェチュル基、プロパルギル基、ジェチュル基等、
ァリール基 (芳香族炭素環基、芳香族炭化水素基等ともいう）：例えば、フエニル基
、 p—クロ口フエ-ル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフエ-リル基等、 またナフタレン環、アントラセン環、ァズレン環、ァセナフテン環、フルオレン環、フエ 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、へキサセン環、ベ ンゾピレン環、ベンゾァズレン環、タリセン環、ベンゾクリセン環、ァセナフテン環、ァ セナフチレン環、トリフエ-レン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、へキサベンゾコロ 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、ォバレン環、アンスラアントレン環等力 導出される置換 基等、
ヘテロァリール基 (芳香族複素環基、複素芳香族環基等ともいう）：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、ィ ソキノリン環、アタリジン環、フエナントリジン環、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、フエナジン環、フエナント口リン環 、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリァゾール環、インドール環、ベンゾィ ミダゾール環、力ルバゾール環、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、力ルバゾール環、ァザカルバゾール環、フエナジン環、フエナントリ ジン環、フエナント口リン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テベ-ジン 環、キュンドリン環、トリフエノジチアジン環、トリフエノジォキサジン環、フエナントラジ ン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジァザ力ルバゾール環 (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）、フエナント口リン環 、フラン環、ベンゾフラン環、イソべンゾフラン環、ジベンゾフラン環、ォキサゾール環 、イソォキサゾール環、ォキサジァゾール環、フラザン環、チオフ ン環、ベンゾチォ フェン環、チエノ [2, 3— a]チォフェン環、チエノ [2, 3— b]チォフェン環、アントラジ チォフェン環、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 ォフェン環、ベンゾジチオフェン環、アントラジチォフェン環、チォチオフテン環等か ら導出される置換基等、
複素環基:エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、ォキセタン環、ァゼチジン環、チ エタン環、テトラヒドロフラン環、ジォキソラン環、ピロリジン環、ビラゾリジン環、イミダゾ リジン環、ォキサゾリジン環、テトラヒドロチォフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、 ε一力プロラタトン環、 ε—力プロラタタム環、ピぺリジン環、へキサヒドロピリダジン環 、へキサヒドロピリミジン環、ピぺラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、 1, 3— ジォキサン環、 1, 4 ジォキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチォピラン環、チォ モノレホリン環、チォモノレホリン一 1、 1—ジォキシド環、ビラノース環、ジァザビシクロ [ 2, 2, 2]—オクタン環等から導出される置換基等、
アルコキシ基:例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルォキシ基、ペンチルォキシ 基、へキシルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシルォキシ基等、
シクロアルコキシ基:例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等、 ァリールォキシ基:例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等、
アルキルチオ基：例えば、メチルチオ基、ェチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチル チォ基、へキシルチオ基、ォクチルチオ基、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、シクロへキシルチオ基等、 ァリールチオ基:例えば、フ 二ルチオ基、ナフチルチオ基等、
アルコキシカルボ-ル基：例えば、メチルォキシカルボ-ル基、ェチルォキシカルボ ニル基、ブチルォキシカルボ-ル基、ォクチルォキシカルボ-ル基、ドデシルォキシ カルボ-ル基等、
ァリールォキシカルボ-ル基：例えば、フエ-ルォキシカルボ-ル基、ナフチルォキ 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 -ル基、メチルアミノスルホ -ル基、ジメチル アミノスルホ -ル基、ブチルアミノスルホ -ル基、へキシルアミノスルホ -ル基、シクロ へキシルアミノスルホ -ル基、ォクチルアミノスルホ -ル基、ドデシルアミノスルホ-ル 基、フエ-ルアミノスルホ -ル基、ナフチルアミノスルホ -ル基、 2—ピリジルアミノスル ホ-ル基等、
