有機トランジスタ
【課題】
高い移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、保存安定性に優れた有機トランジスタを提供する。
【解決手段】
有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタ。
高い移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、保存安定性に優れた有機トランジスタを提供する。
【解決手段】
有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機トランジスタに関する。さらに詳しくは、特定構造の有機化合物を有機半導体層に用いてなる有機トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを用いてなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、液晶表示装置などのフラットパネル表示用のスイッチング素子として広く用いられている。しかし、これらシリコンを用いた薄膜トランジスタの作製に用いられるＣＶＤ装置は、高価であり、大型の薄膜トランジスタ素子の製造は、製造コストの増大を伴うという難点がある。
また、アモルファスシリコンや多結晶シリコンの成膜は、高温度下で実施されるため、基板としては、軽量で、フレキシビリティーではあるが、耐熱性に乏しいプラスチック材料などは使用できないという難点がある。
上記問題を解決するために、アモルファスシリコンや多結晶シリコンに代えて、有機化合物をチャネル半導体層（以下、有機半導体層という）に用いた有機トランジスタ（有機薄膜トランジスタ、有機ＴＦＴとも称される）が提案されている（非特許文献１）。
有機半導体層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法や塗布法などが知られており、これらの成膜方法によれば、製造コストを抑えつつ、有機トランジスタ素子の大型化が容易となる。
さらには、成膜時に必要となる温度を下げることができ、有機化合物を用いた有機トランジスタでは、基板にプラスチック材料を使用することが可能となり、フレキシブルな表示素子への適用が可能となり、その実用化に期待が集まっている。
【０００３】
実用的な有機トランジスタは、高い電荷移動度、および大きな電流オン／オフ比などの特性を有している必要がある。ここで「オン／オフ比」という用語は、有機トランジスタがオンであるときのソース電極とドレイン電極間の電流の、有機トランジスタがオフであるときのソース電極とドレイン電極間の電流に対する比を意味する。
さらには、有機トランジスタの実用化に向けては、優れた保存安定性が必要となる。
現在までに、有機半導体層に、例えば、ペンタセンを用いた有機トランジスタが提案されている（非特許文献２）。
しかし、ペンタセンを用いてなる有機トランジスタは、大気中では有機トランジスタとしての機能は低く、且つ、保存安定性が低いという難点がある。
さらに、チオフェンオリゴマー（α−ヘキサチエニレン）を有機半導体層に用いた有機トランジスタが提案されている（非特許文献３）。しかし、該有機トランジスタも、空気中での保存安定性が低いという難点がある。
尚、これらの化合物を有機半導体層に用いる際には、真空蒸着法（ドライプロセス）により層を形成されている。
また、溶媒に溶解または分散させた状態で塗布法（ウェットプロセス）により、有機半導体層を形成するものとして、例えば、ポリチオフェン化合物が提案されている（特許文献１〜２）。しかし、ポリチオフェン化合物を有機半導体層に用いてなる有機トランジスタの電荷移動度も充分に高いとは言えず、また空気中の保存安定性も充分ではない。
現在では、実用化に向け、一層改良された有機トランジスタの開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２１４３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６１６５５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３，１３７２（１９９３）
【非特許文献２】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，１８５４（１９９８）
【非特許文献３】Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８，２７０（１９９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在までに、種々の有機化合物を有機半導体層に用いた有機トランジスタの提案がなされているが、そのいずれもが、実用的に充分満足できる特性を有しているとはいい難いものであった。
本発明は、上述に鑑み、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することである。
溶媒に溶解または分散させた状態で塗布法（ウェットプロセス）により、有機半導体層を形成した場合にも、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れた有機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】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定構造を有するオリゴマーまたはポリマーを有機半導体層に含有してなる有機トランジスタは、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（i）有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、
１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、
式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、電荷移動度が高く、電流のオン／オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図３】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図４】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機トランジスタは、該有機半導体層に、
１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、
式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる。
本発明に係る１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ有し、且つ、式（２）で表される構造単位少なくとも一つ有して成り、その繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを、以下、本発明に係る化合物Ａと略記する。
【００１１】
式（１）で表される構造単位において、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す。
尚、本明細書において、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの炭素環式芳香族基、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの複素環式芳香族基を表す。また、アリール基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは炭素数４〜２０の前記ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよいアリール基などが挙げられる。
式（１）で表される構造単位において、より好ましくは、Ｘ1 およびＸ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を表す。
【００１２】
式（１）における、Ｘ1およびＸ２の具体例としては、例えば、水素原子；例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子；例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ｎ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、２−プロピルペンチル基、ｎ−ノニル基、２，２−ジメチルヘプチル基、２，６−ジメチル−４−ヘプチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、１−ヘキシルヘプチル基、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−エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの直鎖、分岐または環状のアルキル基；
例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、３，３−ジメチルブチルオキシ基、２−エチルブチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基、ｎ−ウンデシルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基、ｎ−トリデシルオキシ基、ｎ−テトラデシルオキシ基、ｎ−ペンタデシルオキシ基、ｎ−ヘキサデシルオキシ基、ｎ−ヘプタデシルオキシ基、ｎ−オクタデシルオキシ基、ｎ−エイコシルオキシ基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシ基；
【００１３】
例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ｎ−ブトキシメチル基、ｎ−ペンチルオキシメチル基、ｎ−ヘキシルオキシメチル基、（２−エチルブチルオキシ）メチル基、ｎ−ヘプチルオキシメチル基、ｎ−オクチルオキシメチル基、ｎ−デシルオキシメチル基、ｎ−ドデシルオキシメチル基、２−メトキシエチル基、２−エトキシエチル基、２−ｎ−プロポキシエチル基、２−イソプロポキシエチル基、２−ｎ−ブトキシエチル基、２−ｎ−ペンチルオキシエチル基、２−ｎ−ヘキシルオキシエチル基、２−（２’−エチルブチルオキシ）エチル基、２−ｎ−ヘプチルオキシエチル基、２−ｎ−オクチルオキシエチル基、２−（２’−エチルヘキシルオキシ）エチル基、２−ｎ−デシルオキシエチル基、２−ｎ−ドデシルオキシエチル基、２−ｎ−テトラデシルオキシエチル基、２−シクロヘキシルオキシエチル基、２−メトキシプロピル基、３−メトキシプロピル基、３−エトキシプロピル基、３−ｎ−プロポキシプロピル基、３−イソプロポキシプロピル基、３−ｎ−ブトキシプロピル基、３−ｎ−ペンチルオキシプロピル基、３−ｎ−ヘキシルオキシプロピル基、３−（２’−エチルブトキシ）プロピル基、３−ｎ−オクチルオキシプロピル基、３−（２’−エチルヘキシルオキシ）プロピル基、３−ｎ−デシルオキシプロピル基、３−ｎ−ドデシルオキシプロピル基、３−ｎ−テトラデシルオキシプロピル基、３−シクロヘキシルオキシプロピル基、４−メトキシブチル基、４−エトキシブチル基、４−ｎ−プロポキシブチル基、４−イソプロポキシブチル基、４−ｎ−ブトキシブチル基、４−ｎ−ヘキシルオキシブチル基、４−ｎ−オクチルオキシブチル基、４−ｎ−デシルオキシブチル基、４−ｎ−ドデシルオキシブチル基、５−メトキシペンチル基、５−エトキシペンチル基、５−ｎ−プロポキシペンチル基、５−ｎ−ペンチルオキシペンチル基、６−メトキシヘキシル基、６−エトキシヘキシル基、６−イソプロポキシヘキシル基、６−ｎ−ブトキシヘキシル基、６−ｎ−ヘキシルオキシヘキシル基、６−ｎ−デシルオキシヘキシル基、４−メトキシシクロヘキシル基、７−メトキシヘプチル基、７−エトキシヘプチル基、７−イソプロポキシヘプチル基、８−メトキシオクチル基、８−エトキシオクチル基、９−メトキシノニル基、９−エトキシノニル基、１０−メトキシデシル基、１０−エトキシデシル基、１０−ｎ−ブトキシデシル基、１１−メトキシウンデシル基、１１−エトキシウンデシル基、１２−メトキシドデシル基、１２−エトキシドデシル基、１２−イソプロポキシドデシル基、１４−メトキシテトラデシル基、テトラヒドロフルフリル基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基；
【００１４】
例えば、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−ｎ−プロピルフェニル基、４−イソプロピルフェニル基、４−ｎ−ブチルフェニル基、４−イソブチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ｎ−ペンチルフェニル基、４−イソペンチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル基、４−ｎ−ヘキシルフェニル基、４−シクロヘキシルフェニル基、４−ｎ−ヘプチルフェニル基、４−ｎ−オクチルフェニル基、４−ｎ−ノニルフェニル基、４−ｎ−デシルフェニル基、４−ｎ−ウンデシルフェニル基、４−ｎ−ドデシルフェニル基、４−ｎ−テトラデシルフェニル基、２，３−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，５−ジメチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，４−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、３，４，５−トリメチルフェニル基、２，３，５，６−テトラメチルフェニル基、５−インダニル基、１，２，３，４−テトラヒドロ−５−ナフチル基、１，２，３，４−テトラヒドロ−６−ナフチル基、
２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−エトキシフェニル基、４−エトキシフェニル基、４−ｎ−プロポキシフェニル基、４−イソプロポキシフェニル基、４−ｎ−ブトキシフェニル基、４−イソブトキシフェニル基、４−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘキシルオキシフェニル基、４−シクロヘキシルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘプチルオキシフェニル基、４−ｎ−オクチルオキシフェニル基、４−ｎ−ノニルオキシフェニル基、４−ｎ−デシルオキシフェニル基、４−ｎ−ウンデシルオキシフェニル基、４−ｎ−ドデシルオキシフェニル基、４−ｎ−テトラデシルオキシフェニル基、２，３−ジメトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，５−ジメトキシフェニル基、３，４−ジメトキシフェニル基、３，５−ジメトキシフェニル基、３，５−ジエトキシフェニル基、２−メトキシ−４−メチルフェニル基、２−メトキシ−５−メチルフェニル基、２−メチル−４−メトキシフェニル基、３−メチル−４−メトキシフェニル基、３−メチル−５−メトキシフェニル基、
