WO2009113194A1 - 有機トランジスタ - Google Patents

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WO2009113194A1
WO2009113194A1 PCT/JP2008/066544 JP2008066544W WO2009113194A1 WO 2009113194 A1 WO2009113194 A1 WO 2009113194A1 JP 2008066544 W JP2008066544 W JP 2008066544W WO 2009113194 A1 WO2009113194 A1 WO 2009113194A1
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WO
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group
branched
compound
organic
organic transistor
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PCT/JP2008/066544
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Inventor
高広 藤山
由之 戸谷
正勝 中塚
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山本化成株式会社
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    • H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
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    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/484—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the channel regions

Definitions

  • the present invention relates to an organic transistor. More specifically, the present invention relates to an organic transistor using a specific organic compound in an organic semiconductor layer.
  • TFTs thin film transistors
  • amorphous silicon or polycrystalline silicon are widely used as switching elements for flat panel displays such as liquid crystal display devices.
  • a CVD apparatus used for manufacturing a thin film transistor using silicon is expensive, and manufacturing a large-sized thin film transistor element has a drawback of increasing manufacturing cost.
  • an organic transistor also referred to as an organic thin film transistor or an organic TFT
  • an organic compound for a channel semiconductor layer hereinafter referred to as an organic semiconductor layer
  • an organic semiconductor layer instead of amorphous silicon or polycrystalline silicon
  • a vacuum deposition method or a coating method is known. According to these film formation methods, it is easy to increase the size of the organic transistor element while suppressing the manufacturing cost. .
  • the temperature required for film formation can be lowered, and organic transistors using organic compounds can use plastic materials for the substrate, which can be applied to flexible display elements. Expectations are gathered for the transformation.
  • on / off ratio means the ratio of the current between the source electrode and the drain electrode when the organic transistor is on to the current between the source electrode and the drain electrode when the organic transistor is off.
  • Non-Patent Document 2 organic transistors using, for example, pentacene as the organic semiconductor layer have been proposed.
  • an organic transistor using pentacene has a problem that it has a low function as an organic transistor in the atmosphere and low storage stability.
  • Non-patent Document 3 an organic transistor using a thiophene oligomer ( ⁇ -hexathienylene) as an organic semiconductor layer has been proposed (Non-patent Document 3).
  • the organic transistor also has a drawback that its storage stability in air is low.
  • dibenzo [a, j] naphthacene and dibenzo [de, qr] naphthacene are useful for an organic semiconductor layer of an organic transistor (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 it has been found that organic transistors using these dibenzonaphthacenes in the organic semiconductor layer have a problem of low charge mobility.
  • the present invention is to provide an organic transistor having high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability.
  • an organic transistor containing a compound represented by the general formula (1) in an organic semiconductor layer has high charge mobility and a large current on-state.
  • the present invention has been completed by finding that it has an / off ratio and is excellent in storage stability.
  • An organic transistor having an organic semiconductor layer is an organic transistor comprising at least one compound represented by the general formula (1) in the organic semiconductor layer.
  • X 1 to X 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group Or a substituted or unsubstituted aryl group, ring A represents a substituted or unsubstituted thiophene ring, ring B represents a substituted or unsubstituted benzene ring, or a substituted or unsubstituted thiophene ring)
  • the present invention makes it possible to provide an organic transistor having a high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability.
  • Substrate 21 Gate electrode 31: Gate insulating layer 41: Drain electrode 51: Organic semiconductor layer 61: Source electrode 12: Substrate 22: Gate electrode 32: Gate insulating layer 42: Drain electrode 52: Organic semiconductor layer 62: Source electrode 13: Substrate 23: Gate electrode 33: Gate insulating layer 43: Drain electrode 53: Organic semiconductor layer 63: Source electrode 14: Substrate 24: Gate electrode 34: Gate insulating layer 44: Drain electrode 54: Organic semiconductor layer 64: Source electrode
  • the organic transistor of the present invention comprises an organic semiconductor layer containing at least one compound represented by the general formula (1).
