ベンゾジフラン化合物及び有機半導体デバイス
【課題】ベンゾジフラン化合物及び有機半導体材料を提供すること。
【解決手段】式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物。
【解決手段】式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体等の電子材料への展開が可能なフラン環縮環化合物、その用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト、及びフレキシブルなどの有機分子ならではの特徴を生かして、電子ペーパーや大画面フラットパネルディスプレイなどの次世代の技術への応用可能な素子として期待されている。有機薄膜トランジスタは有機半導体活性層、基板、絶縁層、電極等数種類の部材から構成されるが、特にキャリア輸送を担う有機半導体活性層はデバイスの中で重要な役割を有している。トランジスタの特性は、この有機半導体活性層を構成する有機材料のキャリア輸送能に大きく依存する。
【０００３】
有機トランジスタに用いられる有機半導体材料としては、種々の有機化合物が提案されている。例えば、銅フタロシアニン及びペンタセンなどの低分子系材料、チオフェン６量体などの芳香族５員環や６員環を連結したオリゴマー材料、及びポリアルキルチオフェンなどのようなポリマー材料が報告されている。
【０００４】
有機薄膜のトランジスタ特性はアモルファスシリコン程度の特性を目指して研究が行われている。その他の要求特性としては、安定駆動性、高寿命、塗布性などが挙げられる。
しかし、これまでのところ、全ての条件を満たす有機材料の開発には至ってはおらず、新規有機半導体材料の開発が望まれている。
【０００５】
例えば、ペンタセンはアモルファスシリコン並みの高いキャリア移動度を有し、優れた半導体デバイス特性を発現することが報告されている（非特許文献１参照）。しかし、ペンタセンは凝集性が強く、難溶解性であり、また安定駆動性や寿命にも問題を抱えている。
【０００６】
ペンタセンのような多環縮環化合物が高特性デバイスを示す活性層材料に成り得る、という分子設計が知られているがさらに、ペンタセンが有する問題点（低溶解性・空気酸化性）を克服した多環縮環化合物は限られている。
【０００７】
一方、多環縮環化合物のπ共役系骨格内にヘテロ元素を組み込むことは、有機半導体材料の構造的、電子的、光学的、及び物理的性質を制御するための手法の一つとなっている。例えば、π共役系骨格内にセレン原子を組み込んだジフェニルベンゾジセレノフェン（非特許文献４）及び硫黄原子を組み込んだジナフトチエノチオフェン（非特許文献５）は、高いキャリア移動度及び高安定性のトランジスタであることが報告されている。これらの例にみられるように、多環縮環化合物にヘテロ元素を組み込むことは、有機半導体材料の分子設計において有効な手段であるといえるが、酸素原子を組み込んだ多環縮環化合物を有機半導体材料に適用した例はほとんど報告されていない。
【非特許文献１】「ジャーナル オブ アプライドフィジックス」 、２００２年、９２巻、５２５９−５２６３頁
【非特許文献２】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００４年、１２６巻、１３８５９−１３８７４頁
【非特許文献３】「サイエンス」 、１９９８年、２８０巻、１７４１−１７４４頁
【非特許文献４】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００７年、１２９巻、２２２４−２２２５頁
【非特許文献５】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００５年、１２７巻、６１４−６１８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記の従来技術が有する問題点に鑑み、ベンゾジフランを基本骨格とする有機半導体材料並びに有機薄膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討の結果、ベンゾジフラン誘導体、該ベンゾジフラン誘導体からなる有機半導体材料及びその薄膜を見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物；有機半導体材料及び有機薄膜を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
新規なベンゾジフラン化合物及びその用途を提供することができる。また、本発明によれば有機溶媒に可溶で塗布により成膜することができ、新規な有機半導体材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の式（１）で表されるベンゾジフラン化合物について詳細に説明する。
【００１２】
先ず、本発明の式（１）における置換基について、説明する。
Ｒ１〜Ｒ６におけるハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００１３】
Ｒ１〜Ｒ６における炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基及び「炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基」のアルキル基としては、直鎖、分枝鎖、環状のいずれでもよく、例えば、炭素数４〜３０の直鎖もしくは分枝鎖状のアルキル又は環状のアルキルがあげられる。炭素原子数１〜３０のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、アミル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基が例示され、有機溶媒への可溶性を付与するという観点から炭素数６〜３０のアルキル基が好ましく、また、ベンゾジフラン骨格の分子間パッキングを密にできるという観点から直鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基が挙げられ、より好ましくはｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、及びｎ−ヘキサデシル基が挙げられる。
【００１４】
