WO2007145293A1

WO2007145293A1 - 新規な含フッ素芳香族化合物、有機半導体材料および有機薄膜デバイス

Info

Publication number: WO2007145293A1
Application number: PCT/JP2007/062040
Authority: WO
Inventors: Kimiaki Kashiwagi; Tetsuo Tsutsui; Takeshi Yasuda
Original assignee: Asahi Glass Company, Limited; Kyushu University, National University Corporation
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2007-12-21

Abstract

　有機半導体材料として有機薄膜デバイスに用いられた場合に、キャリア移動度等が優れたものになる、炭化水素芳香族基と含フッ素芳香族性基とが結合してなるπ共役化合物、ならびに該π共役化合物を電荷輸送材料として用いた有機半導体材料の提供。　下記式（１）で表される含フッ素芳香族化合物（式中、ＡｒFはペルフルオロ芳香族性基（ただし、前記ペルフルオロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルオロアルキル基により置換されていてもよい。）。ｎは１～４の整数。Ｑは下記式（２）で表される構造からｎ個の水素原子を除いて得られるｎ価の芳香族性基（ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数１～８のアルキル基または炭素原子数１～８の含フッ素アルキル基により置換されていてもよい。）。ｐは０～４の整数。）。含フッ素芳香族化合物を含む有機半導体材料。

Description

明細書

新規な含フッ素芳香族化合物、有機半導体材料および有機薄膜デバィス

技術分野

[0001] 本発明は、有機薄膜デバイスに応用可能な新規な含フッ素芳香族化合物、有機半導体材料および有機薄膜デバイスに関する。

背景技術

[0002] 近年、有機化合物を半導体材料として用いた有機エレクトロニクス素子がめざましい発展を遂げている。その代表的な応用例としては、次世代のフラットパネルデイスプレイとして期待される有機 EL素子 (有機エレクト口ルミネッセンス素子）、軽量かつフレキシブルな電源としての有機薄膜太陽電池、ディスプレイの画素駆動用等に使用される薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor： TFT)を印刷等の低コストプロセスで製造できることやフレキシブルな基板に対応できることで注目されて、る有機薄膜トランジスタ (以下「有機 TFT」と記す。 )が挙げられる。

[0003] 有機化合物は、無機物のシリコンと比較して加工することが容易であるため、半導体材料として有機化合物を用いることによって低価格なデバイスを実現することが期待されている。また、有機化合物を用いた半導体デバイスに関しては、デバイスを低温で製造することが可能であるため、プラスチック基板を含む多種多様な基板を適用することが可能である。さら〖こ、有機化合物の半導体材料は、構造的に柔軟であるため、プラスチック基板および有機化合物の半導体材料を組み合わせて用いることで、フレキシブルなディスプレイ等のデバイスを実現することが期待されている。

[0004] 一般に、有機 EL素子の長寿命化および低駆動電圧化、有機 TFT素子の低閾値電圧化、スイッチング速度向上等のために、有機半導体材料のキャリア移動度の向上が求められている。有機半導体材料のキャリア移動度は一般的に低いが、近年、ペンタセンを用いた有機 TFT素子にお!、て、アモルファスシリコン並みの移動度（ > 1. Ocm²ZVs)が実現されつつある (非特許文献 1参照。 ) ₀

[0005] 有機半導体材料において、キャリア移動度の向上のための手段としては、未だ有効な手段は確立していないが、分子間相互作用を強くすることや、分子の配列を制御することが重要と言われて!/ヽる。

具体的には、平面構造により共役系が拡張され、 πスタックによる強い分子間相互作用を持つペンタセン等の縮合多環系の化合物を利用した例 (非特許文献 1参照。 )や、電子吸引性の芳香族基と電子供与性の芳香族基を分子内に共存させることにより、電荷の偏りを生じさせ、分子間相互作用を高めるだけでなぐ分子配列を制御した例 (非特許文献 2参照。）が知られている。

[0006] また、分子間相互作用を高める手段としては、含フッ素芳香族性基および炭化水素芳香族基の相互作用が知られている (例えば、非特許文献 3参照。 )₀

し力しながら、この相互作用を有機半導体材料のキャリア移動度の向上のために利用した例は少なぐペンタセンの骨格にフッ素原子を導入した例はあるが、キャリア移動度は十分に高、とは言えな、ものであった (非特許文献 4参照。 )。

一方、有機半導体材料は一般的にホール輸送性を有する Ρ型半導体材料が多ぐ電子輸送性を有する η型半導体材料は比較的少ない。特に、 η型半導体特性を示すものとしては、ペリレンテトラカルボン酸無水物もしくはそのジイミド誘導体、フラーレン (C60)、フッ素ィ匕銅フタロシアニン、フッ素化ペンタセン等が知られている力高いキャリア移動度を有するもの、大気中で高い安定性を示すものが少なぐ有機薄膜デバイスとして実用的な材料がな!ヽとヽうことが問題であった (非特許文献 5参照。 )

[0007] 非特許文献 1 : D. J. Gundlach, S. F. Nelson, T. N. Jachsonら、 Appl. Phys.

Lett. , (2002) , 80, 2925.

非特許文献 2 : H. Tada, Y. Yamashita et al. , Materials Research Societ y Symposium Proceedings, (2002) , 725, 143.

非特許文献 3 : G. W. Coates, J. W. Ziller, R. H. Grubbs et al. , J. Am. Che m. Soc. , (1998) , 120, 3641.

非特許文献 4 :J. E. Anthony, G. G. Malliaras et al. , Org. Lett. , (2005) , 7 (15) , 3163.

非特許文献 5 : H. E. Katz, et al. , Nature, (2000) , 404, 478.

