特許 5792482 含窒素縮合環化合物、含窒素縮合環重合体、有機薄膜及び有機薄膜素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5792482

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】含窒素縮合環化合物、含窒素縮合環重合体、有機薄膜及び有機薄膜素子

(51)【国際特許分類】

   C07D 513/04 20060101AFI20150928BHJP

   C07D 513/14 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 51/05 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 51/30 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 29/786 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 21/337 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 21/338 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 29/808 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 29/812 20060101ALI20150928BHJP

   H01L 51/46 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   C07D513/04 301

   C07D513/14CSP

   H01L29/28 100A

   H01L29/28 250G

   H01L29/78 618B

   H01L29/80 V

   H01L31/04 154C

【請求項の数】7

【全頁数】66

(21)【出願番号】特願2011-45515(P2011-45515)

(22)【出願日】2011年3月2日

(65)【公開番号】特開2012-126703(P2012-126703A)

(43)【公開日】2012年7月5日

【審査請求日】2014年2月4日

(31)【優先権主張番号】特願2010-47852(P2010-47852)

(32)【優先日】2010年3月4日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2010-261575(P2010-261575)

(32)【優先日】2010年11月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】家 裕隆

(72)【発明者】

【氏名】植田 将史

(72)【発明者】

【氏名】安蘇 芳雄

(72)【発明者】

【氏名】上田 将人

【審査官】 深谷 良範

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０６９７１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／０９９０７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２１５２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１８６２６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２３００２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００３／０５５８５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０７Ｄ，Ｈ０１Ｌ

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

式（６−１）又は式（６−２）で表される含窒素縮合環化合物。

【化1】

［式中、
Ａｒ^１は、置換基を有していてもよいベンゼン環又はチオフェン環を示し、Ａｒ^１における前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基からなる群より選択され、
Ｙ^１及びＹ^２のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｏ）−で表される基を示し、他方は、単結合を示し、
Ｙ^３及びＹ^４のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｏ）−で表される基を示し、他方は、単結合を示し、
Ｚ^１及びＺ^２は、硫黄原子を示し、
Ｒ^１及びＲ^２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換されたアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換された複素環基又はトリイソプロピルシリル基を示し、Ｒ^１及びＲ^２における前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基からなる群より選択される。］

【請求項2】

式（７−１）又は式（７−２）で表される、請求項１に記載の含窒素縮合環化合物。

【化2】

［式中、
Ａｒ^２は、置換基を有していてもよいベンゼン環又はチオフェン環を示し、Ａｒ^２における前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基からなる群より選択され、
Ｘ^３及びＸ^４は、酸素原子を示し、
Ｚ^３及びＺ^４は、硫黄原子を示し、
Ｒ^１８及びＲ^１９は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換されたアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換された複素環基又はトリイソプロピルシリル基を示し、Ｒ^１８及びＲ^１９における前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基からなる群より選択される。］

【請求項3】

式（３−１’）又は式（３−２’）で表される、請求項１に記載の含窒素縮合環化合物。

【化3】

［式中、
Ｒ^１及びＲ^２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換されたアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基で置換された複素環基又はトリイソプロピルシリル基を示し、Ｒ^１及びＲ^２における前記置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲン原子、ニトロ基及びシアノ基からなる群より選択される。］

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の含窒素縮合環化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、有機薄膜。

【請求項5】

請求項４に記載の有機薄膜を備える有機薄膜素子。

【請求項6】

請求項４に記載の有機薄膜を備える有機薄膜トランジスタ。

【請求項7】

請求項４に記載の有機薄膜を備える有機太陽電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、含窒素縮合環化合物、含窒素縮合環重合体、有機薄膜及び有機薄膜素子に関する。

【背景技術】

【0002】

電子輸送性又はホール輸送性を有する有機材料を含む薄膜は、有機薄膜トランジスタ、有機太陽電池、光センサ等の有機薄膜素子への応用が期待されているが、有機ｐ型半導体（ホール輸送性を示す）に比べ、有機ｎ型半導体（電子輸送性を示す）が得難いことから、有機ｎ型半導体の開発が種々検討されている。

【0003】

近年、薄膜トランジスタ材料として、例えば特許文献１には、チオフェン環にフルオロアルキル基を導入した化合物が開示されている。

【0004】

また、電荷移動材料として、例えば特許文献２には、少なくとも１つのジチエノチオフェン基及び少なくとも１つのアリーレン基またはヘテロアリーレン基を含む、モノマー、オリゴマー及びポリマーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００４／１８６２６６号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２００４／２３００２１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した公知の材料であっても、有機ｎ型半導体としての性能が十分であるとは言い難く、さらに電子輸送性が向上した有機ｎ型半導体が求められている。