ァシル基：例えば、ァセチル基、ェチルカルボ-ル基、プロピルカルボ-ル基、ペン チルカルボ-ル基、シクロへキシルカルボ-ル基、ォクチルカルポ-ル基、 2—ェチ ルへキシルカルボ-ル基、ドデシルカルポ-ル基、フヱ-ルカルボ-ル基、ナフチル カルボ-ル基、ピリジルカルボ-ル基等、
ァシルォキシ基：例えば、ァセチルォキシ基、ェチルカルボ-ルォキシ基、ブチル カルボ-ルォキシ基、ォクチルカルポ-ルォキシ基、ドデシルカルポ-ルォキシ基、 フエ-ルカルポ-ルォキシ基等、
アミド基：例えば、メチルカルボ-ルァミノ基、ェチルカルボ-ルァミノ基、ジメチルカ ルポ-ルァミノ基、プロピルカルボ-ルァミノ基、ペンチルカルボ-ルァミノ基、シクロ へキシルカルボ-ルァミノ基、 2—ェチルへキシルカルボ-ルァミノ基、ォクチルカル ボ-ルァミノ基、ドデシルカルポ-ルァミノ基、フエ-ルカルポ-ルァミノ基、ナフチル カルボニルァミノ基等、
力ルバモイル基：例えば、ァミノカルボ-ル基、メチルァミノカルボ-ル基、ジメチル ァミノカルボ-ル基、プロピルアミノカルボ-ル基、ペンチルァミノカルボ-ル基、シク 口へキシルァミノカルボ-ル基、ォクチルァミノカルボ-ル基、 2—ェチルへキシルァ ミノカルボ-ル基、ドデシルァミノカルボ-ル基、フエ-ルァミノカルボ-ル基、ナフチ ルァミノカルボ-ル基、 2—ピリジルァミノカルボ-ル基等、
ウレイド基：例えば、メチルウレイド基、ェチルウレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロ へキシルウレイド基、ォクチルゥレイド基、ドデシルウレイド基、フエ-ルゥレイド基ナフ 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、ェチルァミノ基、ジメチルァミノ基、プチルァミノ基、シク 口ペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルァミノ基、ァ-リノ基、ナフ チルァミノ基、 2—ピリジルァミノ基等、
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、フルォロメチル基、トリフルォロメチル基、ペンタフルォ 口ェチル基、ペンタフルォロフエ-ル基等、 シリル基:例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロビルシリル基、トリシクロへキシルシ リル基、トリフ -ルシリル基、フ -ルジェチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエト キシシリノレ基、シラトラン基、
シロキシ基:例えば、トリメチルシロキシ基、トリイソプロビルシロキシ基、トリシクロへ キシルシロキシ基、トリフエ-ルシロキシ基、フエ-ルジェチルシロキシ基、
(アルキルシリル)アルキル基：（トリエチルシリル)メチル基、（トリイソプロビルシリル） プロピル基、ビス（トリメチルシリル)メチル基、トリス（トリメチルシリル)メチル基、 スルフィエル基：例えば、メチルスルフィ-ル基、ェチルスルフィ-ル基、ブチルスル フィエル基、シクロへキシルスルフィ-ル基、 2—ェチルへキシルスルフィエル基、ド デシルスルフィ-ル基、フエ-ルスルフィ-ル基、ナフチルスルフィ-ル基、 2—ピリジ ルスルフィ -ル基等、
スルホ-ル基：例えば、メチルスルホ -ル基、ェチルスルホ -ル基、ブチルスルホ- ル基、シクロへキシルスルホ -ル基、 2—ェチルへキシルスルホ -ル基、ドデシルス ルホ -ル基等、フヱニルスルホ -ル基、ナフチルスルホ-ル基、 2—ピリジルスルホ- ル基等、
その他の置換基:シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキルシリル基 、ジスルフイド基、スルホキシィミン基、ォキソ基（ = 0)、チオン基（ = S)、リン酸エステ ル基、チォリン酸エステル基、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。これらの置換基は、上記の置換基によってさら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。
[0059] 上記一般式（1)で表される構造のうち、好ましくは連結基 Lがェチニル基であるィ匕
1
合物が好ましい。
[0060] 有機半導体の導電性は、主にァセン系母核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、ァセン系母核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。
[0061] ァセン系母核と連結される芳香族基 Yは置換基 Rを m個有する立体的に大きな置
1 1
換基であり、ァセン系母核近傍に存在すると、ァセン系母核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によってァセン系母核同 士のスタックを阻害しな 、程度に離れた位置に存在することが好まし 、。
[0062] ェチニル基はアルキレン基、アルケニレン基等と異なり直線状の連結基であり、大 きさもァセン系母核と同じ厚さであるため、ァセン系母核のスタックを阻害しない。
[0063] また、ェチニル基は比較的電子吸引性の置換基であり、ァ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《すると ヽつた効果も有して ヽる。
[0064] さらに、ェチニル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 、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《なるという効果がある。
[0065] 化合物の安定性をより高めるためには、立体的に酸素がより近づけなくなるように、 連結基 Lのオルト位に少なくとも一つ以上置換基 Rを有していることが好ましい。し
1 1
たがって、上記一般式（2)で表されるような化合物であることが好ま U、。