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決する有機半導体材料として用いることができる、炭化水素芳香族基と含フッ素芳香族性基とが結合してなる π 共役化合物、ならびに該 π共役化合物を電荷輸送材料として用いた、キャリア移動度等に優れる有機半導体材料を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記有機半導体材料を含む高性能な有機薄膜デバイス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] 本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、特定の含フッ素芳香族化合物が、有機半導体材料として有機薄膜デバイスに用いられた場合に、 η型半導体特性を有することおよび高いキャリア移動度を有することを見出し、本発明を完成させた。

[0010] 即ち、本発明は、以下の (i)〜(vii)を要旨とする。

(i)下記式（1)で表される含フッ素芳香族化合物。

[化 1]

Ar^Fはペルフルォロ芳香族性基 (ただし、前記ペルフルォロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルォロアルキル基により置換されて!、てもよ!/、。 )。

nは 1〜4の整数。

Qは下記式 (2)で表される構造力も n個の水素原子を除、て得られる n価の芳香族性基 (ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数 1〜8のアルキル基または炭素原子数 1〜8の含フッ素アルキル基により置換されて、てもよ、。 )。

[化 2]

pは 0〜4の整数。

(ii) nが 2である上記 (i)に記載の含フッ素芳香族化合物。

(iii) A /がペルフルオロフヱ-ル基、ペルフルォロナフチル基およびペルフルォロビフヱ-ル基カもなる群力も選択されるペルフルォロ芳香族性基であり、 pが 0または 1である、上記）に記載の含フッ素芳香族化合物。

(iv) pが 0であり、 Qにおける C≡C Ar^Fの結合位置が 2位と 6位である、上記（iii )に記載の含フッ素芳香族化合物。

(v) pが 1であり、 Qにおける C≡C—Ar^Fの結合位置が 2位と 6位、または、 9位と 1 0位である、上記 (iii)に記載の含フッ素芳香族化合物。

(vi)前記式（1)で表される含フッ素芳香族化合物が、下記式（11)で表される化合物、下記式（12)で表される化合物、下記式（13)で表される化合物、下記式（14)で表される化合物、下記式（ 15)で表される化合物および下記式（ 16)で表される化合物からなる群力も選択される化合物である、上記 (iii)に記載の含フッ素芳香族化合物。

[化 3]

(vii)上記 (i)〜 (vi)のヽずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機半導体材料。

(viii)基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタカゝらなる有機薄膜デバイスであって、前記有機半導体層が上記 (i)〜 (vi)の、ずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。

(ix)基板上に、陽極と、 1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機 E L素子力もなる有機薄膜デバイスであって、

前記有機化合物層が上記 (i)〜 (vi)の、ずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。

発明の効果

[0011] 本発明の含フッ素芳香族化合物ならびに本発明の有機半導体材料は、電荷輸送材料としてキャリア移動度が高ぐまた、電子輸送性を有するため、高性能な有機 TF T、有機 EL素子等を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]実施例 2で作製した有機 TFTの電気特性を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下に本発明の実施の形態を、代表例を示して詳細に説明する。初めに、本発明の含フッ素芳香族化合物について説明する。

本発明の含フッ素芳香族化合物は、下記式（1)で表される化合物である。なお、本明細書にお 1、ては、「式（ 1)で表される化合物」等を「化合物（ 1)」等と記す。

[0014] [化 4]

[0015] 化合物（1)にお、て、 ΑΓΊまペルフルォロ芳香族性基である。ここで、「ペルフルォ口芳香族性基」は、芳香族性を示す 1価の炭化水素基の水素原子をすベてフッ素原子で置換したものを意味する。ただし、前記ペルフルォロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルォロアルキル基により置換されていてもよい。この場合、ペルフルォロアルキル基は、炭素原子数が 1〜8、好ましくは 1〜4の直鎖のまたは分岐のアルキル基であるのが好ましい。 Ar^Fとしては無置換のペルフルオロフェ-ル基、無置換のぺルフルォロナフチル基および無置換のペルフルォロビフエ-ル基（—C F C F )から

6 4 6 5 なる群力選択されるペルフルォロ芳香族性基であるのが好ましぐ無置換のペルフルォロフエ-ル基または無置換のペルフルォロナフチル基であるのがより好ましい。

[0016] 化合物（1)において nは 1〜4の整数を表す。 nは、 1または 2であるのが好ましぐ 2 であるのがより好ましい。

[0017] 化合物（1)において、 Qは下記式（2)で表される構造力 n個の水素原子を除いて得られる n価の芳香族性基である。ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数が 1〜8、好ましくは 1〜4のアルキル基または炭素原子数が 1〜8、好ましくは 1 〜4の含フッ素アルキル基により置換されて!、てもよ!/、。

[0018] [化 5]

[0019] ここで、 pは 0〜4の整数を表す。 pは 0または 1であるのが好ましい。

Qとしては、 nが 2であり、 pが 0または 1であるのが好ましく；また、 nが 2であり、 pが 0 または 1であり、前記芳香族性基中の水素原子が無置換であるのがより好ましい。化合物（1)は、結晶構造において分子が規則的に並んでいることが好ましぐそのため、分子の対称性が高いことが好ましい。分子の対称性の観点から、 Qにおける— C≡C Ar^Fの結合位置については、 nが 2であり、 pが 0である場合は、 2位と 6位であるのが好ましく；また、 nが 2であり、 pが 1である場合は、 2位と 6位、または、 9位と 10 位であるのが好ましい。

[0020] さらに、化合物（1)としては、下記式（11)で表される化合物、下記式（12)で表される化合物、下記式（13)で表される化合物、下記式（14)で表される化合物、下記式（ 15)で表される化合物および下記式（16)で表される化合物からなる群から選択される化合物であるのが好まし、。

[0021] [化 6]

[0022] 化合物（1)は、その製造方法を特に限定されないが、以下の方法により製造可能である。例えば、化合物（1)において nが 1である場合を例にとると、下記（1)または（

2)の方法により製造することができる。

[0023] (1)下記式 (a)または (b)で表される、活性プロトンを有するェチ-レンィ匕合物との力ップリング反応を利用する方法：

[0024] Q-C≡C-H + L-Ar^F → Q— C≡C Ar^F + HL (a)

または

Q-L + H-C≡C-Ar^F → Q— C≡C— Ar^F + HL (b)

[0025] ここで、 Ar^Fおよび Qは、それぞれ上記式（1)におけるのと同じ意味であり、 Lは脱離基を表す。脱離基 Lは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子である。本カップリング反応は、触媒として、パラジウム、銅、白金、ニッケル等の遷移金属、その塩またはその錯体を使用するのが好ましい。触媒は 1種のみで用いてもよぐ 2種以上を混合して用いてもよい。 2種以上を混合して用いる例としては、テトラキス（トリフエニルホスフィン)パラジウム (0)等の 0価のパラジウム触媒と、臭化銅、ヨウ化銅等の遷移金属塩とを混合して用いることが挙げられる。また、上記触媒には、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム塩を混合して用いてもょ、。