【0007】

本発明の目的は、優れた電子輸送性を有する有機ｎ型半導体として利用可能な新規化合物及び新規重合体を提供することにある。本発明の目的はまた、この新規化合物及び／又は新規重合体を含有する有機薄膜、並びにこの有機薄膜を備える有機薄膜素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、式（１−１）で表される構造単位及び式（１−２）で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する、含窒素縮合環化合物を提供する。

【化1】

［式中、Ａｒ^１は、置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示し、Ｙ^１及びＹ^２のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｘ^１）−で表される基を示し、他方は、単結合を示し、Ｙ^３及びＹ^４のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｘ^２）−で表される基を示し、他方は、単結合を示し、Ｘ^１及びＸ^２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基（Ａ^１は、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、二つのＡ^１は互いに同一でも異なっていてもよい。）を示し、Ｚ^１及びＺ^２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示す。］

【化2】

［式中、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^３とＲ^４とは互いに結合して環を形成していてもよい。］

【0009】

なお、式（ａ−３）で表される基及び式（ａ−４）で表される基には、左右反転した２通りの結合様式があるが、結合様式はそのいずれであってもよい。

【0010】

本発明に係る含窒素縮合環化合物は、環同士のπ共役平面性が良好であるとともに、含窒素縮合環の導入により十分に低い最低空軌道（ＬＵＭＯ）を示すことができ、電子輸送性に優れた有機ｎ型半導体として利用可能である。また、本発明に係る含窒素縮合環化合物は、有機溶剤への溶解性が優れているため、これらを用いて薄膜を形成することが容易であり、性能の優れた有機薄膜素子が製造可能となる。

【0011】

また、本発明に係る含窒素縮合環化合物は、化学的に安定であり環境安定性（すなわち、空気や水に対する安定性）に優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、大気中においても性能が安定している有機薄膜素子が製造可能となる。

【0012】

上記Ｚ^１及びＺ^２は硫黄原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、硫黄原子と、当該硫黄原子と共に環を形成する窒素原子と、の相互作用により、電子輸送に適した電子状態を得ることができ、電子輸送性が一層向上する。

【0013】

上記Ｘ^１及びＸ^２は酸素原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、ＬＵＭＯを一層低くすることができ、また、固体状態において、隣接する分子内のヘテロ原子と相互作用し易くなることから、分子間相互作用が大きくなり、電子輸送性が一層向上する。

【0014】

上記Ａｒ^１はベンゼン環又はチオフェン環であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、π共役し易くなり、π共役平面性が向上するため、分子が配列し易くなる。

【0015】

本発明に係る含窒素縮合環化合物において、式（１−１）で表される構造単位は式（２−１）で表される構造単位であることが好ましく、式（１−２）で表される構造単位は式（２−２）で表される構造単位であることが好ましい。

【化3】

［式中、Ａｒ^２は、置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示し、Ｘ^３及びＸ^４は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^２）_２で表される基（Ａ^２は、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、二つのＡ^２は互いに同一でも異なっていてもよい。但し、二つのＡ^２のうち少なくとも一方は、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子を示す。）を示し、Ｚ^３及びＺ^４は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ｂ−１）で表される基、式（ｂ−２）で表される基、式（ｂ−３）で表される基、式（ｂ−４）で表される基又は式（ｂ−５）で表される基を示す。］

【化4】

［式中、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^７とＲ^８とは互いに結合して環を形成していてもよい。］

【0016】

なお、式（ｂ−３）で表される基及び式（ｂ−４）で表される基には、左右反転した２通りの結合様式があるが、結合様式はそのいずれであってもよい。

【0017】

上記Ｚ^３及びＺ^４は硫黄原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、硫黄原子と、当該硫黄原子と共に環を形成する窒素原子との相互作用により、電子輸送に適した電子状態を得ることができ、電子輸送性が一層向上する。

【0018】

上記Ｘ^３及びＸ^４は酸素原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、ＬＵＭＯを一層低くすることができ、また、固体状態において、隣接する分子内のヘテロ原子と相互作用し易くなることから、分子間相互作用が大きくなり、電子輸送性が一層向上する。

【0019】

上記Ａｒ^２はベンゼン環又はチオフェン環であることが好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、π共役し易くなり、π共役平面性が向上するため、分子が配列し易くなる。

【0020】

本発明に係る含窒素縮合環化合物において、式（１−１）で表される構造単位及び式（１−２）で表される構造単位は、線対称性又は点対称性を有していることが好ましく、点対称性を有していることがより好ましい。その場合、分子間相互作用する箇所の増加が期待でき、分子間相互作用が増大し、分子が配列し易くなることから、電子輸送性がより向上する。

【0021】

本発明に係る含窒素縮合環化合物としては、式（１−１）で表される構造単位が式（３−１）で表される構造単位であり、式（１−２）で表される構造単位が式（３−２）で表される構造単位である、含窒素縮合環化合物が好ましい。このような含窒素縮合環化合物は、上述した特性に特に優れるものとなる。