[0066] 上記一般式 (2)中、 Yおよび Zは置換または無置換の炭化水素系芳香族環また
2 2
は複素芳香族環を表す。 Rはアルキル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、ァリー
2
ル基、ヘテロァリール基、又は前記基が酸素、硫黄、窒素、ケィ素原子を介して結合 された基から選ばれる置換基を表す。 mは 1〜5の整数を、 n2は 1〜2の整数を表す
[0067] このような構造とすることで、一層安定性の高 、塗布膜を得ることができる。
[0068] 置換基 Rとしてより好まし 、置換基は、 3級アルキル基、 3級アルキルォキシ基、シリ
2
ル基、シロキシ基、および（アルキルシリル）アルキル基力 選ばれる置換基である。 3 級アルキル基、 3級アルキルォキシ基、シリル基およびシロキシ基は、四方に分岐し た構造を取るために、前述の置換基の中でも最も立体的に大きな置換基であり、ァ セン母核を酸素力も守る能力が高いためである。
[0069] さらに好ましくは、上記一般式（3)で表されるような構造を有する化合物である。
[0070] 上記一般式 (3)中、 Yおよび Zは置換または無置換の炭化水素系芳香族環また
3 3
は複素芳香族環を表し、 Lは単結合、酸素原子またはアルキレン基力 選ばれる連
3
結基を表す。 R〜Rはアルキル基、シクロアルキル基、ァリール基、シロキシ基から
3 5
選ばれる置換基を表す。 n3は 1〜2の整数を表す。 [0071] 上記一般式（3)のように、ェチュル基のオルト位の両側を立体的に大きなシリル基 が置換することにより、一層ァセン母核への酸素の付加を防ぐことができる。
[0072] 中でも好ましくは、 r= 2であり、 Zで表される芳香族環が無置換のベンゼン環であ
3
るような、母核がヘプタセンである化合物である。このような構造とすることで、塗布膜 中の分子間の π共役平面の重なりを大きくすることができるため、優れた移動度を有 する有機半導体膜を得ることができる。
[0073] 前記一般式（1)〜（3)で表される化合物の分子量は 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 ·：!：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。
[0074] 以下、本発明に係る一般式（1)〜（3)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。
[0075] [化 4]
[S^ ] [9 00]
Figure imgf000021_0001
ZZZie/900Zdf13d 61· 991?990/.00ί OAV
Figure imgf000022_0001
[0077] [化 6] [ W [8Z00]
Figure imgf000023_0001
9917990/Ζ.00Ζ OAV
[8^ ] [6 00]
Figure imgf000024_0001
ZUZ£/900Zdf/X3d zz 99f990//.00l OAV
Figure imgf000025_0001
[0080] [化 9]
[0I^ ] [Ϊ800]
Figure imgf000026_0001
ZZZrC/900Zdf X3d z 99t990励 ί ΟΛ\
Figure imgf000027_0001
36
WC4H9' / · 丫\ C4Hg(t)
h3 N H3
Figure imgf000027_0002
[0083] [化 12]
Figure imgf000028_0001
[0084] [化 13]
Figure imgf000029_0001
[0085] [化 14]
Figure imgf000030_0001
[0086] [化 15]
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
なお、上記の化合物は、以下の文献を参考にして合成することができる。
'(アルキルシリル）フエ-ルアセチレン化合物：例えば、 J. Am. Chem. Soc. , vol. 99(1977), ρ2010等，あるいは Chem. Lett. , (1991), pl259等
'(アルキルシロキシ）フエ-ルアセチレン化合物：例えば、 J. Mater. Chem. , vol. 12(2002)ρ2009等 •ァセン母核へのァリールアセチレンィ匕合物の付加反応:例えば前記非特許文献 6、
J. Org. Chem. , vol. 34 (1969) , pi 734等
〔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。
[0088] 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、支持体上にまずゲート電極を 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。
[0089] 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、アブレーシヨン法等によって基板上に設置するの が好ましい。
[0090] 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 、が、具体的にはジ ェチルエーテルゃ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 ランやジォキサン等の環状エーテル系溶媒、アセトンゃメチルェチルケトン等のケト ン系溶媒、クロ口ホルムや 1, 2—ジクロロェタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トル ェン、 o—ジクロ口ベンゼン、ニトロベンゼン、 m—タレゾール等の芳香族系溶媒、 N— メチルピロリドン、 2硫ィ匕炭素等を挙げることができる。これらの溶媒のうち、非ハロゲ ン系溶媒を含む溶媒が好ましぐ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 ぐへキサン、シクロへキサン、トルエン等が好ましい。 [0091] 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。