[0026] また、上記カップリング反応の溶媒としては、生成する HLを捕捉することができる溶媒が好ましぐ一般にァミン系の溶媒が用いられる。具体的には、例えば、トリェチルァミン、ジイソプロピルァミン、ピリジン、ピロリジン、ピぺリジンなどが用いられる。また、これらは他の溶媒と混合してもよぐその場合は、他の溶媒として、ベンゼン、トルェン、テトラヒドロフラン等の非プロトン性溶媒を用いるのが好ま U、。

[0027] 本反応の反応温度としては、 30〜150°Cで行うのが好ましい。中でも、 70〜100°C 程度に加熱して行うのが好まし、。

[0028] 反応式 (a)中の式 Q— C≡C Hで表される化合物は、例えば、以下の方法により製造することができる。

[0029] Q-L + H-C≡C-C (CH ) OH

3 2

→ Q-C≡C-C (CH ) OH + HL (c)

3 2

[0030] Q-C≡C-C (CH ) OH

3 2

→ Q— C≡C H + 0 = C (CH ) (d)

3 2

[0031] ここで、 Ar^F、 Qおよび Lは、それぞれ上記式（a)におけるのと同じ意味である。

反応式 (c)で表される反応はカップリング反応であり、上記式 (a)または (b)で表されるカップリング反応と同様の条件で行うことができる。

反応式 (d)で表される反応は脱アセトンによるェチニル基の生成反応であり、通常は塩基性条件下にて行われる。用いられる塩基としては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸ィ匕カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられ、塩基性の強さの観点力も水酸ィ匕カリウム、水酸ィ匕ナトリウムを用いるのが好ましい。また、本反応は生成するアセトンを系中力速やかに除去しながら行うのが好ましぐ中でも、減圧下で加熱して行うのが好ましい。反応圧力としては、 0. 01-0. 5Paの範囲で行うのが好ましく、 0. 3〜0. 5Paの範囲で行うのがより好ましい。反応温度としては 30〜200 °Cで行うのが好ましい。中でも、 100〜150°C程度に加熱して行うのが好ましい。

[0032] 反応式 (b)中の式 H— C≡C Ar^Fで表される化合物も同様の方法で製造可能である。

[0033] (2)下記式で表されるフッ素原子の脱離を伴う求核置換反応を利用する方法： [0034] Q-C≡C-M + F-Ar^F → Q C≡C Ar^F + MF

[0035] ここで、 Ar^Fおよび Qは、それぞれ上記式（1)におけるのと同じ意味であり、 Mは 1価の金属を表す。 1価の金属 Mとしては、リチウム、カリウム、ナトリウム等を使用することができる。本求核置換反応は低温下、非プロトン性極性溶媒中で行うのが好ましい。反応温度としては 80〜10°Cで行うのが好ましぐ 20°C〜5°Cで行うのがより好ましい。本反応の溶媒としては、非プロトン性極性溶媒を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ジェチルエーテル、 tーブチノレメチノレエーテノレ、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルァセトアミド、ジメチルスルホキシドが用いられる。

[0036] つぎに、本発明の有機半導体材料および本発明の有機薄膜デバイスについて説明する。

本発明の有機半導体材料は、上述した化合物（1)を含む有機半導体材料である。本発明の有機半導体材料は、化合物（1)を含むものであればよぐ例えば、他の有機半導体材料に混合して用いてもよぐまた、種々のドーパントを含んでいてもよい。ドーパントとしては、例えば、有機 EL素子の発光層として用いる場合には、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体および蛍光色素等を用いることができる

[0037] つぎに、本発明の有機薄膜デバイスについて説明する。

本発明の有機薄膜デバイスは、本発明の有機半導体材料を用いた有機薄膜デバイスである。すなわち、本発明の有機薄膜デバイスは、化合物（1)を含む有機薄膜デバイスである。具体的には、本発明の有機薄膜デバイスは、少なくとも 1層の有機層を備え、この有機層のうち少なくとも 1層が上述したィ匕合物（1)を含む。

本発明の有機薄膜デバイスは、種々の態様とすることができる力好適な態様の一つとして、有機 TFTが挙げられる。

より具体的には、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とを有する有機 TFTからなる有機薄膜デバイスであって、前記有機半導体層が上述したィ匕合物（1)を含む有機薄膜デバイスが挙げられる。化合物（1)は、 A /で表されるペルフルォロ芳香族性基と Qで表される炭化水素芳香族基の相互作用により、分子間相互作用が大きぐ高キャリア移動度を達成することができるので、有機 TFTの有機半導体層（有機活性層）に用いると効果的である。また、化合物（1)は、含フッ素芳香族基の電子親和性の効果により、電子受容性が高ぐ電子輸送性を有するので、 n型半導体として用いることができる。

[0038] 上記基板は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

基板としては、例えば、ガラス (例えば、石英ガラス）、シリコン、セラミック、プラスチックが挙げられる。

プラスチックとしては、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、ポリカーボネート等の汎用の榭脂基板が挙げられる。榭脂基板は、酸素、水蒸気等のガスの透過性を低くするためのガスノリア膜を積層したものであることが好ましい。

[0039] ゲート電極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

ゲート電極としては、例えば、金、白金、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属またはそれらの合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、グラフアイト、スズドープ酸化インジウム（以下「ITO」と称する。）、酸化亜鉛、導電性ポリマー等の材料を用いることができる。

[0040] ゲート絶縁層は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

ゲート絶縁層としては、 SiO、 Si N、 SiON、 Al O、 Ta O、アモルファスシリコン、

2 3 4 2 3 2 5

ポリイミド榭脂、ポリビュルフエノール榭脂、ポリパラキシリレン榭脂、ポリメチルメタタリレート榭脂、フッ素榭脂（PTFE、 PFA、 PETFE、 PCTFE、 CYTOP (登録商標）等 )等の材料を用いることができる。