  • X 1 to X 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group Or a substituted or unsubstituted aryl group, ring A represents a substituted or unsubstituted thiophene ring, ring B represents a substituted or unsubstituted benzene ring, or a substituted or unsubstituted thiophene ring)
  • X 1 to X 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, or a linear chain Represents a branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the aryl group represents a carbocyclic aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, for example, a heterocyclic aromatic group such as a furyl group, a thienyl group or a pyridyl group.
  • examples of the substituent of the aryl group include a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number of 4 to
  • the aryl group which may be substituted by 20 said halogen atoms, an alkyl group, and an alkoxy group etc. are mentioned.
  • X 1 to X 4 are more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms.
  • a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms is represented.
  • X 1 to X 4 in the general formula (1) include, for example, a hydrogen atom; a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom; for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, Isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4- Methyl-2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, cyclohexylmethyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 1-methylheptyl group 2-ethyl group
  • phenyl group 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-n-propylphenyl group, 4-isopropylphenyl group, 4-n-butylphenyl group 4-isobutylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-isopentylphenyl group, 4-tert-pentylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-n-heptylphenyl Group, 4-n-octylphenyl group, 4-n-nonylphenyl group, 4-n-decylphenyl group, 4-n-undecylphenyl group, 4-n-dodecylphenyl group, 4-n-tetradecylphenyl group Group, 2,3-dimethylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group
  • X 1 to X 4 are a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 16 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 16 carbon atoms, or carbon It is an aryl group of formula 6-20.
  • ring A represents a substituted or unsubstituted thiophene ring, for example, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, It represents a thiophene ring which may be substituted with a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the ring A is a halogen atom exemplified by X 1 to X 4 , a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • This thiophene ring is preferably a thiophene ring condensed at the 2-position and 3-position, or a thiophene ring condensed at the 3-position and 4-position.
  • the compound represented by the general formula (1) is represented by the following general formula (1-A) or general formula (1-B) depending on the type of the ring A.
  • X 1 to X 4 and ring B represent the same meaning as in the general formula (1), and A 1 to A 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic group. It represents an alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • ring B represents a substituted or unsubstituted benzene ring, or a substituted or unsubstituted thiophene ring, such as a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, A chain, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a benzene ring optionally substituted with a substituted or unsubstituted aryl group, or a halogen atom, linear, branched or cyclic alkyl Represents a thiophene ring optionally substituted with a group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the ring B is a halogen atom exemplified as X 1 to X 4 , a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • a benzene ring optionally substituted with a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms,
  • a halogen atom exemplified as X 1 to X 4 , a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a C 2 to 20 carbon atom
  • a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a thiophene ring which may be substituted with a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms.
  • the benzene ring is a benzene ring condensed at the ortho position
  • the thiophene ring is preferably a thiophene ring condensed at the 2-position and 3-position, or a thiophene ring condensed at the 3-position and 4-position.
  • the organic transistor of the present invention is characterized in that the organic semiconductor layer contains at least one compound represented by the general formula (1), which has a high charge mobility, which is unconventional, It is possible to provide an organic transistor having a large on / off ratio and excellent storage stability.
  • the compound represented by the general formula (1) according to the present invention can be produced by referring to a method known per se.
  • a compound represented by the general formula (2) or the general formula (3) is produced by reacting a compound represented by the general formula (2) or the general formula (3) with a palladium catalyst (for example, triphenylphosphine palladium chloride, palladium acetate) in the presence of a base.
  • a palladium catalyst for example, triphenylphosphine palladium chloride, palladium acetate
  • the compound represented by the general formula (2) is, for example, a compound represented by the general formula (4) in the presence of, for example, a palladium catalyst (for example, triphenylphosphine palladium chloride) and a base.
  • a palladium catalyst for example, triphenylphosphine palladium chloride
  • the compound represented by the general formula (3) is, for example, a compound represented by the general formula (7) in the presence of, for example, a palladium catalyst (for example, triphenylphosphine palladium chloride) and a base.