Ｒ１〜Ｒ６における「炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基」としては、例えばアルコキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、トリアルキルシリル基、アルコキシカルボニル基、アルキル基で置換されたアリール基、アルコキシ基で置換されたアリール基、アルキル基で置換されたヘテロアリール基などが挙げられ、好ましくはアルコキシ基、アルキル基で置換されたアリール基、アルコキシ基で置換されたアリール基、アルキル基で置換されたヘテロアリール基が挙げられる。
【００１５】
上記アリールとしては、例えばフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニルなどが例示される。
【００１６】
上記ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環基などがあげられる。ヘテロ原子以外の構成原子である炭素原子に着目すれば、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリール、好ましくは、炭素数２〜２５のヘテロアリール、さらに好ましくは、炭素数２〜２０のヘテロアリールがあげられる。例えば、フリル、チエニル、セレネニル、テルレニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ベンゾピロリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、チエノチエニルなどがあげられ、好ましくはフリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、チアゾリル、ベンゾフリル、ベンゾチエニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリルなどが好ましい。
【００１７】
本発明のベンゾジフラン化合物は、式（１）で示される。具体的には、以下に例示する化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
【００１９】
式（１）で示されるベンゾジフラン化合物の製造法として、例えば、下記非引用文献６，７，８に記載の方法が挙げられ、１，４−ジヒドロキシ−２，５−ジエチニルアリールベンゼン或いは１，４−ジアルコキシ−２，５−ジエチニルアリールベンゼンをハロゲン或いは金属触媒存在下反応させることにより得られる。
［非特許文献６］：「シンレット」 、１９９９年、１４３２−１４３４頁
［非特許文献７］：「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００５年、１２７巻、１５０２２−１５０２３頁
［非特許文献８］：「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００７年、１２９巻、１１９０２−１１９０３頁
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
［実施例１］＜化合物１の合成＞
２−［２，５−ジブロモ−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ］テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（１３．０８ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、４−エチニルオクチルベンゼン（１２．８６ｇ、６０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．７３ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、及びＣｕＩ（０．５７ｇ，３．０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３００ｍＬ）混合液にトリエチルアミン（４１．８ｍＬ，３００．０ｍｍｏｌ）を加えた後、加熱還流下６時間反応させた。室温まで放冷した後、反応混合液を濃縮した。得られた混合物からクロロホルムを展開溶媒としてシリカゲルカラムにより触媒残渣を除去し、再結晶することにより２−｛２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピランを淡黄色粉末として得た（１１．１２ｇ，収率５２．７％）。上記反応で得られた２−｛２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（１０．５５ｇ，１５ｍｍｏｌ）をクロロホルム１００ｍＬ及びメタノール１００ｍＬに溶解し、パラトルエンスルホン酸一水和物（０．２９ｇ，１．５ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、アセトン／ヘキサン混合溶媒から再結晶することにより２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオールを白色板状結晶として得た（６．３４ｇ，収率７９．０％）。上記反応で得られた２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオール（０．５３ｇ，１．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（２．０ｍＬ）に溶解し、０℃にてｎ−ＢｕＬｉの１．６０Ｍヘキサン溶液（１．２５ｍＬ，２．０ｍｍｏｌ）を滴下後、室温にて３０分間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、トルエン２．０ｍＬ及びＺｎＣｌ２の１．０ＭＴＨＦ溶液（２．０ｍＬ）加えた。反応混合物を加熱還流下３時間攪拌した後、室温まで冷却、１Ｎ塩酸を加えた。有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮することにより固体を得た。ＴＨＦから再結晶することにより白色固体として標題化合物１を得た（３７５ｍｇ，収率６０．６％）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：７．７９（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）、７．６１（ｓ，２Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）、７．０５（ｓ，２Ｈ）、２．６５（ｔ、Ｊ＝７．３Ｈｚ，４Ｈ）、１．７２−１．５８（ｍ，４Ｈ）、１．４０−１．２１（ｍ，１６Ｈ）、０．９３−０．８３（ｍ，６Ｈ）