[0041] 有機半導体層は、化合物（1)を含む層であれば、特に限定されない。例えば、実質的に化合物（1)のみ力なる層であってもよぐ化合物（1)以外の他の物質を含有する層であってもよい。 [0042] ソース電極およびドレイン電極は、、ずれも特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

ソース電極およびドレイン電極としては、いずれも、金、白金、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属またはそれらの合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、グラフアイト、 ITO、酸化亜鉛、導電性ポリマー等の材料を用いることができる。

[0043] 有機 TFTにおける積層の構成は、基板側から、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とをこの順に有する構成（1)；基板側から、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極と、有機半導体層とをこの順に有する構成（2)；基板側から、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極と、ゲート絶縁層と、ゲート電極とをこの順に有する構成（3)；および、基板側から、ソース電極およびドレイン電極と、有機半導体層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極と、をこの順に有する構成 (4)の、ずれであってもよ、。

有機 TFTの作製方法は、特に限定されないが、構成（1)の場合、例えば、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ドレイン電極およびソース電極とを順次積層するトップコンタクトソースドレイン法が挙げられる。構成 (2)の場合、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ドレイン電極およびソース電極と、有機半導体層とを順次積層するボトムコンタクトソースドレイン法が挙げられる。また、構成 (3)や構成 (4)の場合、トップゲート型の作製方法も挙げられる。

[0044] ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極とは、形成方法を特に限定されないが、いずれも、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、 RFスパッタ法、スピンコート法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。

有機半導体層は、形成方法を特に限定されないが、例えば、上述した化合物（1) を用いて、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。

[0045] 化合物（1)は、 Α /で表されるペルフルォロ芳香族性基と Qで表される炭化水素芳香族基とがある程度規則的に配置された化学構造を有しており、ペルフルォロ芳香族性基および炭化水素芳香族基の相互作用により、ペルフルォロ芳香族性基と炭化水素芳香族基が交互にスタツキングし、積層した結晶構造を有する。このため分子間相互作用が大きぐ分子同士で π電子軌道がオーバーラップすることによる高キヤリア移動度を期待することができる。したがって、この材料を有機 TFT (電界効果トランジスタ）の有機半導体層 (「有機活性層」とも呼ばれる。）に用いることで、大きヽ電界効果移動度特性を実現することができる。

[0046] 有機 TFTからなる本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されな!ヽが、例えばプラスチック基板を用ヽたフレキシブルディスプレイの駆動用 TFTとして好適に用いられる。

一般的にプラスチック基板上に無機物で構成された TFTを作製することはプロセス上困難である。しかし、有機 TFTからなる本発明の有機薄膜デバイスの作製工程では、上述したように真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等のプロセスを用い、高温プロセスを使用しないため、プラスチック基板上に画素駆動用の TFT を形成しうる。特に、本発明に用いられる化合物（1)は、クロ口ホルム、テトラヒドロフラン等の汎用有機溶媒に可溶であるため、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の低コストプロセスを適用可能であり、安価なペーパーライク（フレキシブル)ディスプレイの作製に適している。

本発明の化合物（1)を含むことを特徴とする有機薄膜デバイスの別の好適態様の一つとして、有機 EL素子が挙げられる。

具体的には、基板上に、陽極と、 1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機 EL素子カゝらなる有機薄膜デバイスであって、前記有機化合物層が上述した化合物（1)を含む有機薄膜デバイスが挙げられる。

[0047] 基板と、陽極と、陰極とは、特に限定されず、いずれも従来公知の構成とすることができる。

[0048] 基板は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

基板としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を用いるのが好ましい態様の一つである。また、陰極に透過性を持たせて陰極側から発光を取り出す場合は、透明材料以外の材料、例えば、シリコンを用いることもできる。 [0049] 陽極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。具体的には、光を透過させる材料を用いる。より具体的には、 ITO、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸ィ匕亜鉛であるのが好ましい。また、金、白金、銀、マグネシウム合金等の金属の薄膜;ポリア-リン、ポリチォフェン、ポリピロール、それらの誘導体等の高分子有機材料を用いることもできる。

[0050] 陰極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。具体的には、仕事関数の低い、 Li、 K、 Na等のアルカリ金属； Mg、 Ca等のアルカリ土類金属を用いるの力電子注入性の観点力好ましい。また、 LiF、 LiCl、 KF、 KC1、 NaF、 NaCl等のアルカリ金属のハロゲン化物とその上に設けられる安定な Al等の金属とを用、ることも好まし、。

[0051] 有機化合物層は、 1層以上の構造であり、その層構成を特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。

例えば、陽極側から陰極側へ向かって、発光層からなる 1層構造;正孔輸送層 Z発光層からなる 2層構造;発光層 Z電子輸送層からなる 2層構造;正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層からなる 3層構造;正孔注入層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子注入層からなる 4層構造;正孔注入層 z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層からなる 5層構造が典型的に挙げられる。

[0052] 上述したように、有機化合物層は、上述したィ匕合物（1)を含む。有機化合物層は、上述した各種層構成において用いられる各層のうち、少なくとも 1層が化合物（ 1 )を含んでいればよい。例えば、上記 5層構造の場合、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層からなる群力選ばれる少なくとも 1層が化合物（ 1)を含んでいればよい。

有機化合物層においては、上述した化合物（1)は、 1種を用いてもよぐ 2種以上を併用してちょい。

また、有機化合物層においては、化合物（1)以外の発光性有機化合物を併用してもよい。化合物（1)以外の発光性有機化合物は、特に限定されず、例えば、従来公知のものを用いることができる。

[0053] 有機化合物層は、少なくとも 1層が化合物（1)を含んでいる以外は、各層を従来公知の構成とすることができる。以下、有機化合物層が 5層構造である場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

正孔注入層または正孔輸送層を構成する材料としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、芳香族三級アミン誘導体、スチルベン、ポリビュルカルバゾール、ポリチォフェン、ポリア-リン等の導電性高分子材料で電子供与性の高い骨格または置換基を含む化合物が好適に例示される。特に、正孔注入層を構成する材料としては、陽極力正孔が注入しやす、イオンィ匕ポテンシャルが小さい化合物が好ましい。また、正孔輸送層を構成する材料としては、発光層とィォン化ポテンシャルが同程度の化合物が好まし!/、。