  • a palladium catalyst for example, triphenylphosphine palladium chloride
  • a base for example, a palladium catalyst (for example, triphenylphosphine palladium chloride)
  • (8) and a compound represented by the general formula (9) can be produced by acting [for example, Chem. Rev. , 95, 2457 (1995) can be referred to].
  • the halogen atom represented by Z 1 to Z 8 is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
  • the compound represented by the general formula (1) according to the present invention may be produced in a mold that forms a solvate with a solvent used (for example, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene).
  • a solvent used for example, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene.
  • such a solvate as well as a non-solvate of the compound represented by the general formula (1) can be used.
  • a purification method such as a recrystallization method, a column chromatography method, a sublimation purification method, or a combination of these methods increases the purity. It is preferred to use
  • the organic transistor usually has a source electrode, a drain electrode and a gate electrode, a gate insulating layer, and an organic semiconductor layer.
  • the organic semiconductor layer has the general formula (1). It contains at least one compound represented by
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the organic transistor of the present invention.
  • a gate electrode 21 is provided on a substrate 11
  • a gate insulating layer 31 is laminated on the gate electrode
  • a source electrode 61 and a drain electrode formed on the gate electrode at predetermined intervals. 41 is formed, and an organic semiconductor layer 51 is further stacked thereon (bottom gate / bottom contact structure).
  • the gate electrode 22 is provided on the substrate 12, the gate insulating layer 32 is laminated on the gate electrode, and the organic semiconductor layer 52 is laminated thereon. Further, a source electrode 62 and a drain electrode 42 are formed at a predetermined interval thereon (bottom gate / top contact structure).
  • the source electrode 63 and the drain electrode 43 are formed on the substrate 13 at a predetermined interval, and the organic semiconductor layer 53 is laminated thereon, A gate insulating layer 33 is laminated thereon, and a gate electrode 23 is further provided thereon (top gate / bottom contact structure).
  • the organic semiconductor layer 54 is laminated on the substrate 14, and the source electrode 64 and the drain electrode 44 are formed on the substrate 14 at a predetermined interval.
  • a gate insulating layer 34 is laminated thereon, and a gate electrode 24 is further provided thereon (top gate / top contact structure).
  • the organic semiconductor layer forms a channel region, and the current flowing between the source electrode and the drain electrode is controlled by the voltage applied to the gate electrode, thereby turning on / off. Operate.
  • the substrate used in the organic transistor of the present invention is not particularly limited, but generally glass, quartz, silicon single crystal, polycrystalline silicon, amorphous silicon, plastic substrate, or the like can be used. Furthermore, a composite substrate in which these are combined can be used, and may have a single-layer structure or a multilayer structure.
  • plastic substrate examples include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, triacetylcellulose, and cellulose acetate propionate.
  • a substrate is mentioned.
  • the substrate can also serve as the gate electrode.
  • materials used for the source electrode, drain electrode, and gate electrode are not particularly limited, and any material can be used as long as it is a conductive material.
  • the electrode material examples include indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NESA), gold, silver, platinum, copper, indium, aluminum, magnesium, nickel, chromium, iron, tin, tantalum, palladium, tellurium, and iridium.
  • ITO indium tin oxide alloy
  • NESA tin oxide
  • gold silver
  • platinum platinum
  • copper indium, aluminum, magnesium, nickel, chromium, iron, tin, tantalum, palladium, tellurium, and iridium.
  • a conductive polymer whose conductivity has been improved by doping treatment eg, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid complex, etc.
  • doping treatment eg, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid complex, etc.
  • these electrode materials may be used alone or in combination.
  • the source electrode and the drain electrode are preferably those having a low electrical resistance at the contact surface with the organic semiconductor layer among the electrode materials listed above.
  • a method for forming each electrode is not particularly limited.
  • a conductive material can be formed using a method such as vapor deposition or sputtering, and patterned into a desired shape by lithograph or etching treatment. it can.
  • a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be patterned by an ink jet method. It may be formed by lithography or laser ablation. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste (silver paste, carbon paste, etc.) by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, and screen printing can also be used.