２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基、２−クロロフェニル基、３−クロロフェニル基、４−クロロフェニル基、４−ブロモフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、２，４−ジフルオロフェニル基、２，４−ジクロロフェニル基、３，４−ジフルオロフェニル基、３，４−ジクロロフェニル基、３，５−ジフルオロフェニル基、３，５−ジクロロフェニル基、３，４，５−トリフルオロフェニル基、２−メチル−４−クロロフェニル基、２−クロロ−４−メチルフェニル基、３−クロロ−４−メチルフェニル基、２−クロロ−４−メトキシフェニル基、３−メトキシ−４−フルオロフェニル基、３−メトキシ−４−クロロフェニル基、３−フルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニル基、４−フェニルフェニル基、３−フェニルフェニル基、４−（４’−メチルフェニル）フェニル基、４−（４’−メトキシフェニル）フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−エトキシ−１−ナフチル基、６−ｎ−ブチル−２−ナフチル基、６−メトキシ−２−ナフチル基、７−エトキシ−２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、２−テトラセニル基、２−フルオレニル基、９，９−ジメチル−２−フルオレニル基、９，９−ジ−ｎ−プロピル−２−フルオレニル基、２−フリル基、２−チエニル基、５−ｎ−プロピル−２−チエニル基、５−ｎ−ブチル−２−チエニル基、５−ｎ−ヘキシル−２−チエニル基、５−ｎ−オクチル−チエニル基、５−ｎ−デシル−２−チエニル基、５−ｎ−トリデシル−２−チエニル基、５−フェニル−２−チエニル基、５−（２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−ブチル−２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−ヘキシル−２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−デシル−２’−チエニル）−２−チエニル基、３−チエニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基などの置換または未置換のアリール基を挙げることができる。
【００１５】
式（１）において、より好ましくは、Ｘ1およびＸ２は水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数６〜２０のアリール基であり、さらに好ましくは、水素原子である。
式（１）で表される構造単位は、結合手を考慮し、好ましくは、一般式（１−Ａ）〜一般式（１−Ｄ）で表される構造であり、より好ましくは、一般式（１−Ａ）または一般式（１−Ｂ）で表される構造である。
【００１６】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は一般式（１）の場合と同じ意味を表す〕
本発明に係る化合物Ａにおいて、一つの繰り返し単位中、式（１）で表される構造単位は２つ以上含有しており、この場合、式（１）で表される構造単位は同一の構造でもよく、また異なる構造であってもよい。
式（２）で表される構造単位において、Ａｒは置換または未置換のアリーレン基を表し、該アリーレン基としては、好ましくは、環の構成炭素数が６〜２０の２価の炭素環式芳香族基、あるいは環の構成炭素数が２〜１２の２価の複素環式芳香族基である。
【００１７】
Ａｒで表されるアリーレン基としては、例えば、１,２−フェニレン基、１,３−フェニレン基、１，４−フェニレン基、３,３’−ビフェニレン基、３,４’−ビフェニレン基、４，４’−ビフェニレン基、９Ｈ−フルオレン−２，７−ジイル基、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、アントラセン−９，１０−ジイル基、フェナントレン−１，８−ジイル基、フェナントレン−９，１０−ジイル基、テトラセン−２，８−ジイル基、テトラセン−５，１２−ジイル基、ピレン−１，６−ジイル基、ペリレン−３，９−ジイル基、ペリレン−３，１０−ジイル基などの炭素環式芳香族基、
【００１８】
例えば、チオフェン−２,５−ジイル基、２,２’−ビチオフェン−５,５’−ジイル基、チエノ［２，３−ｂ］チオフェン−２,５−ジイル基、チエノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル基、ジチエノ［３,２−ｂ：２’,３’−ｄ］チオフェン−２,６−ジイル基、ジチエノ［２，３−ｂ：３’，２’−ｄ］チオフェン−２,６−ジイル基、ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，５−ジイル基、ベンゾ［１，２−ｂ：５，４−ｂ’］ジチオフェン−２，５−ジイル基、ジベンゾフラン−２，８−ジイル基、ジベンゾチオフェン−２，８−ジイル基、ジベンゾチオフェン−３，７−ジイル基、９Ｈ−カルバゾールー２，７−ジイル基、９Ｈ−カルバゾールー３，６−ジイル基、１０Ｈ−フェノキサジン−３，７−ジイル基、１０Ｈ−フェノチアジン−３，７−ジイル基、
【００１９】
オキサゾール−２，５−ジイル基、チアゾール−２，５−ジイル基、１，３，４−オキサジアゾール−２，５−ジイル基、オキサゾロ［５，４−ｄ］オキサゾール−２，５−ジイル基、チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾール−２，５−ジイル基、ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピラジン−２，５−ジイル基、キノリン−２，６−ジイル基、キノキサリン−２，３−ジイル基、キノキサリン−２，６−ジイル基、アントラゾリン−２，７−ジイル基などの複素環式芳香族基を挙げることができる。
【００２０】
Ａｒで表されるアリーレン基は置換基を有していてもよく、例えば、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基で置換されていてもよい。
アリーレン基に置換していてもよい置換基の具体例としては、より好ましくは、式（１）のＸ1 およびＸ２で例示したハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を例示することができる。
式（２）で表される構造単位において、Ａｒで表されるアリーレン基としては、より好ましくは、式（Ａ−１）〜式（Ａ−１２）で表されるアリーレン基であり、さらに好ましくは、式（Ａ−３）、式（Ａ−４）、式（Ａ−６）、式（Ａ−７）、式（Ａ−８）、式（Ａ−９）または式（Ａ−１０）で表されるアリーレン基であり、特に好ましくは、式（Ａ−３）、式（Ａ−６）、式（Ａ−７）、式（Ａ−８）または式（Ａ−９）で表されるアリーレン基である。
【００２１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６０はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す）
【００２２】
本発明に係る化合物Ａにおいて、一つの繰り返し単位中、式（２）で表される構造単位は１つ以上含有しており、２つ以上の構造単位を含む場合、式（２）で表される構造単位は同一の構造でもよく、また異なる構造であってもよい。
本発明に係る化合物Ａは、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、その繰り返し単位の繰り返し数は、１〜１００００である。
本発明に係る化合物Ａとしては、数平均分子量（Ｍｎ）は、約５５０〜約３０００００であり、重量平均分子量（Ｍｗ）は、約５５０〜約１００００００であり、より好ましくは、数平均分子量は、約６００〜約１０００００であり、重量平均分子量は、約６００〜約５０００００である。
【００２３】
本発明に係る化合物Ａとしては、より好ましくは、一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーである。
Ｒ０−［（Ａ）ａ−（Ｂ）ｂ−（Ｃ）ｃ−（Ｄ）ｄ］ｎ−Ｒ００ （３）
〔式中、ＡおよびＣは、式（１）で表される構造単位を表し、ＢおよびＤは、式（２）で表される構造単位を表し、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、０、１または２以上の整数を表し（但し、ａとｃの合計は２以上の整数を表し、ｂとｄの合計は１以上の整数を表す）、ｎは１〜１００００の整数を表し、Ｒ０およびＲ００は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、置換または未置換のアリール基、あるいは反応性基を表す〕
一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーにおいて、Ｒ０およびＲ００で表されるハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、置換または未置換のアリール基の具体例としては、好ましくは、式（１）のＸ1 およびＸ２で例示したハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を例示することができる。
【００２４】
また、Ｒ０およびＲ００で表される反応性基は、オリゴマー化、またはポリマー化に際して反応性を有する基であり、例えば、−Ｂ（ＯＨ）２などのようなＳｕｚｕｋｉカップリング反応に有効なホウ素含有基、例えば、トリアルキルスズ基（以下、「−ＳｎＲ３」と表わし、Ｒはアルキル基を意味する）などのようなＳｔｉｌｌｅカップリング反応に有効なスズ含有基を挙げることができる。
尚、これらの反応性基は、所望により、オリゴマーまたはポリマーの製造過程、あるいは製造後に、例えば、アリールハライド（例えば、ヨードベンゼン、４−アルキルブロモベンゼン）を、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムクロライド〕および塩基の存在下に作用させることにより、アリール基などの反応性のない置換基に変換することができる。
【００２５】
本発明に係る化合物Ａにおいて、繰り返し単位の繰り返し数が２以上の場合、一つの繰り返し単位と、他の繰り返し単位は同一であってもよく、異なっていてもよい。
異なる場合は、式（１）で表される構造単位、および式（２）で表される構造単位の少なくとも１種がそれぞれ異なる構造の場合や、式（１）で表される構造単位の数、および式（２）で表される構造単位の数がそれぞれ異なる場合、その両者が異なる場合のいずれをも含む。
本発明に係る化合物Ａは、ホモオリゴマー、コオリゴマー、ホモポリマーおよびコポリマーを表し、例えば、ランダムコオリゴマー、交互コオリゴマー、ブロックコオリゴマー、ランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマーを包含するものである。
一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーを例に説明すると、モノマー配列として、例えば、−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｄ−、あるいは−Ａ−Ｂ−Ａ−Ａ−Ｃ−のような配列を有するランダムコオリゴマー、ランダムコポリマー、
また、モノマー配列として、例えば、−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−のような配列を有する交互コオリゴマー、交互コポリマー、
さらには、モノマー配列として、例えば−Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｄ−Ｄ−のような配列を有するブロックコオリゴマー、ブロックコポリマーを包含するものである。
本発明の有機トランジスタにおいては、有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも一つ含有してなるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有することが特徴であり、このことにより、従来にはない、電荷移動度が高く、電流のオン／オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る化合物Ａとしては、例えば、一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）で表されるオリゴマーまたはポリマーを好ましいものとして挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明に係る化合物Ａとしては、より好ましくは、一般式（３−ａ）または一般式（４−ａ）で表されるオリゴマーまたはポリマーである。
【００２７】
一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）で表される構造において、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立に、式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、好ましくは前記、式（Ａ−１）〜式（Ａ−１２）で表されるアリーレン基から任意に選択される１つまたは２つの基である。
一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、ｎは２以上の整数を表す。
【００２８】
本発明に係る化合物Ａは、それ自体公知の方法を参考にして製造することができる。
例えば、一般式（１−ａ）で表される化合物は、一般式（４）および一般式（５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式(１−ａ)で表される化合物は、一般式(７)および一般式(８)で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式(９)で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer. Chem. Soc.,101、4992 (1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
【００２９】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａｒ１は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ(ＯＨ)２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（４）、一般式（５）および一般式（９）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（６）、一般式（７）および一般式（８）で表される化合物において、
Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３０】