【００２２】
［実施例２］＜化合物２１の製造＞
２−［２，５−ジブロモ−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ］テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（２１．８１ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、４−エチニルヘキシルベンゼン（２５．７２ｇ、１２０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．１６ｇ、１．０ｍｍｏｌ）、及びＣｕＩ（０．３８ｇ，２．０ｍｍｏｌ）の混合物にトリエチルアミン（２５０．０ｍＬ）及びピペリジン（８７．５ｍＬ）を加えた後、８０℃にて６時間反応させた。室温まで放冷した後、反応混合液を濃縮した。得られた混合物にクロロホルム１５０ｍＬ、メタノール１５０ｍＬ及びパラトルエンスルホン酸一水和物（０．２９ｇ，１．５ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、アセトン／ヘキサン混合溶媒から再結晶することにより２，５−ビス［２−（４−ヘキシルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオールを白色板状結晶として得た（１９．１１ｇ，収率７９．８％）。上記反応で得られた２，５−ビス［２−（４−ヘキシルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオール（２．３９ｇ，５．０ｍｍｏｌ）にアセトニリル（５０．０ｍＬ）及び炭酸水素ナトリウム（２．１０ｇ，２５．０ｍｍｏｌ）を加えた。混合物を攪拌しながら室温にてヨウ素（６．３５ｇ，２５．０ｍｍｏｌ）を加え、２時間攪拌した。反応混合物にチオ硫酸ナトリウム水溶液及び酢酸エチルを加え、有機相を飽和食塩水にて洗浄、硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。トルエンから再結晶することにより標題化合物２１を淡黄色結晶として得た（３．０５ｇ，８３．６％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：８．１３（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、７．５１（ｓ，２Ｈ）、７．３２（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、２．６８（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ，４Ｈ）、１．７３−１．６０（ｍ，４Ｈ）、１．４３−１．２５（ｍ，１２Ｈ）、０．９３−０．８５（ｍ，６Ｈ）
ＭＳ−ＦＤ ７３０（Ｍ＋），３６５（Ｍ−Ｉ２）
【００２３】
［実施例３］＜化合物２５の製造＞
２，５−ジブロモヒドロキノン（５．３６ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）のトルエン（２５．０ｍＬ）溶液にトリエチルアミン（１１．２ｍＬ，８０．０ｍｍｏｌ）及びジメチルアミノピリジン０．０５ｇ，０．４ｍｍｏｌ）を加え、続いて室温にて２−（トリメチルシリル）エトキシメチル クロライド（１０．６ｍＬ，６０ｍｍｏｌ）を滴下した。エーテルを加え可溶分をろ別、濃縮することにより白色固体を得た。得られた固体にＰｄ（ＰＰｈ３）４（０．２４ｇ，０．２１ｍｍｏｌ）、ＰＰｈ３（０．１１ｇ，０．４２ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ（０．０８ｇ，０．４２ｍｍｏｌ）を加え、つづいてトリエチルアミン（５２．５ｍＬ）、ピペリジン（１８．３ｍＬ）及び４−エチニルヘキシルベンゼン（５．４０ｇ，２５．２ｍｍｏｌ）を加え８０℃にて６時間攪拌した。反応物を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトにて精製することにより無色結晶として１，４−ビス（２−トリメチルシリルエトキシメトキシ）−２，５−ビス（４−ヘキシルフェニルエチニル）ベンゼンを得た（４．６５ｇ，収率６０．０％）。１，４−ビス（２−トリメチルシリルエトキシメトキシ）−２，５−ビス（４−ヘキシルフェニルエチニル）ベンゼン（３．９２ｇ，５．３ｍｍｏｌ）、ＰｔＣｌ２（０．１４ｇ，０．５３ｍｍｏｌ）、シクロオクタジエン（０．２６ｍＬ，２．１ｍｍｏｌ）、トルエン（５３．０ｍＬ）の混合物を３０℃にて２日間攪拌した。混合物をセライトろ過後、濃縮、トルエンから再結晶することにより淡黄色針状結晶として標題化合物２５を得た（１．２２ｇ，収率３１．１％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：７．８０（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、７．７２（ｓ、２Ｈ）、７．３２（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、４．８０（ｓ，４Ｈ）、３．７４−３．６７（ｍ，４Ｈ）、２．６８（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，４Ｈ）、１．７３−１．５５（ｍ、４Ｈ）、１．４０−１．２０（ｍ、１２Ｈ）、１．０９−１．０３（ｍ，４Ｈ）、０．９１−０．８６（ｍ，６Ｈ）、０．２０（ｓ、１８Ｈ）
【００２４】
［実施例４］
［化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタの製造］
ヘキサメチルジシラザン処理を行ったＳｉＯ２熱酸化膜付きｎドープシリコンウエハー上に合成した化合物１の０．５ｍｇ／ｍＬオルトジクロロベンゼン溶液を１００℃に保温し、スピンコート法により化合物１からなる有機半導体層を形成した。
【００２５】