  • the film thickness of the source electrode and the drain electrode is not particularly limited, but in general, it is preferably set in the range of several nm to several hundred ⁇ m, more preferably 1 nm to 100 ⁇ m, and still more preferably 10 nm. ⁇ 20 ⁇ m.
  • the source electrode and the drain electrode are arranged so as to face each other, and the interval (channel length) is generally preferably set in the range of several hundred nm to several mm, more preferably 100 nm to It is 1 mm, more preferably 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the material used for the gate insulating layer various insulating materials can be used, and an inorganic insulator or an organic polymer compound is preferable.
  • silicon oxide SiO 2
  • silicon nitride aluminum oxide, aluminum nitride, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate , Lead lanthanum titanate, strontium titanate, barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, trioxide yttrium, and more Preferred are silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide.
  • Examples of the method for forming a gate insulating layer made of an inorganic insulator include a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, and atmospheric pressure plasma. Dry processes such as spray coating, spray coating, spin coating, blade coating, dip coating, casting, roll coating, bar coating, die coating, air knife, slide hopper, and extrusion Examples thereof include a wet process such as a coating method, various printing methods, and an inkjet method, and can be appropriately selected and applied according to the characteristics of the material to be used. In the case where a silicon-based material is used as the gate electrode and the gate insulating layer is formed before forming the organic semiconductor, it may be formed by a thermal oxidation method.
  • Examples of the organic polymer compound used for the gate insulating layer include polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, a photo-radical polymerization photo-curing resin, a photo-cation polymerization photo-curing resin, or a copolymer containing an acrylonitrile component.
  • Polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, polystyrene, novolac resin, polyvinylidene fluoride, cyanoethyl pullulan, and the like can be used.
  • a wet process is preferable.
  • the insulating material used for the gate insulating layer may be used alone or in combination.
  • the interface between the gate insulating layer and the organic semiconductor layer may be treated with, for example, hexamethyldisilazane, octadecyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrichlorosilane, benzyltrichlorosilane, or the like.
  • the organic semiconductor layer is formed after the rubbing treatment is performed on the gate insulating layer made of the organic polymer compound. May be.
  • the thickness of the gate insulating layer is not particularly limited, but in general, it is preferably set in the range of several nm to several tens of ⁇ m, more preferably 5 nm to 10 ⁇ m, and still more preferably 10 nm to 5 ⁇ m. It is.
  • the organic transistor of the present invention comprises at least one compound represented by the general formula (1) in the organic semiconductor layer, and the compound represented by the general formula (1) is used alone. Or a plurality of them may be used in combination.
  • the organic semiconductor layer includes a compound represented by the general formula (1) and other compounds (for example, polyacetylene derivatives, polythiophene derivatives, polythienylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polypyrrole derivatives, polyaniline derivatives, A polyquinoline derivative, a perylene derivative, a tetracene derivative, a pentacene derivative, a phthalocyanine derivative, or the like).
  • the content of the compound represented by the general formula (1) is preferably 20% by weight or more, and more preferably 50% by weight or more.
  • the organic transistor of the present invention functions as a p-type (holes function as a carrier) organic transistor or an n-type (electrons function as a carrier) organic transistor, preferably as a p-type organic transistor. It is preferred to use.
  • the formation method of the organic semiconductor layer is not particularly limited, and a known formation method can be used.
  • a vacuum deposition method for example, a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, a plasma polymerization method and other dry processes, a spray coating method, Mention wet processes such as spin coating, blade coating, dip coating, casting, roll coating, bar coating, die coating, LB (Langmuir / Blodget method), various printing methods, and inkjet methods. it can.
  • a vacuum deposition method for example, a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, a plasma polymerization method and other dry processes, a spray coating method, Mention wet processes such as spin coating, blade coating, dip coating, casting, roll coating, bar
  • solvents examples include alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; Ether solvents such as ether, dioxane, tetrahydrofuran, anisole, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, dichloromethane, chloroform, dichloroethane, tetrachloroethane, tetrachloroethylene, chlorobenzene, fluorobenzene, dichlorobenzene, Halogenated hydrocarbon solvents such as trichlorobenzene, acetonitrile, propionitrile, me
  • the thickness of the organic semiconductor layer is not particularly limited, but in general, it is preferably set in the range of several nm to several tens of ⁇ m, more preferably 1 nm to 10 ⁇ m, and still more preferably 5 nm to 1 ⁇ m.