一般式（２−ａ）で表される化合物は、一般式（４）および一般式（５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１０）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（２−ａ）で表される化合物は、一般式（７）および一般式（８）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１１）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
〔式中、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立に、式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１０）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
一般式（１１）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００３１】
一般式（３−ａ）で表される化合物は、一般式（１２）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（３−ａ）で表される化合物は、一般式（１３）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（９）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
【００３２】
一般式（４−ａ）で表される化合物は、一般式（１２）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１０）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（４−ａ）で表される化合物は、一般式（１３）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１１）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１２）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（１３）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３３】
一般式（５−ａ）で表される化合物は、例えば、一般式（１４）で表される化合物に、アルキルマグネシウムハライドを作用させた後、ニッケル触媒〔例えば、Ｎｉ（ｄｐｐｐ）Ｃｌ２（尚、ｄｐｐｐは、ジフェニルフォスフィノプロパンを表す）〕を作用させて製造することができる〔例えば、Macromolecules.,34、4324(2001)に記載の方法を参考にすることができる〕。
また、一般式（５−ａ）で表される化合物は、一般式（１４）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１５）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａｒ１は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１４）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（１５）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３４】
一般式（６−ａ）で表される化合物は、例えば、一般式（１４）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（６−ａ）で表される化合物は、一般式（１５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１７）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
〔式中、Ａｒ２は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１６）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
また、一般式（１７）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００３５】
本発明に係る化合物Ａの具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
尚、例示化合物中、ｎは２以上の整数を表す。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
尚、本発明に係る化合物Ａは、場合により使用した溶媒（例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒）との溶媒和を形成した型で製造されることがあるが、本発明の有機トランジスタには、本発明に係る化合物Ａの無溶媒和物は勿論、このような溶媒和物をも使用することができる。本発明に係る化合物Ａを、有機トランジスタに使用する場合、再結晶法、カラムクロマトグラフィー法、昇華精製法などの精製方法、あるいはこれらの方法を併用して、純度を高めた化合物を使用することは好ましいことである。
有機トランジスタは、通常、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極、およびゲート絶縁層、有機半導体層を有して成るものであり、本発明の有機トランジスタにおいては、該有機半導体層に本発明に係る化合物Ａを少なくとも１種含有してなるものである。
本発明の有機トランジスタの形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の有機トランジスタの一形態を示す模式的断面図である。
この有機トランジスタの形態においては、基板１１上にゲート電極２１が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層３１が積層されており、その上に所定の間隔で形成されたソース電極６１およびドレイン電極４１が形成されており、さらにその上に有機半導体層５１が積層されている（ボトムゲート・ボトムコンタクト構造）。
図２に示した有機トランジスタの形態においては、基板１２上にゲート電極２２が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層３２が積層されており、その上に有機半導体層５２が積層されており、さらにその上に、所定の間隔でソース電極６２およびドレイン電極４２が形成されている（ボトムゲート・トップコンタクト構造）。
【００６６】
また、図３に示した有機トランジスタの形態においては、基板１３の上に、所定の間隔でソース電極６３およびドレイン電極４３が形成されており、その上に有機半導体層５３が積層されており、その上にゲート絶縁層３３が積層されており、さらにその上にゲート電極２３が設けられている（トップゲート・ボトムコンタクト構造）。
図４に示した有機トランジスタの形態においては、基板１４の上に、有機半導体層５４が積層されており、その上に、所定の間隔でソース電極６４およびドレイン電極４４が形成されており、その上にゲート絶縁層３４が積層されており、さらにその上にゲート電極２４が設けられている（トップゲート・トップコンタクト構造）。
このような構成を有する有機トランジスタでは、有機半導体層がチャネル領域を形成しており、ゲート電極に印加される電圧で、ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が制御されることによってオン／オフ動作する。
【００６７】
本発明の有機トランジスタに使用する基板としては、特に限定するものではないが、一般には、ガラス、石英、シリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、プラスチック基板などを用いることができる。さらには、これらを組み合わせた複合基板も用いることができ、一層構造でも、多層構造の形態でもよい。
プラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート、トリアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートなどからなる基板が挙げられる。
尚、導電性のある基板、例えば、シリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることもできる。
【００６８】
本発明の有機トランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極に用いる材料としては特に限定するものではなく、導電性の材料であれば任意に用いることができる。
電極材料としては、例えば、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、クロム、鉄、錫、タンタル、パラジウム、テルル、イリジウム、ルテニウム、ゲルマニウム、タングステン、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム／インジウム合金、マグネシウム／銅合金、マグネシウム／銀合金、マグネシウム／アルミニウム合金、クロム／モリブデン合金、アルミニウム／リチウム合金、アルミニウム／スカンジウム／リチウム合金、ナトリウム／カリウム合金などの金属や合金、さらには、フッ素ドープ酸化亜鉛、導電率を向上させたシリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができ、より好ましくは、酸化インジウムスズ合金、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、導電率を向上させたシリコン系材料、炭素材料である。これらはバルク状、薄片状、微粒子状等、様々な形態で使用できる。
【００６９】
また、電極材料としては、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマー（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体など）も好適に用いられる。
尚、これらの電極材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
ソース電極、ドレイン電極は、上に挙げた電極材料の中でも、有機半導体層との接触面において電気抵抗が小さいものが好ましい。
各電極の形成方法としては、特に限定するものではないが、例えば、導電性の材料を、蒸着やスパッタリングなどの方法を用いて形成することができ、リソグラフやエッチング処理により、所望の形状にパターニングできる。
また、導電性ポリマーや導電性微粒子を用いて電極を形成する場合には、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子の分散液を、インクジェット法によりパターニングしてもよく、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらには、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（銀ペースト、カーボンペーストなど）などを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法を用いることもできる。
【００７０】
ソース電極、ドレイン電極の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数百μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1ｎｍ〜1００μｍであり、さらに好ましくは、１０ｎｍ〜２０μｍである。
尚、ソース電極、ドレイン電極は、互いに対向するように配置されるが、その間隔（チャネル長）は、一般に、数百ｎｍ〜数ｍｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1００ｎｍ〜1ｍｍであり、さらに好ましくは、１μｍ〜５００μｍである。
また、ソース電極、ドレイン電極の表面は、例えば、４，４−ジメチルペンタンチオール、パーフルオロヘキサンチオール、パーフルオロヘプタンチオール、パーフルオロオクタンチオールなどの脂肪族アルキルチオール化合物、例えば、２，４，６−トリフルオロチオフェノール、ペンタフルオロチオフェノール、４−トリフルオロメチルチオフェノールなどの芳香族チオール化合物で修飾されていてもよい。
ゲート絶縁層に使用する材料としては、種々の絶縁材料を用いることができ、無機絶縁体あるいは有機高分子化合物が好ましい。
無機絶縁体としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどを挙げることができ、より好ましくは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。
【００７１】
無機絶縁体からなるゲート絶縁層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセス、さらには、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、エアーナイフ法、スライドホッパー法、エクストリュージョン法などの塗布法、各種印刷法やインクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができ、使用する材料の特性に応じて適宜選択して適用することができる。また、シリコン系材料をゲート電極として用い、有機半導体形成前にゲート絶縁層を形成する場合には、熱酸化法で形成してもよい。
ゲート絶縁層に用いる有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系の光硬化性樹脂、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルランなどを用いることができる。有機高分子化合物を用いたゲート絶縁層の形成法としては、ウェットプロセスが好ましい。
ゲート絶縁層に使用する絶縁材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【００７２】
尚、ゲート絶縁層に無機絶縁体として、例えば、酸化ケイ素を使用する場合、有機半導体層との界面になる酸化ケイ素の表面は、例えば、ヘキサメチルジシラザン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ベンジルトリクロロシラン、１−ヘキシルフォスフォン酸、１−オクチルフォスフォン酸、１−ヘキサデシルフォスフォン酸、３，７，１１，１５−テトラメチル−１−ヘキサデシルフォスフォン酸などで処理されていてもよい。
また、有機高分子化合物をゲート絶縁層に使用し、ゲート絶縁層を形成した後有機半導体層を形成する場合は、有機高分子化合物からなるゲート絶縁層上にラビング処理を施してから有機半導体層を形成するようにしてもよい。
ゲート絶縁層の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数十μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、５ｎｍ〜1０μｍであり、さらに好ましくは、１０ｎｍ〜５μｍである。