発光層の発光材料またはホスト材料としては、例えば、キノリン金属錯体、ァミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体等の金属錯体;アントラセン、フエナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、タリセン、ペリレン等の縮合多環化合物が挙げられる。また、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体、蛍光色素等を発光層に微量ドープしてもよい。

電子輸送層または電子注入層を構成する材料としては、具体的には、例えば、ォキサジァゾール、トリァゾール、フエナントレン、バソクプロイン、キノリン錯体、ペリレンテトラカルボン酸、またはそれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

これらの層は、それぞれ 2層以上力構成されて、てもよ、。

[0054] 有機 EL素子における積層の構成は、例えば、基板側から、陽極と、 1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とをこの順に有する構成、基板側から、陰極と、 1層以上の構造の有機化合物層と、陽極とをこの順に有する構成が挙げられる。

[0055] 有機 EL素子の作製方法は、特に限定されないが、例えば、基板上に、陽極と、有機化合物層と、陰極とを順次積層する方法;基板上に、陰極と、有機化合物層と、陽極とを順次積層する方法が挙げられる。

[0056] 陽極と、陰極とは、形成方法を特に限定されないが、いずれも、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、 RFスパッタ法、スピンコート法、ィンクジェット法、印刷法、スプレー法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。

有機化合物層は、形成方法を特に限定されないが、上述したィ匕合物（1)を含有する層については、例えば、上述したィ匕合物（1)を用いて、真空蒸着法、スピンコート法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。また、上述したィ匕合物（1)を含有しない層については、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、 RFスパッタ法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スプレ一法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。

[0057] 一般に、有機 EL素子において、陽極と陰極との間に電圧を印加すると、陽極からは正孔が正孔注入層ゃ正孔輸送層を介して発光層に注入され、陰極からは電子が電子注入層や電子輸送層等を介して発光層に注入される。これにより、正孔と電子とが発光層で再結合し、その際に生じるエネルギーにより発光層に含まれる発光性有機化合物の分子が励起し、励起子が生成する。そして、生成した励起子が基底状態に失活する過程で発光現象が生じる。

従来、有機 EL素子を実用化するに際し、駆動電圧の低減化や発光量子効率の上昇が重要な課題となっている。この課題の解決には、陽極力も正孔を効率よく引き出して発光層に注入し、陰極力電子を効率よく引き出して発光層に注入し、正孔および電子を発光層まで損失なく効率よく輸送することが、求められている。

[0058] 本発明においては、化合物（1)が正孔および電子の輸送性に優れているので、有機 EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層の少なくとも 1層に用いると効果的である。また、発光層中にも正孔および電子の両者を注入し、再結合させる必要があるため、発光層に用いることも好ま、。

力べして、高キャリア移動度の化合物（1)を有機 EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層および発光層の少なくとも 1層に用いることによって、正孔および電子を発光層中に効率よぐ注入することが可能となり、これにより、発光効率を高め、駆動電圧を低下させることができる。

[0059] 有機 EL素子力もなる本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されないが、例えば、有機 EL表示装置に好適に用いられる。

有機 EL表示装置は、画素となる有機 EL素子を複数配置した有機 EL表示素子を備えている。

例えば、ノッシブ型の有機 EL素子は、典型的には、ストライプ状に配置された陽極配線と、陽極配線に交差するようにストライプ状に配置された陰極配線との交差部の間に発光層を含む有機化合物層が挟持された構造となっており、交差部ごとに、発光素子としての画素が形成され、画素がマトリクス状に配列して、る。

また、有機 EL素子にスイッチング用の有機 TFTを組み合わせた素子を、マトリックス状に配置することにより、アクティブ型の有機 EL表示素子とすることができる。

[0060] 本発明の有機薄膜デバイスにおヽては、上述したように、トランジスタ等の電気デバイス、有機 EL素子等の光デバイスの基板として、ガラス基板のほかに、プラスチック基板を使用することが可能である。

基板として用いられるプラスチックは、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性および低吸湿性に優れているのが好ましい。このようなプラスチックとしては、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、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアタリレート、ポリイミド等が挙げられる。

[0061] 本発明の有機薄膜デバイスにおヽては、基板の電極側の面および電極と反対側の面の一方または両方に、透湿防止層（ガスバリア層）を有するのが好ましい。透湿防止層を構成する材料としては、窒化ケィ素、酸ィ匕ケィ素等の無機物が好適に例示される。透湿防止層は RFスパッタ法等の周知の膜作製方法により形成することができる。

また、本発明の有機薄膜デバイスにおいては、必要に応じて、ハードコート層ゃァンダーコー卜層を有していてもよい。

[0062] 本発明の有機薄膜デバイスは、上述した有機 TFTおよび有機 EL以外の種々の態様とすることもできる。例えば、有機薄膜太陽電池は、本発明の化合物（1)を含むことを特徴とする有機薄膜デバイスの更に別の好適な態様の一つである。

[0063] 本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されず、表示装置 (ディスプレイ）、表示素子、バックライト、光通信、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読取光源、標識、看板、インテリア、電池等の広範な用途に用いることができる。

実施例 [0064] 以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定して解釈されるものではな、。

1. 中間体の合成

(1) 2, 6—ジェチュルナフタレンの合成

後述する化合物（ 11)および（ 12)の合成に用、る中間体として、下記式 (A)および（B)により、 2, 6—ジェチュルナフタレンを合成した。

[0065] [化 7]

[0066] 2, 6—ジェチュルナフタレンの具体的な合成方法を以下に示す。

熱電対温度計およびメカ-カルスターラを取り付けた容量 300mLの四つロフラスコに、 20. 15gの 2, 6—ジブ口モナフタレン、 2. Ogのテトラキス（トリフエ-ルホスフィン）パラジウム（0)および 1. 14gのトリフエ-ルホスフィンを仕込み、系を窒素置換した。そして、 60mLのトリエチルァミンを仕込んだ。さらに、 0. 15gの臭ィ匕銅 (I)および 0. 59gの臭化リチウムを 15mLのテトラヒドロフラン（以下「THF」という。）に溶解したものを仕込み、そこへ 23. 9gの 2—メチルブター 3—インー2—オールを添カ卩した。そして、系を 90〜95°Cに加熱し、 2〜3時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 200mLの 0. 5molZL塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、 50°Cで 2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な 4, 4' - (ナフタレン—2, 6—ジィル）ビス（2—メチルブター 3—インー2—オール）を 16. Og得た（収率: 77%) (上記式 (A)参照。）。