  • the organic semiconductor layer may be subjected to a doping treatment if desired.
  • both a donor-type dopant and an acceptor-type dopant can be used, and it is preferable to use an acceptor-type dopant.
  • any compound having a function of donating electrons to the organic compound of the organic semiconductor layer can be preferably used.
  • the donor dopant examples include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs, alkaline earth metals such as Ca, Sr, and Ba, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Rb, Dy, Ho, Er, Yb and other rare earth metals, ammonium ions, R 4 P + (R represents an alkyl group), R 4 As + (R represents an alkyl group), R 3 S + (R represents Represents an alkyl group), and acetylcholine.
  • alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs
  • alkaline earth metals such as Ca, Sr, and Ba
  • Y La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Rb, Dy, Ho, Er, Yb and other rare earth metals, ammonium ions
  • R 4 P + represents an alkyl group
  • R 4 As + R represents an alkyl group
  • R 3 S + R
  • any compound having a function of removing electrons from the organic compound of the organic semiconductor layer can be suitably used.
  • acceptor dopant examples include halogen compounds such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl, ICl 3 , IBr 3 and IF, PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , SO 3.
  • halogen compounds such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl, ICl 3 , IBr 3 and IF, PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , SO 3.
  • a method of introducing a dopant after forming an organic semiconductor layer, or a method of introducing a dopant at the time of forming the organic semiconductor layer can be applied.
  • the organic transistor of the present invention can also be provided with a gas barrier layer on the whole or a part of the outer peripheral surface of the organic transistor for the purpose of reducing the influence of oxygen, moisture, etc. in the atmosphere.
  • a gas barrier layer examples include polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl chloride, and polyvinylidene chloride.
  • the inorganic insulator mentioned as a material used for a gate insulating layer can also be used for formation of a gas barrier layer.
  • the organic transistor of this invention can be used for a liquid crystal display element, an organic electroluminescent element, electronic paper, various sensors, RFIDs (radio frequency identification cards), etc., for example.
  • Example 1 A thermal oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 200 nm was formed on a silicon substrate having a resistivity of 0.02 ⁇ ⁇ cm as a gate electrode.
  • the silicon substrate itself becomes the gate electrode, and the SiO 2 layer formed on the surface of the silicon substrate becomes the gate insulating layer.
  • the compound of Exemplified Compound No. 2 was deposited to a thickness of 30 nm at a deposition rate of 0.03 nm / sec to form an organic semiconductor layer. Further, a source electrode and a drain electrode were formed thereon by vapor-depositing gold using a mask.
  • the source electrode and drain electrode had a thickness of 40 nm, a channel width of 5 mm, and a channel length of 20 ⁇ m.
  • the organic transistor manufactured as described above exhibited characteristics as a p-type transistor element.
  • the charge mobility was determined from the saturation region of the current-voltage (IV) characteristics of the organic transistor. Further, the drain current value was measured when the drain bias was ⁇ 50 V and the gate bias was ⁇ 50 V and 0 V, and the on / off ratio of the current was obtained. Furthermore, after storing the produced organic transistor element in the atmosphere at 25 ° C. for one month, the charge mobility and the on / off ratio of the current were measured again. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 1 when forming the organic semiconductor layer, instead of using the compound of Example Compound No. 2, the compound of Example Compound No. 5 (Example 2), the compound of Example Compound No. 10 (Example 3), and the Example Compound Compound No. 17 (Example 4), Compound No. 20 (Example 5), Compound No. 32 (Example 6), Compound No. 34 (Example 7), Example No. 45 Compound of Example Compound No. 48 (Example 9), Compound of Example Compound No. 50 (Example 10), Compound of Example Compound No. 54 (Example 11), Compound of Example Compound No. 65 (Example 12), Compound of Example Compound No.