本発明の有機トランジスタは、有機半導体層に本発明に係る化合物Ａを少なくとも１種含有してなるものであり、本発明に係る化合物Ａは、１種を単独で使用してもよく、複数種を併用してもよい。
【００７３】
さらに、有機半導体層は、本発明に係る化合物Ａと、他のキャリア輸送性化合物（例えば、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリキノリン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、フタロシアニン誘導体など）を併用して形成されていてもよい。この場合、本発明に係る化合物Ａの含有量は、２０質量％以上が好ましく、５０質量％以上になるように調製することがより好ましい。
さらに、有機半導体層は、本発明に係る化合物Ａと、高分子化合物から形成されていてもよい。係る高分子化合物としては、例えば、ポリアクリル酸誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリ（シクロヘキシルメタクリレート）誘導体、ポリエチレン誘導体、ポリプロピレン誘導体、ポリイソプレン誘導体、ポリブタジエン誘導体、ポリイソブチレン誘導体、ポリメチルペンテン誘導体、ポリ（ビニルシクロヘキサン）誘導体、ポリスチレン誘導体、ポリ（４−メチルスチレン）誘導体、ポリ（α−メチルスチレン）誘導体、ポリ（α−ビニルナフタレン）誘導体、ポリ（ビニルトルエン）誘導体、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）誘導体、ポリ（４−ビニルビフェニル）誘導体、ポリ（２−メチル−１，３−ブタジエン）誘導体、ポリ（スチレン・アクリロニトリル）共重合体、ポリ（スチレン・ブタジエン）共重合体、ポリ塩化ビニル誘導体、ポリエチレンテレフタレート誘導体、ポリブチレンテレフタレート誘導体、ナイロン誘導体、ポリエステル誘導体、ポリイミド誘導体、ポリフェノール誘導体、セルロース誘導体、ビニロン誘導体などを挙げることができる。
これらの高分子化合物は１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
尚、本発明に係る化合物Ａと、高分子化合物を併用して、有機半導体層を形成する場合、本発明に係る化合物Ａの含有量は、高分子化合物に対して、５質量％以上が好ましく、２０質量％以上になるように調製することがより好ましい。
【００７４】
本発明の有機トランジスタは、ｐ型（正孔がキャリアとして機能する）の有機トランジスタ、またはｎ型（電子がキャリアとして機能する）の有機トランジスタとして機能するが、好ましくは、ｐ型の有機トランジスタとして使用するのが好ましい。
有機半導体層の形成方法としては、特に限定するものではなく、公知の形成方法を用いることができる。形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、熱転写法、レーザー転写法などのドライプロセス、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、ＬＢ法（ラングミューア・ブロジュット法）、各種印刷法、インクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができる。
【００７５】
ウェットプロセスにより、有機半導体層の形成する場合は、本発明に係る化合物Ａを、溶媒に溶解、または分散させた溶液を用いる。
係る溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールなどのエーテル系溶媒、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンなどの炭化水素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、グルタロジニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル系溶媒、ジメチルスルフォキサイド、スルフォラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒などを挙げることができる。これらの溶媒は単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
係る溶媒中の本発明に係る化合物Ａの濃度に関しては、特に制限するものではないが、
一般には、０．０１〜２０質量％、より好ましくは、０．０５〜１５質量％程度に調製することが好ましい。
有機半導体層の膜厚に関しては、特に制限するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数十μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1ｎｍ〜1０μｍであり、さらに好ましくは、５ｎｍ〜１μｍである。
【００７６】
本発明の有機トランジスタにおいては、所望により、有機半導体層はドーピング処理を施されていてもよい。
尚、ドーパントとしては、ドナー性ドーパント、アクセプター性ドーパントのいずれも使用可能であり、アクセプター性ドーパントを使用することは好ましい。
ドナー性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物に電子を供与する機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。ドナー性ドーパントとしては、例えば、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ4Ｐ+（Ｒはアルキル基を表す）、Ｒ4Ａｓ+（Ｒはアルキル基を表す）、Ｒ3Ｓ+（Ｒはアルキル基を表す）、アセチルコリンなどが挙げられる。
【００７７】
アクセプター性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物から電子を取り去る機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。
アクセプター性ドーパントとしては、例えば、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｉ2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、
ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン化合物、ＰＦ5、ＡｓＦ5、ＳｂＦ5、ＢＦ3、ＢＣｌ3、
ＢＢｒ3、ＳＯ3などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌＯ4、
ＦＳＯ3Ｈ、ＣｌＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、
ＮｂＣｌ5、ＴａＣｌ5、ＭｏＣｌ5、ＷＦ5、ＷＣｌ６、ＵＦ6、ＬｎＣｌ3(Ｌｎ＝Ｌａ、
Ｃｅ、Ｎｄ、ＰｒなどのランタノイドとＹ)などの遷移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、
ＣｌＯ4-、ＰＦ6-、ＡｓＦ5-、ＳｂＦ6-、ＢＦ4-、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどが挙げられる。
尚、ドーピング方法としては、有機半導体層を形成した後に、ドーパントを導入する方法、あるいは有機半導体層の形成時に、ドーパントを導入する方法を適用することができる。
また、本発明の有機トランジスタは、大気中の酸素、水分などの影響を軽減する目的で、有機トランジスタの外周面の全面、または一部にガスバリア層を設けることもできる。ガスバリア層を形成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを挙げることができる。さらには、ゲート絶縁層に使用する材料として挙げた無機絶縁体もガスバリア層の形成に用いることができる。
尚、本発明の有機トランジスタは、例えば、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、ＲＦＩＤｓ(radio frequency identification cards)などに使用することができる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７９】
（実施例１）
ゲート電極としての抵抗率０．０２Ω・ｃｍのシリコン基板に、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜(ＳｉＯ2）を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたＳｉＯ2層がゲート絶縁層となる。シリコン基板を８０℃に加熱しておき、その上に、例示化合物番号１１の化合物のクロロベンゼン溶液（濃度：０．４質量％）を塗布したところ、クロロベンゼンが蒸発し、８０ｎｍの厚さの例示化合物番号１１の化合物からなる有機半導体層が形成された。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは８０ｎｍであり、チャネル幅は２ｍｍ、チャネル長は５０μｍであった。
以上のように作製した有機トランジスタは、ｐ型のトランジスタ素子としての特性を示した。有機トランジスタの電流−電圧(Ｉ−Ｖ)特性の飽和領域から、電荷移動度を求めた。
さらに、ドレインバイアス−５０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖおよび０Ｖにした時のドレイン電流値を測定し、電流のオン／オフ比を求めた。
さらに、作製した有機トランジスタ素子を大気中で、２５℃で、１ヶ月保存した後、再度、電荷移動度と電流のオン／オフ比を測定した。測定結果を第１表に示した。
【００８０】
（実施例２〜８）
実施例１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号１１の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号２５の化合物（実施例２）、例示化合物番号３３の化合物（実施例３）、例示化合物番号５３の化合物（Ｍｎ＝１３４００）（実施例４）、例示化合物番号６５の化合物（Ｍｎ＝１５８００）（実施例５）、例示化合物番号６７の化合物（Ｍｎ＝１０８００）（実施例６）、例示化合物番号８３の化合物（Ｍｎ＝１６４００）（実施例７）、例示化合物番号９３の化合物（Ｍｎ＝１７０００）（実施例８）を使用した以外は、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第１表に示した。
【００８１】
（比較例１）
実施例１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号１１の化合物を使用する代わりに、特許文献１に記載のポリチオフェン〔下記の比較化合物（Ｍｎ＝１７０００）〕を使用した以外は、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第１表に示した。
【００８２】
（実施例９）
ゲート電極としての抵抗率０.０２Ω・ｃｍのシリコン基板に、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜(ＳｉＯ2)を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたＳｉＯ2層がゲート絶縁層となる。この上に、真空下(５×１０−４Ｐａ)で、例示化合物番号３の化合物を、蒸着速度０.０３ｎｍ／ｓｅｃの速度で、４０ｎｍの厚さに蒸着し、有機半導体層を形成した。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは８０ｎｍであり、チャネル幅は２ｍｍ、チャネル長は５０μｍであった。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、３.５×１０−１（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は２.７×１０７であった。
【００８３】
（実施例１０）
実施例９において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号３の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号１２の化合物を使用した以外は、実施例９に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、２.８×１０−１（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は３.２×１０７であった。
【００８４】
第１表より、本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、有機トランジスタとして優れた特性を有しており、さらに経時変化が抑制された、安定性に優れた有機トランジスタであることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れており、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、ＲＦＩＤｓ(radio frequency identification cards)などに使用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１１：基板
２１：ゲート電極
３１：ゲート絶縁層
４１：ドレイン電極
５１：有機半導体層
６１：ソース電極
１２：基板
２２：ゲート電極
３２：ゲート絶縁層
４２：ドレイン電極
５２：有機半導体層
６２：ソース電極
１３：基板
２３：ゲート電極
３３：ゲート絶縁層
４３：ドレイン電極
５３：有機半導体層
６３：ソース電極
１４：基板
２４：ゲート電極
３４：ゲート絶縁層
４４：ドレイン電極
５４：有機半導体層
６４：ソース電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機トランジスタに関する。さらに詳しくは、特定構造の有機化合物を有機半導体層に用いてなる有機トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを用いてなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、液晶表示装置などのフラットパネル表示用のスイッチング素子として広く用いられている。しかし、これらシリコンを用いた薄膜トランジスタの作製に用いられるＣＶＤ装置は、高価であり、大型の薄膜トランジスタ素子の製造は、製造コストの増大を伴うという難点がある。
また、アモルファスシリコンや多結晶シリコンの成膜は、高温度下で実施されるため、基板としては、軽量で、フレキシビリティーではあるが、耐熱性に乏しいプラスチック材料などは使用できないという難点がある。
上記問題を解決するために、アモルファスシリコンや多結晶シリコンに代えて、有機化合物をチャネル半導体層（以下、有機半導体層という）に用いた有機トランジスタ（有機薄膜トランジスタ、有機ＴＦＴとも称される）が提案されている（非特許文献１）。