[0067] こうして得られた生成物を、熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量 300mLの四つ口フラスコに移し、そこへ 29. 8gの流動パラフィンおよび 13. 4gの粉砕した水酸ィ匕カリウムを仕込み、攪拌して分散した。そして、系を 0. 23Paまで減圧した後、 100〜130°Cに加熱し、アセトンの発生による発泡がなくなるまで加熱、攪拌し続けた。続いて lOOmLのジクロロメタンおよび lOOmLの水を添カ卩し、攪拌した後、不溶な固体をろ過して取り除いた。粗生成物はジクロロメタンにより抽出し、濃縮することにより流動パラフィンとの混合物として得られ、それをカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、ほぼ純粋な 2, 6—ジェチ二ルナフタレンを 7. 3g得た (収率： 86%) (上記式（B)参照。 )。なお、 2, 6—ジェチュルナフタレンは、 iH— NMR の分析により同定した。分析結果を以下に示す。

[0068] 'H - NMR OOO. 4MHZ,溶媒： CDCl ,基準： TMS) δ (ppm) ; 3. 18 (s, 2H) ,

3

7. 53 (d, 2H) , 7. 74 (d, 2H) , 7. 98 (s, 2H)

[0069] (2) 2, 6—ジェチュルアントラセンの合成

後述する化合物（13)および（14)の合成に用いる中間体として、下記式 (C)および

(D)により、 2, 6—ジェチ二ルアントラセンを合成した。

[0070] [化 8]

2, 6—ジェチュルアントラセンの具体的な合成方法を以下に示す。

熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量 50mLの三つ口フラスコに、 1. Ogの 2, 6—ジブロモアントラセン、 94mgのテトラキス（トリフエニルホスフィン)パラジウム（0)および 57mgのトリフエ-ルホスフィンを仕込み、系を窒素置換した。そして、 2mLのトリエチルァミンを仕込んだ。さら〖こ、 12mgの臭ィ匕銅 (I)および 25mgの臭ィ匕リチウムを 0. 75mLの THFに溶解したものを仕込み、そこへ 1. Ogの 2 ーメチルブター 3—インー2—オールを添カ卩した。そして、系を 90〜95°Cに加熱し、 3〜4時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 40mLの 0. 5mol/L 塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、 50°Cで 2 時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な 4, A' —(アントラセン— 2, 6—ジィル)ビス（2 ーメチルブター 3 インー2 オール)を 0. 9g得た (収率: 85%) (上記式 (C)参照。

) o

[0072] こうして得られた生成物のうち 0. 8gを、熱電対温度計およびメカ-カルスターラを取り付けた容量 200mLの四つ口フラスコに移し、そこへ 2. 2gの流動パラフィンおよび 0. 7gの粉砕した水酸ィ匕カリウムを仕込み、攪拌して分散した。そして、系を 0. 23 Paまで減圧した後、 100〜130°Cに加熱し、アセトンの発生による発泡がなくなるまで加熱、攪拌し続けた。続いて 40mLのジクロロメタンおよび 40mLの水を添カ卩し、攪拌した後、不溶な固体をろ過して取り除いた。粗生成物はジクロロメタンおよびクロ口ホルムにより抽出し、濃縮することにより流動パラフィンとの混合物として得られ、それをカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、ほぼ純粋な 2, 6 ジェチニルァントラセンを 0. 45g得た (収率: 87%) (上記式 (D)参照。 ) ₀なお、 2, 6 ジェチニルアントラセンは、 — NMRの分析により同定した。

分析結果を以下に示す。

[0073] NMR(300. 4MHz,溶媒： CDC1 ,基準： TMS) δ (ppm) ; 3. 22 (s, 2H) ,

3

7. 48 (d, 2H) , 7. 95 (d, 2H) , 8. 19 (s, 2H) , 8. 35 (s, 2H)

[0074] 2.含フッ素芳香族化合物の合成

(実施例 1) :化合物（11)

(1)化合物（11)の合成

熱電対温度計およびメカ-カルスターラを取り付けた容量 300mLの四つロフラスコに、 1. 7gの 2, 6 ジェチュルナフタレン、 0. 5gのテトラキス（トリフエ-ルホスフィン)パラジウム (0)および 0. 09gの臭化銅 (I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、 35mLのトルエンおよび 4. 5mLのトリエチルァミンを仕込んだ。さらに、そこへ 7. 3g のブロモペンタフルォロベンゼンを添カ卩した。そして、系を 90〜95°Cにカロ熱し、 3〜4 時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 lOOmLの 0. 5molZL塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗净およびメタノールによる洗净をこの順で行った後に、 60°Cで 2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物（11)を 4. lg得た (収率: 87%)。

[0075] (2)化合物（11)の精製上記で得られた化合物（11)のうちの 2. Ogを 5.5X10— ⁴〜6.0X10— ⁴Paの減圧下、 250°Cで昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶 1.8gを得た。この白色結晶は、 ¹⁹F— NMRおよび¹ H— NMRの各分析により 2, 6 ビス（ペンタフルオロフェ-ルェチニル)ナフタレン (ィ匕合物（11) )であると同定された。分析結果を以下に示す。

[0076] ¹⁹F-NMR(282.7MHz、溶媒： CDC1、基準： CFC1 ) δ (ppm);— 136.34(4

3 3

F), -152.70 (2F), —162.14 (4F)

'H-NMROOO. 4MHZ,溶媒： CDCl ,基準： TMS) δ (ppm) ;7. 64 (d, 2H)

3

, 7.84 (d, 2H), 8.11 (s, 2H)

[0077] (実施例 2):化合物（12)