さらに金属マスクを用いてＣ６０続いて金の層を真空蒸着法で上記有機半導体層上に成膜して、ソース電極及びドレイン電極を形成した。ここで、ソース電極及びドレイン電極を形成することによって得られた有機Ｔ Ｆ Ｔ のチャネル幅及びチャネル長は、それぞれ、２ｍｍ及び２０μｍであった。
【００２６】
このようにして、図１に示すような化合物１からなる有機半導体層を有する有機ＴＦＴを製造することができた。
【００２７】
［実施例５］
化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタに関する測定
【００２８】
実施例４で製造した有機ＴＦＴの電気特性を測定した。その結果、あるゲート電圧（Ｖｇ）において、ドレイン電圧（Ｖｄ）に対するドレイン電流（Ｉｄ）の変化曲線は、良好であり、低いドレイン電圧における線形領域（電圧比例領域）及び高いドレイン電圧における飽和領域を有していた。また、ゲート電極に印加する負のゲート電圧を増加させると、負のドレイン電流も増加することから、製造した化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタは、ｐ 型の有機ＴＦＴであることを確認することができた。さらに、有機トランジスタのキャリアの電界効果移動度μ は、有機トランジスタの電気的特性の飽和領域におけるドレイン電流Ｉ ｄ を表す式
Ｉ ｄ ＝ （ Ｗ ／ ２ Ｌ ） μ Ｃ ｉ （ Ｖ ｇ − Ｖ ｔ ）２ ・・・（ａ）
を用いて算出することができる。ここで、Ｌ 及びＷ は、それぞれ、有機トランジスタのゲート長及びゲート幅であり、Ｃ ｉ は、ゲート絶縁膜の単位面積当たりの容量であり、Ｖ ｇ は、ゲ
ート電圧であり、Ｖ ｔ は、ゲート電圧のしきい値電圧である。式（ａ）を用いて、製造した化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタのキャリアの電界効果移動度μ を計算した結果、キャリアの電界効果移動度及びオン／オフ比は、０．０１４５ｃｍ２／Ｖｓ及び１０４であった。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、より高いキャリア移動度を有する有機薄膜トランジスタ、該有機薄膜トランジスタの製造方法、及び該有機薄膜トランジスタを含む有機薄膜デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における有機薄膜トランジスタの一つの態様を説明する断面図である。
【図２】実施例４における化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタの電気特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１ 基板
１２ ゲート電極
１３ ゲート絶縁膜
１４ ソース電極
１５ ドレイン電極
１６ 有機半導体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体等の電子材料への展開が可能なフラン環縮環化合物、その用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト、及びフレキシブルなどの有機分子ならではの特徴を生かして、電子ペーパーや大画面フラットパネルディスプレイなどの次世代の技術への応用可能な素子として期待されている。有機薄膜トランジスタは有機半導体活性層、基板、絶縁層、電極等数種類の部材から構成されるが、特にキャリア輸送を担う有機半導体活性層はデバイスの中で重要な役割を有している。トランジスタの特性は、この有機半導体活性層を構成する有機材料のキャリア輸送能に大きく依存する。
【０００３】
有機トランジスタに用いられる有機半導体材料としては、種々の有機化合物が提案されている。例えば、銅フタロシアニン及びペンタセンなどの低分子系材料、チオフェン６量体などの芳香族５員環や６員環を連結したオリゴマー材料、及びポリアルキルチオフェンなどのようなポリマー材料が報告されている。
【０００４】
有機薄膜のトランジスタ特性はアモルファスシリコン程度の特性を目指して研究が行われている。その他の要求特性としては、安定駆動性、高寿命、塗布性などが挙げられる。
しかし、これまでのところ、全ての条件を満たす有機材料の開発には至ってはおらず、新規有機半導体材料の開発が望まれている。
【０００５】
例えば、ペンタセンはアモルファスシリコン並みの高いキャリア移動度を有し、優れた半導体デバイス特性を発現することが報告されている（非特許文献１参照）。しかし、ペンタセンは凝集性が強く、難溶解性であり、また安定駆動性や寿命にも問題を抱えている。
【０００６】
ペンタセンのような多環縮環化合物が高特性デバイスを示す活性層材料に成り得る、という分子設計が知られているがさらに、ペンタセンが有する問題点（低溶解性・空気酸化性）を克服した多環縮環化合物は限られている。
【０００７】
一方、多環縮環化合物のπ共役系骨格内にヘテロ元素を組み込むことは、有機半導体材料の構造的、電子的、光学的、及び物理的性質を制御するための手法の一つとなっている。例えば、π共役系骨格内にセレン原子を組み込んだジフェニルベンゾジセレノフェン（非特許文献４）及び硫黄原子を組み込んだジナフトチエノチオフェン（非特許文献５）は、高いキャリア移動度及び高安定性のトランジスタであることが報告されている。これらの例にみられるように、多環縮環化合物にヘテロ元素を組み込むことは、有機半導体材料の分子設計において有効な手段であるといえるが、酸素原子を組み込んだ多環縮環化合物を有機半導体材料に適用した例はほとんど報告されていない。
【非特許文献１】「ジャーナル オブ アプライドフィジックス」 、２００２年、９２巻、５２５９−５２６３頁
【非特許文献２】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００４年、１２６巻、１３８５９−１３８７４頁
【非特許文献３】「サイエンス」 、１９９８年、２８０巻、１７４１−１７４４頁
【非特許文献４】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００７年、１２９巻、２２２４−２２２５頁