有機半導体層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法や塗布法などが知られており、これらの成膜方法によれば、製造コストを抑えつつ、有機トランジスタ素子の大型化が容易となる。
さらには、成膜時に必要となる温度を下げることができ、有機化合物を用いた有機トランジスタでは、基板にプラスチック材料を使用することが可能となり、フレキシブルな表示素子への適用が可能となり、その実用化に期待が集まっている。
【０００３】
実用的な有機トランジスタは、高い電荷移動度、および大きな電流オン／オフ比などの特性を有している必要がある。ここで「オン／オフ比」という用語は、有機トランジスタがオンであるときのソース電極とドレイン電極間の電流の、有機トランジスタがオフであるときのソース電極とドレイン電極間の電流に対する比を意味する。
さらには、有機トランジスタの実用化に向けては、優れた保存安定性が必要となる。
現在までに、有機半導体層に、例えば、ペンタセンを用いた有機トランジスタが提案されている（非特許文献２）。
しかし、ペンタセンを用いてなる有機トランジスタは、大気中では有機トランジスタとしての機能は低く、且つ、保存安定性が低いという難点がある。
さらに、チオフェンオリゴマー（α−ヘキサチエニレン）を有機半導体層に用いた有機トランジスタが提案されている（非特許文献３）。しかし、該有機トランジスタも、空気中での保存安定性が低いという難点がある。
尚、これらの化合物を有機半導体層に用いる際には、真空蒸着法（ドライプロセス）により層を形成されている。
また、溶媒に溶解または分散させた状態で塗布法（ウェットプロセス）により、有機半導体層を形成するものとして、例えば、ポリチオフェン化合物が提案されている（特許文献１〜２）。しかし、ポリチオフェン化合物を有機半導体層に用いてなる有機トランジスタの電荷移動度も充分に高いとは言えず、また空気中の保存安定性も充分ではない。
現在では、実用化に向け、一層改良された有機トランジスタの開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２１４３４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６１６５５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３，１３７２（１９９３）
【非特許文献２】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，１８５４（１９９８）
【非特許文献３】Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８，２７０（１９９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在までに、種々の有機化合物を有機半導体層に用いた有機トランジスタの提案がなされているが、そのいずれもが、実用的に充分満足できる特性を有しているとはいい難いものであった。
本発明は、上述に鑑み、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することである。
溶媒に溶解または分散させた状態で塗布法（ウェットプロセス）により、有機半導体層を形成した場合にも、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れた有機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】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定構造を有するオリゴマーまたはポリマーを有機半導体層に含有してなる有機トランジスタは、電荷移動度が高く、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（i）有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、
１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、
式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、電荷移動度が高く、電流のオン／オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図２】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図３】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【図４】本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機トランジスタは、該有機半導体層に、
１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、
式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる。
本発明に係る１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ有し、且つ、式（２）で表される構造単位少なくとも一つ有して成り、その繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを、以下、本発明に係る化合物Ａと略記する。
【００１１】
式（１）で表される構造単位において、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す。
尚、本明細書において、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの炭素環式芳香族基、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの複素環式芳香族基を表す。また、アリール基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは炭素数４〜２０の前記ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよいアリール基などが挙げられる。
式（１）で表される構造単位において、より好ましくは、Ｘ1 およびＸ２は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を表す。
【００１２】
式（１）における、Ｘ1およびＸ２の具体例としては、例えば、水素原子；例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子；例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、１−メチルペンチル基、４−メチル−２−ペンチル基、３，３−ジメチルブチル基、２−エチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１−メチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ｎ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、１−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、２−プロピルペンチル基、ｎ−ノニル基、２，２−ジメチルヘプチル基、２，６−ジメチル−４−ヘプチル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、１−ヘキシルヘプチル基、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−エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの直鎖、分岐または環状のアルキル基；
例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、３，３−ジメチルブチルオキシ基、２−エチルブチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基、ｎ−ウンデシルオキシ基、ｎ−ドデシルオキシ基、ｎ−トリデシルオキシ基、ｎ−テトラデシルオキシ基、ｎ−ペンタデシルオキシ基、ｎ−ヘキサデシルオキシ基、ｎ−ヘプタデシルオキシ基、ｎ−オクタデシルオキシ基、ｎ−エイコシルオキシ基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシ基；
【００１３】
例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ｎ−ブトキシメチル基、ｎ−ペンチルオキシメチル基、ｎ−ヘキシルオキシメチル基、（２−エチルブチルオキシ）メチル基、ｎ−ヘプチルオキシメチル基、ｎ−オクチルオキシメチル基、ｎ−デシルオキシメチル基、ｎ−ドデシルオキシメチル基、２−メトキシエチル基、２−エトキシエチル基、２−ｎ−プロポキシエチル基、２−イソプロポキシエチル基、２−ｎ−ブトキシエチル基、２−ｎ−ペンチルオキシエチル基、２−ｎ−ヘキシルオキシエチル基、２−（２’−エチルブチルオキシ）エチル基、２−ｎ−ヘプチルオキシエチル基、２−ｎ−オクチルオキシエチル基、２−（２’−エチルヘキシルオキシ）エチル基、２−ｎ−デシルオキシエチル基、２−ｎ−ドデシルオキシエチル基、２−ｎ−テトラデシルオキシエチル基、２−シクロヘキシルオキシエチル基、２−メトキシプロピル基、３−メトキシプロピル基、３−エトキシプロピル基、３−ｎ−プロポキシプロピル基、３−イソプロポキシプロピル基、３−ｎ−ブトキシプロピル基、３−ｎ−ペンチルオキシプロピル基、３−ｎ−ヘキシルオキシプロピル基、３−（２’−エチルブトキシ）プロピル基、３−ｎ−オクチルオキシプロピル基、３−（２’−エチルヘキシルオキシ）プロピル基、３−ｎ−デシルオキシプロピル基、３−ｎ−ドデシルオキシプロピル基、３−ｎ−テトラデシルオキシプロピル基、３−シクロヘキシルオキシプロピル基、４−メトキシブチル基、４−エトキシブチル基、４−ｎ−プロポキシブチル基、４−イソプロポキシブチル基、４−ｎ−ブトキシブチル基、４−ｎ−ヘキシルオキシブチル基、４−ｎ−オクチルオキシブチル基、４−ｎ−デシルオキシブチル基、４−ｎ−ドデシルオキシブチル基、５−メトキシペンチル基、５−エトキシペンチル基、５−ｎ−プロポキシペンチル基、５−ｎ−ペンチルオキシペンチル基、６−メトキシヘキシル基、６−エトキシヘキシル基、６−イソプロポキシヘキシル基、６−ｎ−ブトキシヘキシル基、６−ｎ−ヘキシルオキシヘキシル基、６−ｎ−デシルオキシヘキシル基、４−メトキシシクロヘキシル基、７−メトキシヘプチル基、７−エトキシヘプチル基、７−イソプロポキシヘプチル基、８−メトキシオクチル基、８−エトキシオクチル基、９−メトキシノニル基、９−エトキシノニル基、１０−メトキシデシル基、１０−エトキシデシル基、１０−ｎ−ブトキシデシル基、１１−メトキシウンデシル基、１１−エトキシウンデシル基、１２−メトキシドデシル基、１２−エトキシドデシル基、１２−イソプロポキシドデシル基、１４−メトキシテトラデシル基、テトラヒドロフルフリル基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基；
【００１４】
例えば、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−ｎ−プロピルフェニル基、４−イソプロピルフェニル基、４−ｎ−ブチルフェニル基、４−イソブチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ｎ−ペンチルフェニル基、４−イソペンチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ペンチルフェニル基、４−ｎ−ヘキシルフェニル基、４−シクロヘキシルフェニル基、４−ｎ−ヘプチルフェニル基、４−ｎ−オクチルフェニル基、４−ｎ−ノニルフェニル基、４−ｎ−デシルフェニル基、４−ｎ−ウンデシルフェニル基、４−ｎ−ドデシルフェニル基、４−ｎ−テトラデシルフェニル基、２，３−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、２，５−ジメチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，４−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、３，４，５−トリメチルフェニル基、２，３，５，６−テトラメチルフェニル基、５−インダニル基、１，２，３，４−テトラヒドロ−５−ナフチル基、１，２，３，４−テトラヒドロ−６−ナフチル基、
２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、３−エトキシフェニル基、４−エトキシフェニル基、４−ｎ−プロポキシフェニル基、４−イソプロポキシフェニル基、４−ｎ−ブトキシフェニル基、４−イソブトキシフェニル基、４−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘキシルオキシフェニル基、４−シクロヘキシルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘプチルオキシフェニル基、４−ｎ−オクチルオキシフェニル基、４−ｎ−ノニルオキシフェニル基、４−ｎ−デシルオキシフェニル基、４−ｎ−ウンデシルオキシフェニル基、４−ｎ−ドデシルオキシフェニル基、４−ｎ−テトラデシルオキシフェニル基、２，３−ジメトキシフェニル基、２，４−ジメトキシフェニル基、２，５−ジメトキシフェニル基、３，４−ジメトキシフェニル基、３，５−ジメトキシフェニル基、３，５−ジエトキシフェニル基、２−メトキシ−４−メチルフェニル基、２−メトキシ−５−メチルフェニル基、２−メチル−４−メトキシフェニル基、３−メチル−４−メトキシフェニル基、３−メチル−５−メトキシフェニル基、
２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基、２−クロロフェニル基、３−クロロフェニル基、４−クロロフェニル基、４−ブロモフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、２，４−ジフルオロフェニル基、２，４−ジクロロフェニル基、３，４−ジフルオロフェニル基、３，４−ジクロロフェニル基、３，５−ジフルオロフェニル基、３，５−ジクロロフェニル基、３，４，５−トリフルオロフェニル基、２−メチル−４−クロロフェニル基、２−クロロ−４−メチルフェニル基、３−クロロ−４−メチルフェニル基、２−クロロ−４−メトキシフェニル基、３−メトキシ−４−フルオロフェニル基、３−メトキシ−４−クロロフェニル基、３−フルオロ−４−メトキシフェニル基、２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニル基、４−フェニルフェニル基、３−フェニルフェニル基、４−（４’−メチルフェニル）フェニル基、４−（４’−メトキシフェニル）フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−エトキシ−１−ナフチル基、６−ｎ−ブチル−２−ナフチル基、６−メトキシ−２−ナフチル基、７−エトキシ−２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、２−テトラセニル基、２−フルオレニル基、９，９−ジメチル−２−フルオレニル基、９，９−ジ−ｎ−プロピル−２−フルオレニル基、２−フリル基、２−チエニル基、５−ｎ−プロピル−２−チエニル基、５−ｎ−ブチル−２−チエニル基、５−ｎ−ヘキシル−２−チエニル基、５−ｎ−オクチル−チエニル基、５−ｎ−デシル−２−チエニル基、５−ｎ−トリデシル−２−チエニル基、５−フェニル−２−チエニル基、５−（２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−ブチル−２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−ヘキシル−２’−チエニル）−２−チエニル基、５−（５’−ｎ−デシル−２’−チエニル）−２−チエニル基、３−チエニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基などの置換または未置換のアリール基を挙げることができる。