(1)化合物（12)の合成

熱電対温度計およびメカ-カルスターラを取り付けた容量 300mLの四つロフラスコに、 0.3gの 2, 6 ジェチュルナフタレン、 0.09gのテトラキス（トリフエ-ルホスフィン)パラジウム (0)および 0.03gの臭化銅 (I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、 6mLのトルエンおよび 0.75mLのトリェチルァミンを仕込んだ。さらに、そこへ 1.7g の 2 ブロモヘプタフルォロナフタレンを添カ卩した。そして、系を 90〜95°Cに加熱し、 3〜4時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 lOOmLの 0.5mol/ L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗净、トルエンによる洗浄およびアセトンによる洗浄をこの順で行った後に、 60°Cで 2 時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物（12)を 5.6g得た (収率： 92%)。

[0078] (2)化合物（12)の精製

上記で得られた化合物（12)のうちの 1. Ogを 5.5X10— ⁴〜6.0X10— ⁴Paの減圧下、 350°Cで昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶 0.5gを得た。この白色結晶は、 ¹⁹F— NMRおよび¹ H— NMRの各分析により 2, 6 ビス（（ヘプタフルォロナフタレン 2—ィル)ェチニル)ナフタレン (ィ匕合物（12) )であると同定された。分析結果を以下に示す。

[0079] ¹⁹F-NMR(282.7MHz、溶媒: THF—d、基準： CFC1 ) δ (ppm);— 113. 1(

8 3

2F), -134.5(2F), —144.1 (2F) , —144.6(2F), —149.3(2F), —153. 2(2F), -156.3(4F) 'H -NMR OOO. 4MHZ,溶媒: THF— d ,基準： TMS) δ (ppm) ; 7. 74 (d, 2

8

H) , 8. 03 (d, 2H) , 8. 29 (s, 2H)

[0080] (実施例 3) :化合物（13)

(1)化合物（13)の合成

熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量 50mLの三つ口フラスコに、 0. 29gの 2, 6—ジェチ-ルアントラセン、 88mgのテトラキス（トリフエ-ルホスフィン)パラジウム (0)および 19mgの臭ィ匕銅 (I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、 6mLのトルエンおよび 0. 75mLのトリェチルァミンを仕込んだ。さらに、そこへ 1. Ogのブロモペンタフルォロベンゼンを添カ卩した。そして、系を 95°Cに加熱し、 3 〜4時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 40mLの 0. 5molZL塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、 60°Cで 2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物（13)を 0. 44g得た (収率: 62%)。

[0081] (2)化合物（13)の精製

上記で得られた化合物（13)のうちの 0. 3gを 5. 5 X 10— ⁴〜6. 0 X 10— ⁴Paの減圧下、 350°Cで昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶 0. 15gを得た。

この白色結晶は、 ¹⁹F— NMRおよび¹ H— NMRの各分析により 2, 6—ビス（ペンタフルォロフエ-ルェチュル)ナフタレン (ィ匕合物（13) )であると同定された。分析結果を以下に示す。

[0082] ¹⁹F-NMR(282. 7MHz、溶媒: THF— d、基準： CFC1 ) δ (ppm) ;— 137. 20

8 3

(4F) , - 153. 78 (2F) , —162. 95 (4F)

'H -NMR OOO. 4MHZ,溶媒: THF— d ,基準： TMS) δ (ppm) ; 7. 59 (d, 2

8

H) , 8. 12 (d, 2H) , 8. 40 (s, 2H) , 8. 58 (s, 2H)

[0083] (実施例 4) :化合物（14)

(1)化合物（14)の合成

熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量 50mLの三つ口フラスコに、 0. 3gの 2, 6—ジェチ二ルアントラセン、 77mgのテトラキス（トリフエニルホスフィン)パラジウム (0)および 14mgの臭ィ匕銅 (I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、 6mLのトルエンおよび 0.75mLのトリェチルァミンを仕込んだ。さらに、そこへ 1.4gの 2 ブロモヘプタフルォロナフタレンを添カ卩した。そして、系を 95°Cに加熱し、 3〜4時間攪拌した。続いて、反応系を室温まで冷却した後、 40mLの 0.5mol/ L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗净、トルエンによる洗浄およびアセトンによる洗浄をこの順で行った後に、 60°Cで 2 時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物（14)を 0.8 lg得た (収率: 82%)。

[0084] (2)化合物（14)の精製

上記で得られた化合物（14)のうちの 0.5gを 5.5X10— ⁴〜6.0X10— ⁴Paの減圧下、 400°Cで昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶 0.26gを得た。この白色結晶は、 ¹⁹F— NMRおよび¹ H— NMRの各分析により 2, 6 ビス（（ヘプタフルォロナフタレン 2 ィル)ェチュル)アントラセン (ィ匕合物（14) )であると同定された。分析結果を以下に示す。

[0085] ¹⁹F-NMR(282.7MHz、溶媒: THF— d、基準： CFC1 ) δ (ppm);— 113.2(

8 3

2F), -134.6(2F), —144.1 (2F) , —144.5(2F), —149.4(2F), —153. 2(2F), -156.4(4F)

'H-NMROOO. 4MHZ,溶媒: THF— d ,基準： TMS) δ (ppm) ;7. 60 (d, 2

8

H), 8. ll(d, 2H), 8.41 (s, 2H), 8.59 (s, 2H)

[0086] 3.含フッ素芳香族化合物の薄膜の物性の評価

(実施例 5)

厚さ 130nmのガラス基板を真空蒸着機の基板ホルダーに固定して、真空度 1 X 10 "⁶Torr(l.33X 10— ⁴Pa)まで減圧した。つぎに、合成例 1で合成され、精製されたィ匕合物（11)を蒸着速度 0.2nmZ秒で 40nmの厚さとなるようにガラス基板上に蒸着した。

蒸着されたィ匕合物（11)の薄膜のイオンィ匕ポテンシャルを、大気中光電子分光装置 (AC— 3、理研計器社製)を用いて測定したところ、 6.2eVであった。

また、蒸着された化合物（11)の薄膜の吸収スペクトルを、分光高度計 (UV— 310 0、島津製作所社製)を用いて測定したところ、吸収極大の波長は 280nmおよび 33 6nmであり、最も長波長側の吸収端の波長は 372nmであった。これらの特性から、化合物（11)の薄膜の HOMOおよび LUMOの準位がそれぞれ—6. 2eVおよび—2. 9eVと求められた。したがって、化合物（11)の薄膜が電子輸送性を有することが予想される。