【非特許文献５】「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００５年、１２７巻、６１４−６１８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上記の従来技術が有する問題点に鑑み、ベンゾジフランを基本骨格とする有機半導体材料並びに有機薄膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討の結果、ベンゾジフラン誘導体、該ベンゾジフラン誘導体からなる有機半導体材料及びその薄膜を見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物；有機半導体材料及び有機薄膜を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
新規なベンゾジフラン化合物及びその用途を提供することができる。また、本発明によれば有機溶媒に可溶で塗布により成膜することができ、新規な有機半導体材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の式（１）で表されるベンゾジフラン化合物について詳細に説明する。
【００１２】
先ず、本発明の式（１）における置換基について、説明する。
Ｒ１〜Ｒ６におけるハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００１３】
Ｒ１〜Ｒ６における炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基及び「炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基」のアルキル基としては、直鎖、分枝鎖、環状のいずれでもよく、例えば、炭素数４〜３０の直鎖もしくは分枝鎖状のアルキル又は環状のアルキルがあげられる。炭素原子数１〜３０のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、アミル基、ｎ−ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、ｎ−ヘンイコシル基、ｎ−ドコシル基、ｎ−トリコシル基、ｎ−テトラコシル基、ｎ−ペンタコシル基、ｎ−ヘキサコシル基、ｎ−ヘプタコシル基、ｎ−オクタコシル基、ｎ−ノナコシル基、及びｎ−トリアコンチル基が例示され、有機溶媒への可溶性を付与するという観点から炭素数６〜３０のアルキル基が好ましく、また、ベンゾジフラン骨格の分子間パッキングを密にできるという観点から直鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基が挙げられ、より好ましくはｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、及びｎ−ヘキサデシル基が挙げられる。
【００１４】
Ｒ１〜Ｒ６における「炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基」としては、例えばアルコキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、トリアルキルシリル基、アルコキシカルボニル基、アルキル基で置換されたアリール基、アルコキシ基で置換されたアリール基、アルキル基で置換されたヘテロアリール基などが挙げられ、好ましくはアルコキシ基、アルキル基で置換されたアリール基、アルコキシ基で置換されたアリール基、アルキル基で置換されたヘテロアリール基が挙げられる。
【００１５】
上記アリールとしては、例えばフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニルなどが例示される。
【００１６】
上記ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子及び窒素原子から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環基などがあげられる。ヘテロ原子以外の構成原子である炭素原子に着目すれば、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリール、好ましくは、炭素数２〜２５のヘテロアリール、さらに好ましくは、炭素数２〜２０のヘテロアリールがあげられる。例えば、フリル、チエニル、セレネニル、テルレニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ベンゾピロリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、チエノチエニルなどがあげられ、好ましくはフリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、チアゾリル、ベンゾフリル、ベンゾチエニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリルなどが好ましい。
【００１７】
本発明のベンゾジフラン化合物は、式（１）で示される。具体的には、以下に例示する化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
【００１９】
式（１）で示されるベンゾジフラン化合物の製造法として、例えば、下記非引用文献６，７，８に記載の方法が挙げられ、１，４−ジヒドロキシ−２，５−ジエチニルアリールベンゼン或いは１，４−ジアルコキシ−２，５−ジエチニルアリールベンゼンをハロゲン或いは金属触媒存在下反応させることにより得られる。
［非特許文献６］：「シンレット」 、１９９９年、１４３２−１４３４頁
［非特許文献７］：「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００５年、１２７巻、１５０２２−１５０２３頁
［非特許文献８］：「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー」、２００７年、１２９巻、１１９０２−１１９０３頁
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
［実施例１］＜化合物１の合成＞