【００１５】
式（１）において、より好ましくは、Ｘ1およびＸ２は水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜１６の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数６〜２０のアリール基であり、さらに好ましくは、水素原子である。
式（１）で表される構造単位は、結合手を考慮し、好ましくは、一般式（１−Ａ）〜一般式（１−Ｄ）で表される構造であり、より好ましくは、一般式（１−Ａ）または一般式（１−Ｂ）で表される構造である。
【００１６】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は一般式（１）の場合と同じ意味を表す〕
本発明に係る化合物Ａにおいて、一つの繰り返し単位中、式（１）で表される構造単位は２つ以上含有しており、この場合、式（１）で表される構造単位は同一の構造でもよく、また異なる構造であってもよい。
式（２）で表される構造単位において、Ａｒは置換または未置換のアリーレン基を表し、該アリーレン基としては、好ましくは、環の構成炭素数が６〜２０の２価の炭素環式芳香族基、あるいは環の構成炭素数が２〜１２の２価の複素環式芳香族基である。
【００１７】
Ａｒで表されるアリーレン基としては、例えば、１,２−フェニレン基、１,３−フェニレン基、１，４−フェニレン基、３,３’−ビフェニレン基、３,４’−ビフェニレン基、４，４’−ビフェニレン基、９Ｈ−フルオレン−２，７−ジイル基、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、アントラセン−２，６−ジイル基、アントラセン−９，１０−ジイル基、フェナントレン−１，８−ジイル基、フェナントレン−９，１０−ジイル基、テトラセン−２，８−ジイル基、テトラセン−５，１２−ジイル基、ピレン−１，６−ジイル基、ペリレン−３，９−ジイル基、ペリレン−３，１０−ジイル基などの炭素環式芳香族基、
【００１８】
例えば、チオフェン−２,５−ジイル基、２,２’−ビチオフェン−５,５’−ジイル基、チエノ［２，３−ｂ］チオフェン−２,５−ジイル基、チエノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル基、ジチエノ［３,２−ｂ：２’,３’−ｄ］チオフェン−２,６−ジイル基、ジチエノ［２，３−ｂ：３’，２’−ｄ］チオフェン−２,６−ジイル基、ベンゾ［１，２−ｂ：４，５−ｂ’］ジチオフェン−２，５−ジイル基、ベンゾ［１，２−ｂ：５，４−ｂ’］ジチオフェン−２，５−ジイル基、ジベンゾフラン−２，８−ジイル基、ジベンゾチオフェン−２，８−ジイル基、ジベンゾチオフェン−３，７−ジイル基、９Ｈ−カルバゾールー２，７−ジイル基、９Ｈ−カルバゾールー３，６−ジイル基、１０Ｈ−フェノキサジン−３，７−ジイル基、１０Ｈ−フェノチアジン−３，７−ジイル基、
【００１９】
オキサゾール−２，５−ジイル基、チアゾール−２，５−ジイル基、１，３，４−オキサジアゾール−２，５−ジイル基、オキサゾロ［５，４−ｄ］オキサゾール−２，５−ジイル基、チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾール−２，５−ジイル基、ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピラジン−２，５−ジイル基、キノリン−２，６−ジイル基、キノキサリン−２，３−ジイル基、キノキサリン−２，６−ジイル基、アントラゾリン−２，７−ジイル基などの複素環式芳香族基を挙げることができる。
【００２０】
Ａｒで表されるアリーレン基は置換基を有していてもよく、例えば、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基で置換されていてもよい。
アリーレン基に置換していてもよい置換基の具体例としては、より好ましくは、式（１）のＸ1 およびＸ２で例示したハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を例示することができる。
式（２）で表される構造単位において、Ａｒで表されるアリーレン基としては、より好ましくは、式（Ａ−１）〜式（Ａ−１２）で表されるアリーレン基であり、さらに好ましくは、式（Ａ−３）、式（Ａ−４）、式（Ａ−６）、式（Ａ−７）、式（Ａ−８）、式（Ａ−９）または式（Ａ−１０）で表されるアリーレン基であり、特に好ましくは、式（Ａ−３）、式（Ａ−６）、式（Ａ−７）、式（Ａ−８）または式（Ａ−９）で表されるアリーレン基である。
【００２１】
（式中、Ｒ１〜Ｒ６０はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す）
【００２２】
本発明に係る化合物Ａにおいて、一つの繰り返し単位中、式（２）で表される構造単位は１つ以上含有しており、２つ以上の構造単位を含む場合、式（２）で表される構造単位は同一の構造でもよく、また異なる構造であってもよい。
本発明に係る化合物Ａは、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、その繰り返し単位の繰り返し数は、１〜１００００である。
本発明に係る化合物Ａとしては、数平均分子量（Ｍｎ）は、約５５０〜約３０００００であり、重量平均分子量（Ｍｗ）は、約５５０〜約１００００００であり、より好ましくは、数平均分子量は、約６００〜約１０００００であり、重量平均分子量は、約６００〜約５０００００である。
【００２３】
本発明に係る化合物Ａとしては、より好ましくは、一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーである。
Ｒ０−［（Ａ）ａ−（Ｂ）ｂ−（Ｃ）ｃ−（Ｄ）ｄ］ｎ−Ｒ００ （３）
〔式中、ＡおよびＣは、式（１）で表される構造単位を表し、ＢおよびＤは、式（２）で表される構造単位を表し、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、０、１または２以上の整数を表し（但し、ａとｃの合計は２以上の整数を表し、ｂとｄの合計は１以上の整数を表す）、ｎは１〜１００００の整数を表し、Ｒ０およびＲ００は、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、置換または未置換のアリール基、あるいは反応性基を表す〕
一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーにおいて、Ｒ０およびＲ００で表されるハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、置換または未置換のアリール基の具体例としては、好ましくは、式（１）のＸ1 およびＸ２で例示したハロゲン原子、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、炭素数２〜２０の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数４〜２０の置換または未置換のアリール基を例示することができる。
【００２４】
また、Ｒ０およびＲ００で表される反応性基は、オリゴマー化、またはポリマー化に際して反応性を有する基であり、例えば、−Ｂ（ＯＨ）２などのようなＳｕｚｕｋｉカップリング反応に有効なホウ素含有基、例えば、トリアルキルスズ基（以下、「−ＳｎＲ３」と表わし、Ｒはアルキル基を意味する）などのようなＳｔｉｌｌｅカップリング反応に有効なスズ含有基を挙げることができる。
尚、これらの反応性基は、所望により、オリゴマーまたはポリマーの製造過程、あるいは製造後に、例えば、アリールハライド（例えば、ヨードベンゼン、４−アルキルブロモベンゼン）を、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムクロライド〕および塩基の存在下に作用させることにより、アリール基などの反応性のない置換基に変換することができる。
【００２５】
本発明に係る化合物Ａにおいて、繰り返し単位の繰り返し数が２以上の場合、一つの繰り返し単位と、他の繰り返し単位は同一であってもよく、異なっていてもよい。
異なる場合は、式（１）で表される構造単位、および式（２）で表される構造単位の少なくとも１種がそれぞれ異なる構造の場合や、式（１）で表される構造単位の数、および式（２）で表される構造単位の数がそれぞれ異なる場合、その両者が異なる場合のいずれをも含む。
本発明に係る化合物Ａは、ホモオリゴマー、コオリゴマー、ホモポリマーおよびコポリマーを表し、例えば、ランダムコオリゴマー、交互コオリゴマー、ブロックコオリゴマー、ランダムコポリマー、交互コポリマー、ブロックコポリマーを包含するものである。
一般式（３）で表されるオリゴマーまたはポリマーを例に説明すると、モノマー配列として、例えば、−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｃ−Ｂ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｄ−、あるいは−Ａ−Ｂ−Ａ−Ａ−Ｃ−のような配列を有するランダムコオリゴマー、ランダムコポリマー、
また、モノマー配列として、例えば、−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−のような配列を有する交互コオリゴマー、交互コポリマー、
さらには、モノマー配列として、例えば−Ａ−Ａ−Ｂ−Ｂ−Ｂ−Ｃ−Ｃ−Ｃ−Ｄ−Ｄ−のような配列を有するブロックコオリゴマー、ブロックコポリマーを包含するものである。
本発明の有機トランジスタにおいては、有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも一つ含有してなるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有することが特徴であり、このことにより、従来にはない、電荷移動度が高く、電流のオン／オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る化合物Ａとしては、例えば、一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）で表されるオリゴマーまたはポリマーを好ましいものとして挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明に係る化合物Ａとしては、より好ましくは、一般式（３−ａ）または一般式（４−ａ）で表されるオリゴマーまたはポリマーである。
【００２７】
一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）で表される構造において、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立に、式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、好ましくは前記、式（Ａ−１）〜式（Ａ−１２）で表されるアリーレン基から任意に選択される１つまたは２つの基である。
一般式（１−ａ）〜一般式（６−ａ）中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、ｎは２以上の整数を表す。
【００２８】
本発明に係る化合物Ａは、それ自体公知の方法を参考にして製造することができる。
例えば、一般式（１−ａ）で表される化合物は、一般式（４）および一般式（５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式(１−ａ)で表される化合物は、一般式(７)および一般式(８)で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式(９)で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer. Chem. Soc.,101、4992 (1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
【００２９】
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａｒ１は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ(ＯＨ)２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（４）、一般式（５）および一般式（９）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（６）、一般式（７）および一般式（８）で表される化合物において、
Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３０】
一般式（２−ａ）で表される化合物は、一般式（４）および一般式（５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１０）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（２−ａ）で表される化合物は、一般式（７）および一般式（８）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１１）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
〔式中、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立に、式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１０）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
一般式（１１）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００３１】