[0092] 本発明にお 、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 チモン鈴、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、ァノレミ-ゥ 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)、フッ素ドープ酸ィ匕亜鉛、亜鉛、炭素、グラフアイト、グラッシ一 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 シゥム、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、ナトリウム一カリウム合金、マグネシウム、リチウム、ァノレミ-ゥム、 マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混 合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム混合物、リ チウム Z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-ゥ ム、インジウム、 ιτο及び炭素が好ましい。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-リン、導電性ポリピロール、導電性 ポリチォフェン、ポリエチレンジォキシチォ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ぉ ヽて電気抵抗が少な ヽものが好 ましい。
[0093] 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ユングしてもよ ヽし、塗工膜から リソグラフやレーザーアブレーシヨン等により形成してもよい。さら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ユングする方法も用いることができる。
[0094] 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力 特に比誘電率の高い 無機酸ィ匕物皮膜が好ましい。無機酸ィ匕物としては、酸化ケィ素、酸ィ匕アルミニウム、 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、タンタノレ酸ストロンチウムビスマス、タンタノレ 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。それらのうち好ましい のは酸化ケィ素、酸ィ匕アルミニウム、酸ィ匕タンタル、酸ィ匕チタンである。窒化ケィ素、 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。
[0095] 上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線ェ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、ディップコート法、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ユングに よる方法等のウエットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
[0096] ウエットプロセスは、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、いわゆるゾルゲル 法が用いられる。これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
[0097] 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（以下、大気圧プラズマ法とも称する)。これによつて高機能性の 薄膜を、生産性高く形成することができる。
[0098] 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、ポリアタリレート、光 ラジカル重合系、光力チオン重合系の光硬化性榭脂、あるいはアクリロニトリル成分 を含有する共重合体、ポリビュルフエノール、ポリビュルアルコール、ノボラック榭脂、 及びシァ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、前記ウエットプロセスが好ましい。無機酸ィ匕物皮膜と有機酸ィ匕物皮膜は積層して 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、ー般に5011111〜3 111、好 ましくは 100nm〜l μ mである。
[0099] また、支持体はガラスやフレキシブルな榭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、ポリフエ-レ ンスルフイド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（PC)、トリァセチルセルロー ス（TAC)、ジァセチルセルロース（DAC)、セルロースアセテートプロピオネート（CA P)等力も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ィ匕を図ることができ、可搬性を高めること ができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
[0100] 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。