【化5】

【0022】

本発明はまた、式（１−１）で表される構造単位及び式（１−２）で表される構造単位からなる群より選択される構造単位を複数有する、含窒素縮合環重合体を提供する。ここで、含窒素縮合環重合体が有する複数の構造単位は、互いに同一でも異なっていてもよい。

【0023】

すなわち本発明は、式（１−１）で表される構造単位を複数有するか、式（１−２）で表される構造単位を複数有するか、式（１−１）で表される基と式（１−２）で表される基とを少なくとも一つずつ有する、含窒素縮合環重合体を提供する。上述したように、含窒素縮合環重合体が有する複数の構造単位は、互いに同一でも異なっていてもよい。

【0024】

本発明に係る含窒素縮合環重合体は、上記構造単位中の環同士のπ共役平面性が良好であるとともに、含窒素縮合環を複数導入することより十分に低いＬＵＭＯを示すことができることから、電子輸送性に優れた有機ｎ型半導体として利用可能である。また、本発明に係る含窒素縮合環重合体は、化学的に安定で、有機溶剤への溶解性が優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、性能の優れた有機薄膜素子が製造可能となる。

【0025】

また、本発明に係る含窒素縮合環重合体は、環境安定性に優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、大気中においても性能が安定している有機薄膜素子が製造可能となる。

【0026】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、上記Ｚ^１及びＺ^２は硫黄原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環重合体は、硫黄原子と、当該硫黄原子と共に環を形成する窒素原子と、の相互作用により、電子輸送に適した電子状態を得ることができ、電子輸送性が一層向上する。

【0027】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、上記Ｘ^１及びＸ^２は酸素原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環重合体は、ＬＵＭＯを一層低くすることができ、また、固体状態において、隣接する分子内のヘテロ原子と相互作用し易くなることから、分子間相互作用が大きくなり、電子輸送性が一層向上する。

【0028】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、式（１−１）で表される構造単位は式（２−１）で表される構造単位であることが好ましく、式（１−２）で表される構造単位は式（２−２）で表される構造単位であることが好ましい。

【0029】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、上記Ｚ^３及びＺ^４は硫黄原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環重合体は、硫黄原子と、当該硫黄原子と共に環を形成する窒素原子と、の相互作用により、電子輸送に適した電子状態を得ることができ、電子輸送性が一層向上する。

【0030】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、上記Ｘ^３及びＸ^４は酸素原子であることが好ましい。このような含窒素縮合環重合体は、ＬＵＭＯを一層低くすることができ、また、固体状態において、隣接する分子内のヘテロ原子と相互作用し易くなることから、分子間相互作用が大きくなり、電子輸送性が一層向上する。

【0031】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、上記芳香環はベンゼン環又はチオフェン環であることが好ましい。このような含窒素縮合環重合体は、π共役し易くなり、π共役平面性が向上するため、分子が配列し易くなる。

【0032】

本発明に係る含窒素縮合環重合体において、式（１−１）で表される構造単位及び式（１−２）で表される構造単位は、線対称性又は点対称性を有していることが好ましく、点対称性を有していることがより好ましい。その場合、分子間相互作用する箇所の増加が期待でき、分子間相互作用が増大し、分子が配列し易くなることから、電子輸送性がより向上する。

【0033】

本発明に係る含窒素縮合環重合体は、式（４）で表される構造単位をさらに有していてもよい。このような構造単位を有することで、溶解性、又は、機械的、熱的若しくは電子的特性を、変化させ得る範囲が広くなる。

【化6】

［式中、Ａｒ^３は、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい複素環基を示す。］

【0034】

本発明に係る含窒素縮合環重合体は、式（５）で表される構造単位をさらに有していてもよい。

【化7】

［式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｚ^５は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ｃ−１）で表される基、式（ｃ−２）で表される基、式（ｃ−３）で表される基、式（ｃ−４）で表される基又は式（ｃ−５）で表される基を示す。］

【化8】

［式中、Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５及びＲ^１６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^１３とＲ^１４とは互いに結合して環を形成していてもよい。］

【0035】

なお、式（ｃ−３）で表される基及び式（ｃ−４）で表される基には、左右反転した２通りの結合様式があるが、結合様式はそのいずれであってもよい。

【0036】

上記Ｚ^５は硫黄原子であることが好ましい。このような構造単位を有する含窒素縮合環重合体は、安定なキノイド構造をとることができるので、電子輸送性に一層優れる。

【0037】

本発明はまた、本発明に係る含窒素縮合環化合物及び本発明に係る含窒素縮合環重合体からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、有機薄膜を提供する。このような有機薄膜は、少なくとも含窒素縮合環化合物又は含窒素縮合環重合体を含有するため、十分に低いＬＵＭＯを有し、優れた電子輸送性を示す。