一般式（３−ａ）で表される化合物は、一般式（１２）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（３−ａ）で表される化合物は、一般式（１３）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（９）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
【００３２】
一般式（４−ａ）で表される化合物は、一般式（１２）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１０）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（４−ａ）で表される化合物は、一般式（１３）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１１）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１２）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（１３）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３３】
一般式（５−ａ）で表される化合物は、例えば、一般式（１４）で表される化合物に、アルキルマグネシウムハライドを作用させた後、ニッケル触媒〔例えば、Ｎｉ（ｄｐｐｐ）Ｃｌ２（尚、ｄｐｐｐは、ジフェニルフォスフィノプロパンを表す）〕を作用させて製造することができる〔例えば、Macromolecules.,34、4324(2001)に記載の方法を参考にすることができる〕。
また、一般式（５−ａ）で表される化合物は、一般式（１４）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１５）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
〔式中、Ｘ１およびＸ２は式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａｒ１は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１４）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
また、一般式（１５）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【００３４】
一般式（６−ａ）で表される化合物は、例えば、一般式（１４）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１６）で表される化合物を作用させることにより製造することができる。
また、一般式（６−ａ）で表される化合物は、一般式（１５）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒〔例えば、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムジクロライド〕および塩基の存在下、一般式（１７）で表される化合物を作用させることにより製造することができる〔例えば、Chem.Rev.,95、2457(1995)、J.Amer.Chem.Soc.,101、4992(1979)に記載の方法を参考にすることができる〕。
〔式中、Ａｒ２は式（２）においてＡｒで表されるアリーレン基を表し、Ｚ１およびＺ２はハロゲン原子を表し、Ｍ１およびＭ２は−Ｂ（ＯＨ）２または−ＳｎＲ３を表す〕
尚、一般式（１６）で表される化合物において、Ｍ１およびＭ２で表される−ＳｎＲ３中のアルキル基Ｒは、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
また、一般式（１７）で表される化合物において、Ｚ１およびＺ２で表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。
【００３５】
本発明に係る化合物Ａの具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
尚、例示化合物中、ｎは２以上の整数を表す。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
尚、本発明に係る化合物Ａは、場合により使用した溶媒（例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒）との溶媒和を形成した型で製造されることがあるが、本発明の有機トランジスタには、本発明に係る化合物Ａの無溶媒和物は勿論、このような溶媒和物をも使用することができる。本発明に係る化合物Ａを、有機トランジスタに使用する場合、再結晶法、カラムクロマトグラフィー法、昇華精製法などの精製方法、あるいはこれらの方法を併用して、純度を高めた化合物を使用することは好ましいことである。
有機トランジスタは、通常、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極、およびゲート絶縁層、有機半導体層を有して成るものであり、本発明の有機トランジスタにおいては、該有機半導体層に本発明に係る化合物Ａを少なくとも１種含有してなるものである。
本発明の有機トランジスタの形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の有機トランジスタの一形態を示す模式的断面図である。
この有機トランジスタの形態においては、基板１１上にゲート電極２１が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層３１が積層されており、その上に所定の間隔で形成されたソース電極６１およびドレイン電極４１が形成されており、さらにその上に有機半導体層５１が積層されている（ボトムゲート・ボトムコンタクト構造）。
図２に示した有機トランジスタの形態においては、基板１２上にゲート電極２２が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層３２が積層されており、その上に有機半導体層５２が積層されており、さらにその上に、所定の間隔でソース電極６２およびドレイン電極４２が形成されている（ボトムゲート・トップコンタクト構造）。
【００６６】
また、図３に示した有機トランジスタの形態においては、基板１３の上に、所定の間隔でソース電極６３およびドレイン電極４３が形成されており、その上に有機半導体層５３が積層されており、その上にゲート絶縁層３３が積層されており、さらにその上にゲート電極２３が設けられている（トップゲート・ボトムコンタクト構造）。
図４に示した有機トランジスタの形態においては、基板１４の上に、有機半導体層５４が積層されており、その上に、所定の間隔でソース電極６４およびドレイン電極４４が形成されており、その上にゲート絶縁層３４が積層されており、さらにその上にゲート電極２４が設けられている（トップゲート・トップコンタクト構造）。
このような構成を有する有機トランジスタでは、有機半導体層がチャネル領域を形成しており、ゲート電極に印加される電圧で、ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が制御されることによってオン／オフ動作する。
【００６７】
本発明の有機トランジスタに使用する基板としては、特に限定するものではないが、一般には、ガラス、石英、シリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、プラスチック基板などを用いることができる。さらには、これらを組み合わせた複合基板も用いることができ、一層構造でも、多層構造の形態でもよい。
プラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート、トリアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートなどからなる基板が挙げられる。
尚、導電性のある基板、例えば、シリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることもできる。
【００６８】
本発明の有機トランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極に用いる材料としては特に限定するものではなく、導電性の材料であれば任意に用いることができる。
電極材料としては、例えば、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、クロム、鉄、錫、タンタル、パラジウム、テルル、イリジウム、ルテニウム、ゲルマニウム、タングステン、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム／インジウム合金、マグネシウム／銅合金、マグネシウム／銀合金、マグネシウム／アルミニウム合金、クロム／モリブデン合金、アルミニウム／リチウム合金、アルミニウム／スカンジウム／リチウム合金、ナトリウム／カリウム合金などの金属や合金、さらには、フッ素ドープ酸化亜鉛、導電率を向上させたシリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができ、より好ましくは、酸化インジウムスズ合金、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、導電率を向上させたシリコン系材料、炭素材料である。これらはバルク状、薄片状、微粒子状等、様々な形態で使用できる。
【００６９】
また、電極材料としては、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマー（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体など）も好適に用いられる。
尚、これらの電極材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
ソース電極、ドレイン電極は、上に挙げた電極材料の中でも、有機半導体層との接触面において電気抵抗が小さいものが好ましい。
各電極の形成方法としては、特に限定するものではないが、例えば、導電性の材料を、蒸着やスパッタリングなどの方法を用いて形成することができ、リソグラフやエッチング処理により、所望の形状にパターニングできる。
また、導電性ポリマーや導電性微粒子を用いて電極を形成する場合には、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子の分散液を、インクジェット法によりパターニングしてもよく、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらには、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（銀ペースト、カーボンペーストなど）などを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法を用いることもできる。
【００７０】
ソース電極、ドレイン電極の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数百μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1ｎｍ〜1００μｍであり、さらに好ましくは、１０ｎｍ〜２０μｍである。
尚、ソース電極、ドレイン電極は、互いに対向するように配置されるが、その間隔（チャネル長）は、一般に、数百ｎｍ〜数ｍｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1００ｎｍ〜1ｍｍであり、さらに好ましくは、１μｍ〜５００μｍである。
また、ソース電極、ドレイン電極の表面は、例えば、４，４−ジメチルペンタンチオール、パーフルオロヘキサンチオール、パーフルオロヘプタンチオール、パーフルオロオクタンチオールなどの脂肪族アルキルチオール化合物、例えば、２，４，６−トリフルオロチオフェノール、ペンタフルオロチオフェノール、４−トリフルオロメチルチオフェノールなどの芳香族チオール化合物で修飾されていてもよい。
ゲート絶縁層に使用する材料としては、種々の絶縁材料を用いることができ、無機絶縁体あるいは有機高分子化合物が好ましい。
無機絶縁体としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどを挙げることができ、より好ましくは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。
【００７１】
無機絶縁体からなるゲート絶縁層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセス、さらには、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、エアーナイフ法、スライドホッパー法、エクストリュージョン法などの塗布法、各種印刷法やインクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができ、使用する材料の特性に応じて適宜選択して適用することができる。また、シリコン系材料をゲート電極として用い、有機半導体形成前にゲート絶縁層を形成する場合には、熱酸化法で形成してもよい。
ゲート絶縁層に用いる有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系の光硬化性樹脂、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルランなどを用いることができる。有機高分子化合物を用いたゲート絶縁層の形成法としては、ウェットプロセスが好ましい。
ゲート絶縁層に使用する絶縁材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【００７２】
尚、ゲート絶縁層に無機絶縁体として、例えば、酸化ケイ素を使用する場合、有機半導体層との界面になる酸化ケイ素の表面は、例えば、ヘキサメチルジシラザン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ベンジルトリクロロシラン、１−ヘキシルフォスフォン酸、１−オクチルフォスフォン酸、１−ヘキサデシルフォスフォン酸、３，７，１１，１５−テトラメチル−１−ヘキサデシルフォスフォン酸などで処理されていてもよい。
また、有機高分子化合物をゲート絶縁層に使用し、ゲート絶縁層を形成した後有機半導体層を形成する場合は、有機高分子化合物からなるゲート絶縁層上にラビング処理を施してから有機半導体層を形成するようにしてもよい。
ゲート絶縁層の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数十μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、５ｎｍ〜1０μｍであり、さらに好ましくは、１０ｎｍ〜５μｍである。
本発明の有機トランジスタは、有機半導体層に本発明に係る化合物Ａを少なくとも１種含有してなるものであり、本発明に係る化合物Ａは、１種を単独で使用してもよく、複数種を併用してもよい。
【００７３】