２−［２，５−ジブロモ−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ］テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（１３．０８ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、４−エチニルオクチルベンゼン（１２．８６ｇ、６０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．７３ｇ、１．５ｍｍｏｌ）、及びＣｕＩ（０．５７ｇ，３．０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３００ｍＬ）混合液にトリエチルアミン（４１．８ｍＬ，３００．０ｍｍｏｌ）を加えた後、加熱還流下６時間反応させた。室温まで放冷した後、反応混合液を濃縮した。得られた混合物からクロロホルムを展開溶媒としてシリカゲルカラムにより触媒残渣を除去し、再結晶することにより２−｛２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピランを淡黄色粉末として得た（１１．１２ｇ，収率５２．７％）。上記反応で得られた２−｛２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（１０．５５ｇ，１５ｍｍｏｌ）をクロロホルム１００ｍＬ及びメタノール１００ｍＬに溶解し、パラトルエンスルホン酸一水和物（０．２９ｇ，１．５ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、アセトン／ヘキサン混合溶媒から再結晶することにより２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオールを白色板状結晶として得た（６．３４ｇ，収率７９．０％）。上記反応で得られた２，５−ビス［２−（４−オクチルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオール（０．５３ｇ，１．０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（２．０ｍＬ）に溶解し、０℃にてｎ−ＢｕＬｉの１．６０Ｍヘキサン溶液（１．２５ｍＬ，２．０ｍｍｏｌ）を滴下後、室温にて３０分間攪拌した。減圧下溶媒を留去し、トルエン２．０ｍＬ及びＺｎＣｌ２の１．０ＭＴＨＦ溶液（２．０ｍＬ）加えた。反応混合物を加熱還流下３時間攪拌した後、室温まで冷却、１Ｎ塩酸を加えた。有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮することにより固体を得た。ＴＨＦから再結晶することにより白色固体として標題化合物１を得た（３７５ｍｇ，収率６０．６％）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：７．７９（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）、７．６１（ｓ，２Ｈ）、７．２７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）、７．０５（ｓ，２Ｈ）、２．６５（ｔ、Ｊ＝７．３Ｈｚ，４Ｈ）、１．７２−１．５８（ｍ，４Ｈ）、１．４０−１．２１（ｍ，１６Ｈ）、０．９３−０．８３（ｍ，６Ｈ）
【００２２】
［実施例２］＜化合物２１の製造＞
２−［２，５−ジブロモ−４−（テトラヒドロ−２Ｈ−２−ピラニロキシ）フェノキシ］テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン（２１．８１ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、４−エチニルヘキシルベンゼン（２５．７２ｇ、１２０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１．１６ｇ、１．０ｍｍｏｌ）、及びＣｕＩ（０．３８ｇ，２．０ｍｍｏｌ）の混合物にトリエチルアミン（２５０．０ｍＬ）及びピペリジン（８７．５ｍＬ）を加えた後、８０℃にて６時間反応させた。室温まで放冷した後、反応混合液を濃縮した。得られた混合物にクロロホルム１５０ｍＬ、メタノール１５０ｍＬ及びパラトルエンスルホン酸一水和物（０．２９ｇ，１．５ｍｍｏｌ）を加え、室温にて４時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、アセトン／ヘキサン混合溶媒から再結晶することにより２，５−ビス［２−（４−ヘキシルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオールを白色板状結晶として得た（１９．１１ｇ，収率７９．８％）。上記反応で得られた２，５−ビス［２−（４−ヘキシルフェニル）−１−エチニル］−１，４−ベンゼンジオール（２．３９ｇ，５．０ｍｍｏｌ）にアセトニリル（５０．０ｍＬ）及び炭酸水素ナトリウム（２．１０ｇ，２５．０ｍｍｏｌ）を加えた。混合物を攪拌しながら室温にてヨウ素（６．３５ｇ，２５．０ｍｍｏｌ）を加え、２時間攪拌した。反応混合物にチオ硫酸ナトリウム水溶液及び酢酸エチルを加え、有機相を飽和食塩水にて洗浄、硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮した。トルエンから再結晶することにより標題化合物２１を淡黄色結晶として得た（３．０５ｇ，８３．６％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：８．１３（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、７．５１（ｓ，２Ｈ）、７．３２（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、２．６８（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ，４Ｈ）、１．７３−１．６０（ｍ，４Ｈ）、１．４３−１．２５（ｍ，１２Ｈ）、０．９３−０．８５（ｍ，６Ｈ）
ＭＳ−ＦＤ ７３０（Ｍ＋），３６５（Ｍ−Ｉ２）
【００２３】
［実施例３］＜化合物２５の製造＞