【0038】

本発明はまた、本発明に係る有機薄膜を備える、有機薄膜素子、有機薄膜トランジスタ及び有機太陽電池を提供する。このよう有機薄膜素子、有機薄膜トランジスタ及び有機太陽電池は、本発明に係る有機薄膜を備えており、当該有機薄膜は、電極から注入された電荷や光吸収により発生した電荷等を、効率よく輸送することができる。そのため、本発明に係る有機薄膜素子は優れた性能を有し、本発明に係る有機薄膜トランジスタは高い電子移動度を有するものとなり、本発明に係る有機太陽電池は変換効率が良好なものとなる。

【発明の効果】

【0039】

本発明によれば、優れた電子輸送性を有する有機ｎ型半導体として利用可能な新規の含窒素縮合環化合物及び新規の含窒素縮合環重合体を提供することができる。また、本発明によれば、この含窒素縮合環化合物及び／又は含窒素縮合環重合体を含有する有機薄膜、並びにこの有機薄膜を備える有機薄膜素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図2】第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図3】第３実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図4】第４実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図5】第５実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図6】第６実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図7】第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタの模式断面図である。

【図8】実施形態に係る太陽電池の模式断面図である。

【図9】第１実施形態に係る光センサの模式断面図である。

【図10】第２実施形態に係る光センサの模式断面図である。

【図11】第３実施形態に係る光センサの模式断面図である。

【図12】実施例１２で作製した有機トランジスタ素子２を大気下に保持した際の有機トランジスタ特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0042】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物は、式（１−１）で表される構造単位及び式（１−２）で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する。

【0043】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物は、このような構造単位を有することにより、環同士のπ共役平面性が良好であるとともに、十分に低いＬＵＭＯを示すことができ、電子輸送性に優れた有機ｎ型半導体として利用可能である。また、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物は、化学的に安定で、有機溶剤への溶解性が優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、性能の優れた有機薄膜素子が製造可能となる。

【0044】

また、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物は、環境安定性（すなわち、空気や水に対する安定性）に優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、通常の大気中においても性能が安定した有機薄膜素子が製造可能となる。

【0045】

Ａｒ^１は、置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示す。芳香環としては、ベンゼノイド芳香環、複素芳香環等が挙げられる。また、芳香環は、単環又は縮合環であってもよい。溶解性が良好であり、かつ、製造が容易であるので、芳香環は、単環又は２〜５個の環が縮合した縮合環であることが好ましく、単環又は２個の環が縮合した縮合環であることがより好ましく、単環であることがさらに好ましい。

【0046】

ベンゼノイド芳香環としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、ピレン、ペリレン等が挙げられ、ベンゼン又はナフタレンが好ましく、より好ましくはベンゼンである。また、複素芳香環としては、ピリジン、チオフェン、チエノチオフェン、ジチエノチオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾジチオフェン、ジベンゾチオフェン、ピロール、キノリン、インドール等が挙げられ、チオフェン、チエノチオフェン又はピリジンが好ましく、より好ましくはチオフェンである。

【0047】

Ａｒ^１で表される芳香環は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、原子数２０以下で構成される置換基が好ましく、原子数１７以下で構成される置換基がより好ましい。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基等のアルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｓｅｃ−プロピルオキシ基等のアルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基；が挙げられる。

【0048】

なお、本明細書中、アリール基は、芳香族炭化水素化合物から水素原子１個を除いた残りの原子団を示し、芳香族炭化水素化合物としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、フルオレン、ベンゾフルオレン、ピレン、ペリレン等が挙げられる。

【0049】

Ｙ^１及びＹ^２のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｘ^１）−で表される基を示し、他方は、単結合を示す。また、Ｙ^３及びＹ^４のうちいずれか一方は、−Ｃ（＝Ｘ^２）−で表される基を示し、他方は、単結合を示す。本実施形態において、Ｙ^１及びＹ^２のうち、Ｙ^１が−Ｃ（＝Ｘ^１）−で表される基であることが好ましい。また、Ｙ^３及びＹ^４のうち、Ｙ^３が−Ｃ（＝Ｘ^２）−で表される基であることが好ましい。

【0050】

Ｘ^１及びＸ^２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基を示す。Ｘ^１及びＸ^２は、酸素原子又は＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基であることが好ましく、酸素原子であることがより好ましい。製造が容易であるので、Ｘ^１及びＸ^２は同一の基であることが好ましい。

【0051】

Ａ^１は、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示す。＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基中、二つのＡ^１は互いに同一でも異なっていてもよい。ＬＵＭＯをより低くできるので、二つのＡ^１のうち少なくとも一方が電子求引性の基であることが好ましく、二つのＡ^１がいずれも電子求引性の基であることがより好ましい。

【0052】

また、二つのＡ^１のうち少なくとも一方が、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基（アルコキシカルボニル基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）、カルボキシル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子であることが好ましく、これらのうちシアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子であることがより好ましく、シアノ基であることがさらに好ましい。

【0053】

また、二つのＡ^１が、いずれもシアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基（アルコキシカルボニル基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）、カルボキシル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子であることが好ましく、シアノ基、ニトロ基又はハロゲン原子であることがより好ましく、シアノ基であることがさらに好ましい。