  • Example 13 Compound of Example Compound No. 92 (Example 14), Compound of Example Compound No. 101 (Example 15), Example Compound No. 110 (Example 16), Example Compound No. 117 (Example 17), Example Compound No. 125 (Example 18), Example Compound No. 137 (Example 19), Example Compound An organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that the compound of No. 145 (Example 20) was used. Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • Example 1 An organic transistor was fabricated by the method described in Example 1 except that pentacene was used instead of using the compound of Exemplary Compound No. 2 when forming the organic semiconductor layer. Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1. In addition, the characteristic as an organic transistor was not shown after leaving for one month.
  • Example 2 (Comparative Example 2) In Example 1, an organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that ⁇ -hexathienylene was used instead of the compound of Example Compound No. 2 in forming the organic semiconductor layer. Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • Example 3 an organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that dibenzo [a, j] naphthacene was used instead of the compound of Exemplified Compound No. 2 when forming the organic semiconductor layer. did. Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • Example 4 an organic transistor was prepared by the method described in Example 1 except that dibenzo [de, qr] naphthacene was used instead of the compound of Exemplified Compound No. 2 when forming the organic semiconductor layer. did. Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • Example 21 A thermal oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 200 nm was formed on a silicon substrate having a resistivity of 0.02 ⁇ ⁇ cm as a gate electrode.
  • the silicon substrate itself becomes the gate electrode, and the SiO 2 layer formed on the surface of the silicon substrate becomes the gate insulating layer.
  • a chlorobenzene solution concentration: 0.3% by weight
  • the chlorobenzene evaporated to give an exemplary compound having a thickness of 50 nm.
  • An organic semiconductor layer made of the compound of No. 35 was formed.
  • a source electrode and a drain electrode were formed thereon by vapor-depositing gold using a mask.
  • the source electrode and drain electrode had a thickness of 40 nm, a channel width of 5 mm, and a channel length of 20 ⁇ m. Further, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 4.1 ⁇ 10 ⁇ 2 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 3.0. ⁇ 10 5
  • Example 22 In Example 21, an organic transistor was produced by the method described in Example 21 except that the compound of exemplary compound number 67 was used instead of the compound of exemplary compound number 35 in forming the organic semiconductor layer. . Further, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 3.0 ⁇ 10 ⁇ 2 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 3.6. ⁇ 10 5
  • Example 23 In Example 21, an organic transistor was produced by the method described in Example 21 except that the compound of exemplary compound number 79 was used instead of the compound of exemplary compound number 35 in forming the organic semiconductor layer. . Further, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 3.9 ⁇ 10 ⁇ 2 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 2.7. ⁇ 10 5
  • Example 24 an organic transistor was produced by the method described in Example 21 except that the compound of exemplary compound number 138 was used instead of the compound of exemplary compound number 35 in forming the organic semiconductor layer. . Further, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 2.8 ⁇ 10 ⁇ 2 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 3.5. ⁇ 10 5
  • the organic transistor of the present invention has a high charge mobility, a large current on / off ratio, has excellent characteristics as an organic transistor, and further has a stable change with time. It is clear that it is an excellent organic transistor.
  • the organic transistor of the present invention has high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability.