２，５−ジブロモヒドロキノン（５．３６ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）のトルエン（２５．０ｍＬ）溶液にトリエチルアミン（１１．２ｍＬ，８０．０ｍｍｏｌ）及びジメチルアミノピリジン０．０５ｇ，０．４ｍｍｏｌ）を加え、続いて室温にて２−（トリメチルシリル）エトキシメチル クロライド（１０．６ｍＬ，６０ｍｍｏｌ）を滴下した。エーテルを加え可溶分をろ別、濃縮することにより白色固体を得た。得られた固体にＰｄ（ＰＰｈ３）４（０．２４ｇ，０．２１ｍｍｏｌ）、ＰＰｈ３（０．１１ｇ，０．４２ｍｍｏｌ）、ＣｕＩ（０．０８ｇ，０．４２ｍｍｏｌ）を加え、つづいてトリエチルアミン（５２．５ｍＬ）、ピペリジン（１８．３ｍＬ）及び４−エチニルヘキシルベンゼン（５．４０ｇ，２５．２ｍｍｏｌ）を加え８０℃にて６時間攪拌した。反応物を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトにて精製することにより無色結晶として１，４−ビス（２−トリメチルシリルエトキシメトキシ）−２，５−ビス（４−ヘキシルフェニルエチニル）ベンゼンを得た（４．６５ｇ，収率６０．０％）。１，４−ビス（２−トリメチルシリルエトキシメトキシ）−２，５−ビス（４−ヘキシルフェニルエチニル）ベンゼン（３．９２ｇ，５．３ｍｍｏｌ）、ＰｔＣｌ２（０．１４ｇ，０．５３ｍｍｏｌ）、シクロオクタジエン（０．２６ｍＬ，２．１ｍｍｏｌ）、トルエン（５３．０ｍＬ）の混合物を３０℃にて２日間攪拌した。混合物をセライトろ過後、濃縮、トルエンから再結晶することにより淡黄色針状結晶として標題化合物２５を得た（１．２２ｇ，収率３１．１％）。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、δｐｐｍ）：７．８０（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、７．７２（ｓ、２Ｈ）、７．３２（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ）、４．８０（ｓ，４Ｈ）、３．７４−３．６７（ｍ，４Ｈ）、２．６８（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，４Ｈ）、１．７３−１．５５（ｍ、４Ｈ）、１．４０−１．２０（ｍ、１２Ｈ）、１．０９−１．０３（ｍ，４Ｈ）、０．９１−０．８６（ｍ，６Ｈ）、０．２０（ｓ、１８Ｈ）
【００２４】
［実施例４］
［化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタの製造］
ヘキサメチルジシラザン処理を行ったＳｉＯ２熱酸化膜付きｎドープシリコンウエハー上に合成した化合物１の０．５ｍｇ／ｍＬオルトジクロロベンゼン溶液を１００℃に保温し、スピンコート法により化合物１からなる有機半導体層を形成した。
【００２５】
さらに金属マスクを用いてＣ６０続いて金の層を真空蒸着法で上記有機半導体層上に成膜して、ソース電極及びドレイン電極を形成した。ここで、ソース電極及びドレイン電極を形成することによって得られた有機Ｔ Ｆ Ｔ のチャネル幅及びチャネル長は、それぞれ、２ｍｍ及び２０μｍであった。
【００２６】
このようにして、図１に示すような化合物１からなる有機半導体層を有する有機ＴＦＴを製造することができた。
【００２７】
［実施例５］
化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタに関する測定
【００２８】
実施例４で製造した有機ＴＦＴの電気特性を測定した。その結果、あるゲート電圧（Ｖｇ）において、ドレイン電圧（Ｖｄ）に対するドレイン電流（Ｉｄ）の変化曲線は、良好であり、低いドレイン電圧における線形領域（電圧比例領域）及び高いドレイン電圧における飽和領域を有していた。また、ゲート電極に印加する負のゲート電圧を増加させると、負のドレイン電流も増加することから、製造した化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタは、ｐ 型の有機ＴＦＴであることを確認することができた。さらに、有機トランジスタのキャリアの電界効果移動度μ は、有機トランジスタの電気的特性の飽和領域におけるドレイン電流Ｉ ｄ を表す式
Ｉ ｄ ＝ （ Ｗ ／ ２ Ｌ ） μ Ｃ ｉ （ Ｖ ｇ − Ｖ ｔ ）２ ・・・（ａ）
を用いて算出することができる。ここで、Ｌ 及びＷ は、それぞれ、有機トランジスタのゲート長及びゲート幅であり、Ｃ ｉ は、ゲート絶縁膜の単位面積当たりの容量であり、Ｖ ｇ は、ゲ
ート電圧であり、Ｖ ｔ は、ゲート電圧のしきい値電圧である。式（ａ）を用いて、製造した化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタのキャリアの電界効果移動度μ を計算した結果、キャリアの電界効果移動度及びオン／オフ比は、０．０１４５ｃｍ２／Ｖｓ及び１０４であった。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、より高いキャリア移動度を有する有機薄膜トランジスタ、該有機薄膜トランジスタの製造方法、及び該有機薄膜トランジスタを含む有機薄膜デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明における有機薄膜トランジスタの一つの態様を説明する断面図である。
【図２】実施例４における化合物１からなる有機半導体層を有する有機トランジスタの電気特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１ 基板
１２ ゲート電極
１３ ゲート絶縁膜
１４ ソース電極
１５ ドレイン電極
１６ 有機半導体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物。
【請求項２】