[0101] 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、さら 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。
[0102] 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取ることもできる。
[0103] 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。
[0104] 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 1 1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、抵抗とコンデンサ力もなる等価回路で示 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。
[0105] 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. 0 X 10— 2)〜： L Ocm2/Vsecの範囲であることが好ましぐ ON/OFF比として は 1. 0 X 105〜1. 0 X 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
[0106] 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。
[0107] ここで、実施例に用いられる化合物の構造式を示す。
[0108] [化 16]
Figure imgf000037_0001
比較化合物 (3) 比
Figure imgf000037_0002
[0109] 実施例 1
《有機薄膜トランジスタ 1の作製》:比較ィ匕合物 2使用
ゲート電極としての比抵抗 0. 01 Ω '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、ォクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行つ た。
[0110] 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 2を、窒素雰囲気下で窒 素を 30分間パ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ヤ スト膜を形成して、窒素雰囲気下で 50°C、 30分間の熱処理を施した。
[0111] さらに、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 100 m、厚さ 200nmで、チャネル幅 W = 3mm、チャネル長 L = 20 μ mの有機薄膜トランジスタ 1を作製した。
[0112] 尚、比較化合物 2 (2, 3, 9, 10—テトラへキシルペンタセン）は、 Organic Letter s、 vol. 2 (2000) , p85【こ記載の方法で合成した。
[0113] 《有機薄膜トランジスタ 2の作製》:比較ィ匕合物 3使用
有機薄膜トランジスタ 1の作製において、比較ィ匕合物 2を比較ィ匕合物 3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。尚、比較化合物 3は、 J. Org . Chem. , vol. 34 ( 1969) , p l 734に記載の方法で合成した。
[0114] 《有機薄膜トランジスタ 3の作製》：比較化合物 4使用
有機薄膜トランジスタ 1の作製において、比較ィ匕合物 2を比較ィ匕合物 4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。尚、比較ィ匕合物 4は、前記非特 許文 6, supporting informationに己载の方法で合成し 7こ。
[0115] 《有機薄膜トランジスタ 4の作製》：比較化合物 5使用
有機薄膜トランジスタ 1の作製において、比較ィ匕合物 2を比較ィ匕合物 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。尚、比較ィ匕合物 5は、非特許 文献 8, supporting informationに己载の方法で合成し 7こ。
[0116] 《有機薄膜トランジスタ 5〜9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 2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 5〜9を 作製した。
[0117] 《キャリア移動度及び ONZOFF比の評価》
得られた有機薄膜トランジスタ 1〜： L0について、各素子のキャリア移動度と ONZO FF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、さらに、ドレインバイアス一 50Vとし、ゲートバイアス一 50V及 び 0Vにしたときのドレイン電流値の比率から ONZOFF比を求めた。
[0118] また同様の評価を、各素子を 40°C90%RHの環境室に 48時間投入したのち、キヤ リア移動度、 ONZOFF比の再測定を行った,
[0119] 得られた結果を表 1に示す。
[0120] [表 1]
Figure imgf000039_0001
[0121] 表 1の結果から、比較ィ匕合物 2は、塗布膜を形成することができ、半導体としての駆 動を確認することができたが、耐久試験の後では大きく性能が劣化する材料であるこ とがわかる。
[0122] 比較ィ匕合物 3も同様に、比較ィ匕合物 2に比べて溶解性の向上は認められるが、上 記の濃度では全て溶解させることはできなかった。それゆえか、得られた薄膜の移動 度も 10 3台と低いものであつた。