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Abstract

　有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、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ため、該有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種含有させて有機トランジスタを構成する。 （式中、Ｘ１～Ｘ４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、環Ａは置換または未置換のチオフェン環を表し、環Ｂは置換または未置換のベンゼン環、あるいは置換または未置換のチオフェン環を表す）

Description

有機トランジスタ
　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。
　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。
　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。
　また、ジベンゾ［ａ，ｊ］ナフタセン、ジベンゾ［ｄｅ，ｑｒ］ナフタセンは、有機トランジスタの有機半導体層に有用であることが記載されている（特許文献１）。しかし、これらのジベンゾナフタセンを有機半導体層に使用した有機トランジスタは、電荷移動度が低いという難点があることが判明した。
　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。
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６３，１３７２（１９９３） Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，１８５４（１９９８） Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８，２７０（１９９５） 特表２００５－５１９４８６号公報
　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。
　本発明者らは、前記課題を解決するため、鋭意検討した結果、一般式（１）で表される化合物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、
　有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種含有してなる有機トランジスタである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
（式中、Ｘ１～Ｘ４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、環Ａは置換または未置換のチオフェン環を表し、環Ｂは置換または未置換のベンゼン環、あるいは置換または未置換のチオフェン環を表す）
　　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。
本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。
符号の説明
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
　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、有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種含有してなるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
（式中、Ｘ１～Ｘ４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、環Ａは置換または未置換のチオフェン環を表し、環Ｂは置換または未置換のベンゼン環、あるいは置換または未置換のチオフェン環を表す）
　一般式（１）で表される化合物において、Ｘ１～Ｘ４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。 
　一般式（１）で表される化合物において、より好ましくは、Ｘ１～Ｘ４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。
　一般式（１）におけるＸ１～Ｘ４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；
　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－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－オクチルオキシメチル基、ｎ－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；
　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－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、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－ジクロロフェニル基、３，５－ジクロロフェニル基、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、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－ヘキシル－２－チエニル基、５－ｎ－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、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。
　より好ましくは、Ｘ１～Ｘ４は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１～１６のアルキル基、炭素数１～１６のアルコキシ基、炭素数２～１６のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数６～２０のアリール基である。
　一般式（１）で表される化合物において、環Ａは置換または未置換のチオフェン環を表し、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チオフェン環を表す。より好ましくは、環Ａは、Ｘ１～Ｘ４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で置換されていてもよいチオフェン環を表す。このチオフェン環は、好ましくは、２位と３位で縮環したチオフェン環、あるいは３位と４位で縮環したチオフェン環である。一般式（１）で表される化合物は、環Ａの種別に応じて、以下の一般式（１－Ａ）又は一般式（１－Ｂ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
〔式中、Ｘ１～Ｘ４および環Ｂは一般式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａ１～Ａ４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。〕
　一般式（１）で表される化合物において、環Ｂは置換または未置換のベンゼン環、あるいは置換または未置換のチオフェン環を表し、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ベンゼン環、あるいはハロゲン原子、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チオフェン環を表す。
　より好ましくは、環Ｂは、Ｘ１～Ｘ４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で置換されていてもよいベンゼン環、

あるいはＸ１～Ｘ４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で置換されていてもよいチオフェン環を表す。
　ここで、ベンゼン環はオルト位で縮環したベンゼン環であり、チオフェン環は、好ましくは、２位と３位で縮環したチオフェン環、あるいは３位と４位で縮環したチオフェン環である。
　本発明の有機トランジスタにおいては、有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも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。
　本発明に係る一般式（１）で表される化合物の具体例としては、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
　本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、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。
　すなわち、例えば、一般式（２）または一般式（３）で表される化合物に、パラジウム触媒（例えば、トリフェニルフォスフィンパラジウムクロライド、酢酸パラジウム）を塩基の存在下で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．，１０７、１７４（２００７）に記載の方法を参考にすることができる］。
　尚、一般式（２）で表される化合物は、例えば、一般式（４）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒（例えば、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、一般式（５）および一般式（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［例えば、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，９５、２４５７（１９９５）に記載の方法を参考にすることができる］。
　尚、一般式（３）で表される化合物は、例えば、一般式（７）で表される化合物に、例えば、パラジウム触媒（例えば、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、一般式（８）および一般式（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）に記載の方法を参考にすることができる］。
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
〔式中、Ｘ１～Ｘ４、環Ａおよび環Ｂは一般式（１）の場合と同じ意味を表し、Ｚ１～Ｚ８はハロゲン原子を表す）〕