請求項１に記載の式（１）における、環構造Ａ、Ｂが同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、チアゾール環又はオキサゾール環を表す（ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい）請求項１に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項３】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基が置換したアリール基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルコキシ基が置換したアリール基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基が置換したヘテロアリール基である請求項１又は２に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項４】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が炭素数４〜３０の直鎖状アルキル基又は炭素数１〜３０の直鎖状アルキル基を有する基である請求項１又は２に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項５】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１及びＲ２が水素原子である請求項１〜３のいずれかに記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項６】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ３及びＲ４が水素原子である請求項１〜４のいずれかに記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の化合物を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機半導体薄膜。
【請求項９】
キャリア移動度が１０−２ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする請求項７記載の有機半導体薄膜。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の有機半導体薄膜を有することを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項１】
式（１）
（式中、環構造Ａ、Ｂは、同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環、チアゾール環、オキサゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環又はピリダジン環を表し、ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい；Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，及びＲ６は、同一又は相異なり、水素原子、ハロゲン原子、炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は炭素数１〜３０の置換されていてもよいアルキル基を有する置換基を表し、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６のうち少なくとも一つは炭素数４〜３０の置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基を有する置換基を表す。）
で表されるベンゾジフラン化合物。
【請求項２】
請求項１に記載の式（１）における、環構造Ａ、Ｂが同一又は相異なり、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、チアゾール環又はオキサゾール環を表す（ここで、これらの環は、他の環が縮環していてもよい）請求項１に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項３】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基が置換したアリール基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルコキシ基が置換したアリール基、置換されていてもよい炭素数４〜３０のアルキル基が置換したヘテロアリール基である請求項１又は２に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項４】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６が炭素数４〜３０の直鎖状アルキル基又は炭素数１〜３０の直鎖状アルキル基を有する基である請求項１又は２に記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項５】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ１及びＲ２が水素原子である請求項１〜３のいずれかに記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項６】
請求項１に記載の式（１）におけるＲ３及びＲ４が水素原子である請求項１〜４のいずれかに記載のベンゾジフラン化合物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の化合物を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機半導体薄膜。
【請求項９】
キャリア移動度が１０−２ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする請求項７記載の有機半導体薄膜。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の有機半導体薄膜を有することを特徴とする有機トランジスタ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１８５２９（Ｐ２０１０−１８５２９Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８８３４（Ｐ２００８−１７８８３４）
【出願日】平成２０年７月９日（２００８．７．９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月９日（２００８．７．９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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