【0054】

なお、本明細書中、アシル基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^１７で表される基を示す。ここでＲ^１７は、水素原子、アルキル基又はアリール基を示す。Ｒ^１７におけるアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。なお、Ｒ^１７が水素原子であるアシル基は、ホルミル基ともいい、Ｒ^１７がアルキル基であるアシル基は、アルカノイル基ともいう。

【0055】

Ｚ^１及びＺ^２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示す。Ｚ^１及びＺ^２は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基であることが好ましく、硫黄原子又は式（ａ−３）で表される基であることがより好ましい。

【0056】

Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^３とＲ^４とは互いに結合して環を形成していてもよい。

【0057】

Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基は、直鎖状又は分岐状の鎖状基であっても、環状基であってもよい。ここで鎖状基は、環式構造を有しない基を示す。また、環状基は、環式構造を有する基を示す。なお、環式構造は単環であっても縮合環であってもよく、炭素環であっても複素環であってもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。炭素環は、炭素原子からなる環式構造であり、複素環は、炭素原子以外の原子（ヘテロ原子）を有する環式構造である。また、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基は、電子供与性の基であっても、電子求引性の基であってもよい。

【0058】

Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基としては、例えば、炭素数１〜２０の鎖状基、環を構成する原子の数（以下、場合により「環構成原子数」と称する。）が３〜６０の環状基が挙げられる。

【0059】

鎖状基としては、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、不飽和炭化水素基（不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、ヒドロキシ基、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アルカノイルオキシ基（アルカノイルオキシ基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）、アミノ基、ヒドロキシアミノ基、アルキルアミノ基（アルキルアミノ基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、ジアルキルアミノ基（ジアルキルアミノ基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アルカノイルアミノ基（アルカノイルアミノ基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、アルキルスルホニル基（アルキルスルホニル基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、スルファモイル基、アルキルスルファモイル基（アルキルスルファモイル基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基（アルキルカルバモイル基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、ホルミル基、アルカノイル基（アルカノイル基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）、又は、アルコキシカルボニル基（アルコキシカルボニル基の炭素数は、好ましくは２〜１３、より好ましくは２〜１１である。）が好ましく、これらの基中の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基も好ましい。

【0060】

環状基としては、アリール基、シクロアルキル基（シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは３〜１２、より好ましくは３〜１０である。）が挙げられる。また、環状基としては、下記式で表される基が挙げられる。

【0061】

【化9】

【0062】

Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）又はアリール基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又はアリール基であることがより好ましい。

【0063】

Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基は、上述の基の水素原子の一部又は全部が置換基で置換されてなる基であってもよい。ここで、置換基としては、原子数２０以下で構成される置換基が好ましく、原子数１７以下で構成される置換基がより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基等のアルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｓｅｃ−プロピルオキシ基等のアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１２のアルコキシ基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基）；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基が挙げられる。

【0064】

なお、本明細書において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。

【0065】

また、本明細書において、アルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられる。アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２であり、より好ましくは１〜１０である。なお、本明細書中、アルキル基をその構造中に含む基（例えば、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基等）におけるアルキル基としても、上記と同じ基が例示できる。

【0066】

また、不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、プロパルギル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基が挙げられ、これらのうち、ビニル基が好ましい。不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜１２であり、より好ましくは１〜１０である。

【0067】

また、アルカノイル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基が挙げられる。アルカノイル基をその構造中に含む基（アルカノイルオキシ基、アルカノイルアミノ基等）におけるアルカノイル基としても、同様の基が例示できる。好ましいアルカノイル基としては、アセチル基が挙げられる。

【0068】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物としては、例えば、式（６−１）又は式（６−２）で表される化合物が挙げられる。

【0069】

【化10】

【0070】

Ａｒ^１、Ｙ^１、Ｙ^２、Ｙ^３、Ｙ^４、Ｚ^１及びＺ^２は上記と同じであり、Ｒ^１及びＲ^２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示す。Ｒ^１及びＲ^２における１価の基としては、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基と同じ基が例示できる。

【0071】

Ｒ^１及びＲ^２における１価の基としては、下記式で表される基が好ましい。

【0072】

【化11】

【0073】

また、Ｒ^１及びＲ^２における１価の基としては、含窒素縮合環化合物の有機溶媒に対する溶解度の観点からは、直鎖状又は分岐状の鎖状基が好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキル基、直鎖状又は分岐状のアルコキシ基がより好ましく、直鎖状又は分岐状のアルキル基がさらに好ましい。

【0074】

また、Ｒ^１及びＲ^２における１価の基としては、少なくとも一つのフッ素原子を有している基、少なくとも一つのカルボニル基を有している基が好ましく、少なくとも一つのフッ素原子及び少なくとも一つのカルボニル基を有している基がより好ましい。このような基によれば、ＬＵＭＯが一層低下し、有機溶媒に対する溶解度が一層向上する。