さらに、有機半導体層は、本発明に係る化合物Ａと、他のキャリア輸送性化合物（例えば、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリキノリン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、フタロシアニン誘導体など）を併用して形成されていてもよい。この場合、本発明に係る化合物Ａの含有量は、２０質量％以上が好ましく、５０質量％以上になるように調製することがより好ましい。
さらに、有機半導体層は、本発明に係る化合物Ａと、高分子化合物から形成されていてもよい。係る高分子化合物としては、例えば、ポリアクリル酸誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、ポリ（シクロヘキシルメタクリレート）誘導体、ポリエチレン誘導体、ポリプロピレン誘導体、ポリイソプレン誘導体、ポリブタジエン誘導体、ポリイソブチレン誘導体、ポリメチルペンテン誘導体、ポリ（ビニルシクロヘキサン）誘導体、ポリスチレン誘導体、ポリ（４−メチルスチレン）誘導体、ポリ（α−メチルスチレン）誘導体、ポリ（α−ビニルナフタレン）誘導体、ポリ（ビニルトルエン）誘導体、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）誘導体、ポリ（４−ビニルビフェニル）誘導体、ポリ（２−メチル−１，３−ブタジエン）誘導体、ポリ（スチレン・アクリロニトリル）共重合体、ポリ（スチレン・ブタジエン）共重合体、ポリ塩化ビニル誘導体、ポリエチレンテレフタレート誘導体、ポリブチレンテレフタレート誘導体、ナイロン誘導体、ポリエステル誘導体、ポリイミド誘導体、ポリフェノール誘導体、セルロース誘導体、ビニロン誘導体などを挙げることができる。
これらの高分子化合物は１種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
尚、本発明に係る化合物Ａと、高分子化合物を併用して、有機半導体層を形成する場合、本発明に係る化合物Ａの含有量は、高分子化合物に対して、５質量％以上が好ましく、２０質量％以上になるように調製することがより好ましい。
【００７４】
本発明の有機トランジスタは、ｐ型（正孔がキャリアとして機能する）の有機トランジスタ、またはｎ型（電子がキャリアとして機能する）の有機トランジスタとして機能するが、好ましくは、ｐ型の有機トランジスタとして使用するのが好ましい。
有機半導体層の形成方法としては、特に限定するものではなく、公知の形成方法を用いることができる。形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、熱転写法、レーザー転写法などのドライプロセス、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、ＬＢ法（ラングミューア・ブロジュット法）、各種印刷法、インクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができる。
【００７５】
ウェットプロセスにより、有機半導体層の形成する場合は、本発明に係る化合物Ａを、溶媒に溶解、または分散させた溶液を用いる。
係る溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールなどのエーテル系溶媒、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンなどの炭化水素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、グルタロジニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル系溶媒、ジメチルスルフォキサイド、スルフォラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒などを挙げることができる。これらの溶媒は単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
係る溶媒中の本発明に係る化合物Ａの濃度に関しては、特に制限するものではないが、
一般には、０．０１〜２０質量％、より好ましくは、０．０５〜１５質量％程度に調製することが好ましい。
有機半導体層の膜厚に関しては、特に制限するものではないが、一般に、数ｎｍ〜数十μｍの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1ｎｍ〜1０μｍであり、さらに好ましくは、５ｎｍ〜１μｍである。
【００７６】
本発明の有機トランジスタにおいては、所望により、有機半導体層はドーピング処理を施されていてもよい。
尚、ドーパントとしては、ドナー性ドーパント、アクセプター性ドーパントのいずれも使用可能であり、アクセプター性ドーパントを使用することは好ましい。
ドナー性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物に電子を供与する機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。ドナー性ドーパントとしては、例えば、
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ4Ｐ+（Ｒはアルキル基を表す）、Ｒ4Ａｓ+（Ｒはアルキル基を表す）、Ｒ3Ｓ+（Ｒはアルキル基を表す）、アセチルコリンなどが挙げられる。
【００７７】
アクセプター性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物から電子を取り去る機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。
アクセプター性ドーパントとしては、例えば、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｉ2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、
ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン化合物、ＰＦ5、ＡｓＦ5、ＳｂＦ5、ＢＦ3、ＢＣｌ3、
ＢＢｒ3、ＳＯ3などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌＯ4、
ＦＳＯ3Ｈ、ＣｌＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、
ＮｂＣｌ5、ＴａＣｌ5、ＭｏＣｌ5、ＷＦ5、ＷＣｌ６、ＵＦ6、ＬｎＣｌ3(Ｌｎ＝Ｌａ、
Ｃｅ、Ｎｄ、ＰｒなどのランタノイドとＹ)などの遷移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、
ＣｌＯ4-、ＰＦ6-、ＡｓＦ5-、ＳｂＦ6-、ＢＦ4-、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどが挙げられる。
尚、ドーピング方法としては、有機半導体層を形成した後に、ドーパントを導入する方法、あるいは有機半導体層の形成時に、ドーパントを導入する方法を適用することができる。
また、本発明の有機トランジスタは、大気中の酸素、水分などの影響を軽減する目的で、有機トランジスタの外周面の全面、または一部にガスバリア層を設けることもできる。ガスバリア層を形成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを挙げることができる。さらには、ゲート絶縁層に使用する材料として挙げた無機絶縁体もガスバリア層の形成に用いることができる。
尚、本発明の有機トランジスタは、例えば、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、ＲＦＩＤｓ(radio frequency identification cards)などに使用することができる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７９】
（実施例１）
ゲート電極としての抵抗率０．０２Ω・ｃｍのシリコン基板に、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜(ＳｉＯ2）を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたＳｉＯ2層がゲート絶縁層となる。シリコン基板を８０℃に加熱しておき、その上に、例示化合物番号１１の化合物のクロロベンゼン溶液（濃度：０．４質量％）を塗布したところ、クロロベンゼンが蒸発し、８０ｎｍの厚さの例示化合物番号１１の化合物からなる有機半導体層が形成された。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは８０ｎｍであり、チャネル幅は２ｍｍ、チャネル長は５０μｍであった。
以上のように作製した有機トランジスタは、ｐ型のトランジスタ素子としての特性を示した。有機トランジスタの電流−電圧(Ｉ−Ｖ)特性の飽和領域から、電荷移動度を求めた。
さらに、ドレインバイアス−５０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖおよび０Ｖにした時のドレイン電流値を測定し、電流のオン／オフ比を求めた。
さらに、作製した有機トランジスタ素子を大気中で、２５℃で、１ヶ月保存した後、再度、電荷移動度と電流のオン／オフ比を測定した。測定結果を第１表に示した。
【００８０】
（実施例２〜８）
実施例１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号１１の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号２５の化合物（実施例２）、例示化合物番号３３の化合物（実施例３）、例示化合物番号５３の化合物（Ｍｎ＝１３４００）（実施例４）、例示化合物番号６５の化合物（Ｍｎ＝１５８００）（実施例５）、例示化合物番号６７の化合物（Ｍｎ＝１０８００）（実施例６）、例示化合物番号８３の化合物（Ｍｎ＝１６４００）（実施例７）、例示化合物番号９３の化合物（Ｍｎ＝１７０００）（実施例８）を使用した以外は、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第１表に示した。
【００８１】
（比較例１）
実施例１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号１１の化合物を使用する代わりに、特許文献１に記載のポリチオフェン〔下記の比較化合物（Ｍｎ＝１７０００）〕を使用した以外は、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第１表に示した。
【００８２】
（実施例９）
ゲート電極としての抵抗率０.０２Ω・ｃｍのシリコン基板に、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜(ＳｉＯ2)を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたＳｉＯ2層がゲート絶縁層となる。この上に、真空下(５×１０−４Ｐａ)で、例示化合物番号３の化合物を、蒸着速度０.０３ｎｍ／ｓｅｃの速度で、４０ｎｍの厚さに蒸着し、有機半導体層を形成した。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは８０ｎｍであり、チャネル幅は２ｍｍ、チャネル長は５０μｍであった。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、３.５×１０−１（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は２.７×１０７であった。
【００８３】
（実施例１０）
実施例９において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号３の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号１２の化合物を使用した以外は、実施例９に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例１に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、２.８×１０−１（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は３.２×１０７であった。
【００８４】
第１表より、本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、有機トランジスタとして優れた特性を有しており、さらに経時変化が抑制された、安定性に優れた有機トランジスタであることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン／オフ比を有し、かつ保存安定性に優れており、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、ＲＦＩＤｓ(radio frequency identification cards)などに使用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１１：基板
２１：ゲート電極
３１：ゲート絶縁層
４１：ドレイン電極
５１：有機半導体層
６１：ソース電極
１２：基板
２２：ゲート電極
３２：ゲート絶縁層
４２：ドレイン電極
５２：有機半導体層
６２：ソース電極
１３：基板
２３：ゲート電極
３３：ゲート絶縁層
４３：ドレイン電極
５３：有機半導体層
６３：ソース電極
１４：基板
２４：ゲート電極
３４：ゲート絶縁層
４４：ドレイン電極
５４：有機半導体層
６４：ソース電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタ。
【請求項１】
有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に、１つの繰り返し単位中に、式（１）で表される構造単位を少なくとも２つ含有し、
（式中、Ｘ１およびＸ２はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、２つ以上の該構造単位は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
且つ、式（２）で表される構造単位を少なくとも１つ含有し、
−Ａｒ− （２）
（式中、Ａｒは、置換または未置換のアリーレン基を表し、該構造単位が２つ以上の場合は、同一の基であっても、異なる基であってもよい）
式（１）および式（２）で表される構造単位から成る繰り返し単位の繰り返し数が１〜１００００であるオリゴマーまたはポリマーを少なくとも１種含有してなる有機トランジスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−４１９２（Ｐ２０１２−４１９２Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３５５８３（Ｐ２０１０−１３５５８３）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
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