[0087] 4.有機 TFTの作製および評価

(実施例 6)

ガラス基板上にマスクを介して、金をスパッタリングすることにより成膜し、幅 5mm、厚さ 30nmのゲート電極を形成した。

ついで、その上にポリモノクロ口パラキシリレンの薄膜を蒸着重合することによりゲート絶縁層（高分子絶縁膜)を形成した。具体的には、減圧下でモノクロ口キシリレンダイマ一 (パリレン C、日本パリレン (株)製)を加熱して蒸発させ、 680°Cに加熱したカロ熱管を通して熱分解させて、ジラジカルモノマーを発生させた。ついで、室温に保持したゲート電極を形成されたガラス基板上へ、発生させたジラジカルモノマーを導入し、厚さ 990nmのポリモノクロ口パラキシリレンの薄膜を形成した。

以降の過程はすべて蒸着機、グローブボックス内で行った。

ゲート絶縁層を形成されたガラス基板上に、化合物（12)を蒸着速度 0. 05nmZ秒で約 40nmの厚さとなるように蒸着し、有機半導体層を形成した。蒸着装置のチャンバ内の真空度は 2 X 10—⁴Pa以下であった。

つぎに、有機半導体層上に、金属マスクを用いてカルシウムを真空蒸着法で成膜してソース電極およびドレイン電極を形成し、更に、その上に銀を蒸着して保護層を形成し、有機 TFTを得た。

有機 TFTのチャネル幅（W)およびチャネル長 (L)は、それぞれ 5mmおよび 75 μ mとした。

[0088] 図 1は、実施例 6で作製した有機 TFTの電気特性を示すグラフである。図 1におヽて、横軸はドレイン電圧 (V)、縦軸はドレイン電流 (A)である。

図 1から、実施例 6において化合物（12)を用いて作製した有機 TFTが n型半導体の特性を示すことが分かる。

また、図 1に示されるように、各ゲート電圧におけるドレイン電流の変化曲線は、低 V、ドレイン電圧の線形領域 (電圧比例領域)と高ヽドレイン電圧での飽和領域を有していた。また、実施例 2で作製した有機 TFTの閾値電圧 (Vt)は 23Vであった。

[0089] 一般に、有機 TFTの電子移動度（）は、飽和ドレイン電流 Idを表わす下記式 (A) 力算出することができる。

[0090] Id= (W/2L) μ Ci (Vg-Vt)² (A)

[0091] 式中、 Lはチャネル長であり、 Wはチャネル幅であり、 Ciは絶縁層の単位面積当たりの容量であり、 Vgはゲート電圧であり、 Vtは閾値電圧である。絶縁層として用いたポリモノクロ口パラキシリレンの Ciは 2. 86 X 10— ⁹F/cm²である。

上記式 (A)を用いて電子移動度（ μ )を計算した結果、実施例 6で作製した有機 Τ FTでは、 2. 6 X 10— ⁴cm²ZVsの電子移動度が得られることが分力つた。

(実施例 7)

実施例 6と同様の方法にて化合物（14)を用いた有機 TFTを作製した。作製した有機 TFTは n型半導体の特性を示した。実施例 6と同様の方法にて電子移動度）を計算した結果、 2. 7 X 10— ⁴cm²ZVsの電子移動度が得られることが分力つた。

(比較例 1)

ソース、ドレイン電極としてカルシウムの代わりに金を蒸着すること以外は実施例 6と同様の方法にて、化合物（12)のフッ素置換ナフチル基を無置換のナフチル基に変更した化合物（17)を用いて、有機 TFTを作成した。作成した有機 TFTは p型半導体の特性を示した。実施例 6と同様の方法にてホール移動度）を計算した結果、 6 . 4 X 10— ³cm²ZVsのホール移動度が得られることが分かった。

[0092] [化 9]

産業上の利用可能性

[0093] 本発明の含フッ素芳香族化合物及び有機半導体材料は、高性能な有機 TFT、有機 EL素子等に使用できる。さらに、有機薄膜太陽電池、表示装置 (ディスプレイ)、表示素子、バックライト、光通信、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読取光源、標識、看板、インテリア、電池等の広範な用途に用いることができる。なお、 2006年 6月 16曰に出願された曰本特許出願 2006— 167014号、 2006年 7月 7日に出願された日本特許出願 2006— 187503号および 2006年 8月 7日に出願された日本特許出願 2006— 214239号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims

請求の範囲下記式（ 1)で表される含フッ素芳香族化合物。

[化 1]

nは 1〜4の整数。

[化 2]

pは 0〜4の整数。

[2] nが 2である請求項 1に記載の含フッ素芳香族化合物。

[3] Ar^Fがペルフルオロフヱ-ル基、ペルフルォロナフチル基およびペルフルォロビフェニル基力もなる群力も選択されるペルフルォロ芳香族性基であり、 pが 0または 1である、請求項 2に記載の含フッ素芳香族化合物。

[4] pが 0であり、 Qにおける— C≡C— Ar^Fの結合位置が 2位と 6位である、請求項 3に記載の含フッ素芳香族化合物。

[5] pが 1であり、 Qにおける— C≡C— Ar^Fの結合位置が 2位と 6位、または、 9位と 10位である、請求項 3に記載の含フッ素芳香族化合物。

[6] 前記式（1)で表される含フッ素芳香族化合物が、下記式（11)で表される化合物、下記式（12)で表される化合物、下記式（13)で表される化合物、下記式（14)で表される化合物、下記式（ 15)で表される化合物および下記式（ 16)で表される化合物からなる群から選択される化合物である、請求項 3に記載の含フッ素芳香族化合物。

[化 3]

[7] 請求項 1〜6のいずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機半導体材料。

[8] 基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とを有する有機薄膜トランジスタカゝらなる有機薄膜デバイスであって、前記有機半導体層が請求項 1〜6のいずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。

[9] 基板上に、陽極と、 1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機 EL素子カゝらなる有機薄膜デバイスであって、前記有機化合物層が請求項 1〜6のいずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。