【0075】

また、電子輸送性の観点からは、Ｒ^１及びＲ^２における１価の基は、フルオロアルキル基（フルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、フルオロアルコキシ基（フルオロアルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、フルオロアリール基、α−フルオロカルボニル構造（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＦ＜で表される構造）を有する基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルキル基で置換されているアリール基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルコキシ基で置換されているアリール基、少なくとも一つの水素原子がα−フルオロカルボニル構造を有する基で置換されているアリール基、α−フルオロカルボニル構造を有する環式構造と縮合しているアリール基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルキル基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルコキシ基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がα−フルオロカルボニル構造を有する基で置換されている複素環基又はα−フルオロカルボニル構造を有する環式構造と縮合している複素環基であることが好ましい。

【0076】

また、Ｒ^１及びＲ^２における１価の基は、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロアリール基、α−フルオロカルボニル構造を有する基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルキル基で置換されているアリール基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルコキシ基で置換されているアリール基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルキル基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルコキシ基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がα−フルオロカルボニル構造を有する基で置換されている複素環基又はα−フルオロカルボニル構造を有する環式構造と縮合している複素環基であることがより好ましい。

【0077】

また、Ｒ^１及びＲ^２における１価の基は、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルキル基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がフルオロアルコキシ基で置換されている複素環基、少なくとも一つの水素原子がα−フルオロカルボニル構造を有する基で置換されている複素環基又はα−フルオロカルボニル構造を有する環式構造と縮合している複素環基であることが、さらに好ましい。Ｒ^１及びＲ^２がいずれもこれらの基であると、含窒素縮合環化合物の電子輸送性が一層向上する。

【0078】

なお、本明細書中、１価の複素環基は、複素環式化合物から水素原子１個を除いた残りの原子団を示す。ここで、複素環式化合物とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、ケイ素原子等のヘテロ原子を有するものをいう。複素環式化合物としては、チオフェン；チエノチオフェン、ジチエノチオフェン等のチオフェン環が２〜６個縮環してなる化合物；ベンゾチオフェン；ベンゾジチオフェン；ジベンゾチオフェン；チアゾール；ピロール；ピリジン；ピリミジン等が挙げられる。１価の複素環基としては、環を構成する炭素の数が３〜６０である基が好ましく、環を構成する炭素の数が３〜２０である基がより好ましい。

【0079】

また、１価の複素環基としては、チオフェン、チエノチオフェン等のチオフェン環が２〜６個縮環してなる化合物、ベンゾチオフェン、ベンゾジチオフェン、ジベンゾチオフェン又はチアゾールから、水素原子１個を除いた残りの原子団が好ましい。

【0080】

また、１価の複素環基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、不飽和炭化水素基（不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリール基、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリールオキシ基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。

【0081】

Ｒ^１及びＲ^２における１価の基は、重合性基であってもよい。このような含窒素縮合環化合物は、後述する含窒素縮合環重合体を合成するための原料化合物（含窒素縮合環重合体の前駆体ということもできる。）として好適に用いることができる。含窒素縮合環重合体を合成するための原料化合物として用いる場合、Ｒ^１及びＲ^２は水素原子、ハロゲン原子又は重合性基であることが好ましい。

【0082】

本明細書中、重合性基とは、重合反応（例えば、付加重合反応、縮合重合反応）を生じ得る基であり、例えば、アルキルスルホネート基（アルキルスルホネート基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリールスルホネート基、アリールアルキルスルホネート基（アリールアルキルスルホネート基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アルキルスタニル基（アルキルスタニル基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリールスタニル基、アリールアルキルスタニル基（アリールアルキルスタニル基中のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、ホウ酸エステル残基、スルホニウムメチル基、ホスホニウムメチル基、ホスホネートメチル基、モノハロゲン化メチル基、ホウ酸残基（−Ｂ（ＯＨ）_２で表される基）、ホルミル基、ビニル基が挙げられる。

【0083】

含窒素縮合環重合体を合成するための原料化合物として用いる場合、合成が容易となるので、Ｒ^１及びＲ^２はハロゲン原子、アルキルスタニル基、ホウ酸エステル残基であることが好ましい。ホウ酸エステル残基としては、例えば、下記式で示される基が挙げられる。

【0084】

【化12】

【0085】

Ｒ^１及びＲ^２における１価の基は、保護基で保護された基であってもよい。当該基は、脱保護することで、ここまで１価の基として例示した基に誘導される基であることが好ましい。

【0086】

なお、保護基とは、少なくとも一つの反応に不活性な基を示す。保護基で保護された基としては、活性水素を有する基の該活性水素が、トリメチルシリル基（ＴＭＳ）、トリエチルシリル基（ＴＥＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基（ＴＢＳ又はＴＢＤＭＳ）、トリイソプロピルシリル基（ＴＩＰＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルジフェニルシリル基（ＴＢＤＰＳ）等の保護基で置換されてなる基が挙げられる。なお、活性水素を有する基としては、ヒドロキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルカノイルアミノ基、スルホ基等が挙げられる。