　一般式（２）～一般式（９）において、Ｚ１～Ｚ８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。
　尚、本発明に係る一般式（１）で表される化合物は、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、一般式（１）で表される化合物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。一般式（１）で表される化合物を、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、該有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも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）。
　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。
　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。
　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）、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。
　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。
　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（チャンネル長）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。
　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。
　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良い。
　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。
　尚、ゲート絶縁層と有機半導体層の界面は、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などで処理されていてもよく、さらに、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良い。
　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、有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種含有してなるものであり、一般式（１）で表される化合物は、単独で使用してもよく、複数併用してもよい。
　さらに、有機半導体層は、一般式（１）で表される化合物と、他の化合物（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、一般式（１）で表される化合物の含有量は、２０重量％以上が好ましく、５０重量％以上になるように調製することがより好ましい。
　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。
　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、一般式（１）で表される化合物を、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。この上に、真空下（５×１０－４Ｐａ）で、例示化合物番号２の化合物を、蒸着速度０．０３ｎｍ／ｓｅｃの速度で、３０ｎｍ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４０ｎｍであり、チャネル幅は５ｍｍ、チャネル長は２０μｍ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。
　（実施例２～２０）
　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２の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号５の化合物（実施例２）、例示化合物番号１０の化合物（実施例３）、例示化合物番号１７の化合物（実施例４）、例示化合物番号２０の化合物（実施例５）、例示化合物番号３２の化合物（実施例６）、例示化合物番号３４の化合物（実施例７）、例示化合物番号４５の化合物（実施例８）、例示化合物番号４８の化合物（実施例９）、例示化合物番号５０の化合物（実施例１０）、例示化合物番号５４の化合物（実施例１１）、例示化合物番号６５の化合物（実施例１２）、例示化合物番号７８の化合物（実施例１３）、例示化合物番号９２の化合物（実施例１４）、例示化合物番号１０１の化合物（実施例１５）、例示化合物番号１１０の化合物（実施例１６）、例示化合物番号１１７の化合物（実施例１７）、例示化合物番号１２５の化合物（実施例１８）、例示化合物番号１３７の化合物（実施例１９）、例示化合物番号１４５の化合物（実施例２０）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。
　（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２の化合物を使用する代わりに、ペンタセンを使用した以外は、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。
　尚、１ヶ月放置後には、有機トランジスタとしての特性を示さなかった。
　（比較例２）
　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２の化合物を使用する代わりに、α－ヘキサチエニレンを使用した以外は、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。
　（比較例３）
　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２の化合物を使用する代わりに、ジベンゾ［ａ，ｊ］ナフタセンを使用した以外は、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。
　（比較例４）
　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２の化合物を使用する代わりに、ジベンゾ［ｄｅ，ｑｒ］ナフタセンを使用した以外は、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。
　（実施例２１）
　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３５の化合物のクロロベンゼン溶液（濃度：０．３重量％）を塗布したところ、クロロベンゼンが蒸発し、５０ｎｍの厚さの例示化合物番号３５の化合物からなる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４０ｎｍであり、チャネル幅は５ｍｍ、チャネル長は２０μｍ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、４．１×１０－２（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は３．０×１０５であった。
　（実施例２２）
　実施例２１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号３５の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号６７の化合物を使用した以外は、実施例２１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、３．０×１０－２（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は３．６×１０５であった。
　（実施例２３）
　実施例２１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号３５の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号７９の化合物を使用した以外は、実施例２１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、３．９×１０－２（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は２．７×１０５であった。
　（実施例２４）
　実施例２１において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号３５の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号１３８の化合物を使用した以外は、実施例２１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、２．８×１０－２（ｃｍ２／Ｖｓｅｃ）であり、電流のオン／オフ比は３．５×１０５であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052
　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。
　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。

Claims (2)

  1. 　有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種含有してなる有機トランジスタ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｘ１～Ｘ４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、環Ａは置換または未置換のチオフェン環を表し、環Ｂは置換または未置換のベンゼン環、あるいは置換または未置換のチオフェン環を表す）
  2. 　一般式（１）で表される化合物が、一般式（１－Ａ）又は一般式（１－Ｂ）で表される化合物である請求項１に記載の有機トランジスタ。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     〔式中、Ｘ１～Ｘ４ および環Ｂは一般式（１）の場合と同じ意味を表し、Ａ１～Ａ４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。〕
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