[0123] 有機半導体素子 3、 4では、塗布製膜直後は十分な TFT性能を示したが、耐久試 験後では移動度は 10— 3台、 ONZOFF比も 104台と、ディスプレイの駆動が可能な値 まで保持されていない。
[0124] 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 5〜9では 、作製直後においてキャリア移動度 'ON/OFF比ともに優れた特性を示し、かつ、 耐久試験後においても移動度が 10— 2台以上、 ONZOFF比も 105台以上であり，経 時劣化が少なく高！/、耐久性を併せ持つと 、うことが分かる。
[0125] 本発明の有機半導体素子の中でも、フエ-ルェチニル基の 2, 6位にシリル基また はシロキシ基を有するような、非常に立体的に大きな置換基を有するァセンィ匕合物を 使用した有機 TFT素子 8では、耐久試験後においても移動度が 10_2台と非常に優 れた耐久性を有していた。このような置換基を用いることで、母核がヘプタセンのよう な非常に大きなァセン母核であっても十分な耐久性を示し、有機 TFT素子 9では一 層半導体特性と安定性を兼ね備えた有機半導体素子が得られていることが確認され た。
[0126] 実施例 2
《有機 EL素子の作製》
有機 EL素子の作製は、 Nature, 395卷， 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ェミッション型の有機 EL素子を作製し た。尚、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。尚、本発明の有機 EL素子は、ボトムェミッション型でもトップェミッション型の どちらでもよい。
[0127] 本発明の有機 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力 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。
[0128] 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。

Claims

請求の範囲 下記一般式 (1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
[化 1] 一
Figure imgf000041_0001
(式中、 Lは 2価の連結基を表し、 Yおよび Zは、芳香族炭化水素環または芳香族
1 1 1
複素環を表す。 Rは、アルキル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、ァリール基また
1
はへテロァリール基を表し、該アルキル基、該シクロアルキル基、該ァラルキル基、該 ァリール基、該ヘテロァリール基は、更に、各々酸素、硫黄、窒素、ケィ素原子を介し て結合された基を形成してもよい。 mは 1〜5の整数を、 nlは 0〜3の整数を表す。 ) [2] 前記 Lがェチニル基を有する基であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の
1
有機半導体材料。
[3] 前記一般式（1)で表される化合物が下記一般式 (2)で表される化合物であることを 特徴とする請求の範囲第 1項または請求の範囲第 2項に記載の有機半導体材料。
[化 2]
—般式 (2)
Figure imgf000041_0002
(式中、 Yおよび Zは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。 Rは、アル キル基、シクロアルキル基、ァラルキル基、ァリール基またはへテロアリール基を表し 、該アルキル基、該シクロアルキル基、該ァラルキル基、該ァリール基、該ヘテロァリ ール基は、更に、各々酸素、硫黄、窒素、ケィ素原子を介して結合された基を形成し てもよい。 mは 1〜5の整数を、 n2は 1〜2の整数を表す。 )
[4] 前記 R力 3級アルキル基、 3級アルキルォキシ基、アルキルシリル基、アルキルシロ
2
キシ基または (アルキルシリル)アルキル基を表すことを特徴とする請求の範囲第 3項 に記載の有機半導体材料。
[5] 下記一般式 (3)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
[化 3]
-
Figure imgf000042_0001
(式中、 Yおよび Zは、芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表し、 Lは単結合
3 3 3
、酸素原子、またはアルキレン基を表す。 R〜Rは、各々アルキル基、シクロアルキ
3 5
ル基、ァリール基またはアルキルシロキシ基を表す。 n3は 1〜2の整数を表す。）
[6] 前記 Zがベンゼン環を表し、 n3が 2であることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載
3
の有機半導体材料。
[7] 請求の範囲第 1項〜請求の範囲第 6項のいずれか 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。
[8] 請求の範囲第 1項〜請求の範囲第 6項のいずれか 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'乾燥する工程を経て、形成されたことを 特徴とする請求の範囲第 7項に記載の有機半導体膜。
[9] 請求の範囲第 1項〜請求の範囲第 6項のいずれか 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。 請求の範囲第 1項〜請求の範囲第 6項のいずれか 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。
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