【0087】

有機薄膜に含窒素縮合環化合物を含有させる場合、Ｒ^１及び／又はＲ^２が重合性基であると、該有機薄膜を素子の作製に用いた場合に、素子特性及び該素子の耐久性が低下する可能性があるため、重合性基を不活性な基で置換してもよい。

【0088】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物としては、式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）、（２−５）、（２−６）、（２−７）又は（２−８）で表される構造単位を有する含窒素芳香環化合物が挙げられる。

【0089】

【化13】

【0090】

【化14】

【0091】

【化15】

【0092】

【化16】

【0093】

Ａｒ^２は、置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示す。Ｘ^３及びＸ^４は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^２）_２で表される基（Ａ^２は、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、二つのＡ^２は互いに同一でも異なっていてもよい。但し、二つのＡ^２のうち少なくとも一方は、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子を示す。）を示す。Ｚ^３及びＺ^４は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ｂ−１）で表される基、式（ｂ−２）で表される基、式（ｂ−３）で表される基、式（ｂ−４）で表される基又は式（ｂ−５）で表される基を示す。

【0094】

【化17】

【0095】

Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^７とＲ^８とは互いに結合して環を形成していてもよい。

【0096】

上記Ａｒ^２における芳香環としては、上記Ａｒ^１における芳香環と同じものが例示できる。また、上記Ｘ^３及びＸ^４としては、上記Ｘ^１及びＸ^２として例示した基と同じ基が例示できる。また、上記Ｚ^３及びＺ^４としては、上記Ｚ^１及びＺ^２として例示した基と同じ基が例示できる。

【0097】

また、式（ｂ−３）におけるＲ^７及びＲ^８としては、上記Ｒ^３及びＲ^４として例示した基と同じ基が例示できる。また、式（ｂ−４）におけるＲ^９としては、上記Ｒ^５と同じ基が例示できる。また、式（ｂ−５）におけるＲ^１０としては、上記Ｒ^６として例示した基と同じ基が例示できる。

【0098】

上記の構造単位のうち、式（２−１）、式（２−２）、式（２−３）、式（２−４）、式（２−５）又は式（２−６）で表される構造単位が好ましく、式（２−１）又は式（２−２）で表される構造単位がより好ましい。

【0099】

このような構造単位を有する含窒素縮合環化合物は、環同士のπ共役平面性が一層良好であり、一層低いＬＵＭＯを示すことができ、電子輸送性に一層優れた有機ｎ型半導体として利用可能である。また、このような含窒素縮合環化合物は、化学的により安定であり、有機溶剤への溶解性にも一層優れるため、これらを用いて薄膜を形成することで、より性能の優れた有機薄膜素子が製造可能となる。

【0100】

また、このような含窒素縮合環化合物は、環境安定性により優れるため、これらを用いて薄膜を形成することで、通常の大気中においても性能が一層安定した有機薄膜素子が製造可能となる。

【0101】

式（２−１）で表される構造単位又は式（２−２）で表される構造単位を有する含窒素縮合環化合物としては、例えば、式（７−１）又は式（７−２）で表される化合物が挙げられる。

【0102】

【化18】

【0103】

Ａｒ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｚ^３及びＺ^４は上記と同義であり、Ｒ^１８及びＲ^１９は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示す。Ｒ^１８及びＲ^１９としては、上記Ｒ^１及びＲ^２として例示した基と同じ基が例示できる。

【0104】

また、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物としては、式（３−１）で表される構造単位及び式（３−２）で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも一種の構造単位を有する、含窒素縮合環化合物がより好ましい。このような含窒素縮合環化合物によれば、上述した本発明の効果がより良好に奏される。

【0105】

【化19】

【0106】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物としては、例えば、式（８−１）、（８−２）、（８−３）、（８−４）、（８−５）、（８−６）、（８−７）、（８−８）、（８−９）、（８−１０）、（８−１１）、（８−１２）、（８−１３）、（８−１４）、（８−１５）、（８−１６）、（８−１７）、（８−１８）、（８−１９）、（８−２０）、（８−２１）、（８−２２）で表される化合物が挙げられる。

【0107】

【化20】

【0108】

【化21】

【0109】

【化22】

【0110】

【化23】

【0111】

【化24】

【0112】

【化25】

【0113】

【化26】

【0114】

【化27】

【0115】

【化28】

【0116】

【化29】

【0117】

【化30】

【0118】

【化31】

【0119】

【化32】

【0120】

【化33】

【0121】

【化34】

【0122】

【化35】

【0123】

【化36】

【0124】

【化37】

【0125】

【化38】

【0126】

【化39】

【0127】

【化40】

【0128】

【化41】

【0129】

式中、ｍは０〜２の整数を示し、Ｒ^０は置換基を示す。該置換基としては、原子数２０以下で構成される置換基が好ましく、原子数１７以下で構成される置換基がより好ましい。置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基等のアルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｓｅｃ−プロピルオキシ基等のアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１２のアルコキシ基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基）；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基；が挙げられる。これらのうち、Ｒ^０は、アルキル基、アルコキシ基又はアリール基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。ｍが２である場合、複数存在するＲ^０は互いに同一でも異なっていてもよい。

【0130】

次に、本実施形態に係る含窒素縮合環重合体について説明する。
本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、式（１−１）で表される構造単位（以下、場合により「第一構造単位」と称する。）及び式（１−２）で表される構造単位（以下、場合により「第二構造単位」と称する。）からなる群より選ばれる構造単位を複数有する。含窒素縮合環重合体が第一構造単位を複数有するとき、複数の第一構造単位は互いに同一でも異なっていてもよい。また、含窒素縮合環重合体が第二構造単位を複数有するとき、複数の第二構造単位は互いに同一でも異なっていてもよい。なお、含窒素縮合環重合体における式（１−１）、（１−２）で表される構造単位としては、上述した含窒素縮合環化合物における式（１−１）、（１−２）で表される構造単位と同じ構造単位が例示できる。

【0131】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、第一構造単位及び第二構造単位のうちの少なくとも一方を複数有するか、第一構造単位及び第二構造単位を組み合わせて有するものである。ここで、含窒素縮合環重合体の「構造単位」とは、含窒素縮合環重合体の主鎖の少なくとも一部を構成している構造単位を意味する。また、「重合体」とは、かかる「構造単位」を少なくとも２つ有する化合物をいい、通常オリゴマーやポリマーに分類されるもののいずれをも含む。

【0132】

含窒素縮合環重合体における第一構造単位及び第二構造単位の合計含有量は、含窒素縮合環重合体の総量基準で、２０質量％以上であることが好ましく、５０〜９５質量％であることがより好ましい。

【0133】

第一構造単位としては、式（２−１）で表される構造単位が好ましい。また、第二構造単位としては、式（２−２）で表される構造単位が好ましい。

【0134】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、第一構造単位及び第二構造単位以外に、式（４）で表される構造単位（以下、場合により「第三構造単位」と称する。）をさらに有することが好ましい。第三構造単位を有することにより、溶解性、又は、機械的、熱的若しくは電子的特性を、変化させ得る範囲が広くなる。なお、含窒素縮合環重合体が第三構造単位を複数有する場合、複数の第三構造単位は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。

【0135】

Ａｒ^３は、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい２価の複素環基を示す。

【0136】

なお、本明細書中、アリーレン基は、ベンゼン又は２つ以上の環が縮合してなる縮合環化合物から、水素原子２個を除いた残りの原子団を示す。縮合環化合物としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ペリレン、フルオレンが挙げられる。

【0137】

アリーレン基としては、環を構成する炭素の数が６〜６０である基が好ましく、環を構成する炭素の数が６〜２０である基がより好ましい。また、アリーレン基としては、ベンゼン、ペンタセン、ピレン又はフルオレンから、水素原子２個を除いた残りの原子団が好ましい。

【0138】

アリーレン基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、不飽和炭化水素基（不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリール基、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリールオキシ基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。

【0139】

本明細書中、２価の複素環基は、複素環式化合物から水素原子２個を除いた残りの原子団を示す。ここで、複素環式化合物とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、ケイ素原子等のヘテロ原子を有するものをいう。複素環式化合物としては、チオフェン；チエノチオフェン、ジチエノチオフェン等のチオフェン環が２〜６個縮環してなる化合物；ベンゾチオフェン；ベンゾジチオフェン；ジベンゾチオフェン；チアゾール；ピロール；ピリジン；ピリミジン等が挙げられる。

【0140】

２価の複素環基としては、環を構成する炭素の数が３〜６０である基が好ましく、環を構成する炭素の数が３〜２０である基がより好ましい。また、２価の複素環基としては、チオフェン、チエノチオフェン等のチオフェン環が２〜６個縮環してなる化合物、ベンゾチオフェン、ベンゾジチオフェン、ジベンゾチオフェン又はチアゾールから、水素原子２個を除いた残りの原子団が好ましい。

【0141】

２価の複素環基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、不飽和炭化水素基（不飽和炭化水素基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリール基、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アリールオキシ基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。

【0142】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、第一構造単位及び第二構造単位のいずれか一方の構造単位と、第三構造単位とが、隣り合う構造を有することが好ましい。このような構造を有すると、隣接する芳香環又は複素環同士の二面角を小さくすることができ、分子内の平面性が向上し、分子内でのπ共役が広くなり、またＬＵＭＯレベルも低くなることから、電子輸送性が向上する。ここで、二面角とは、第一構造単位又は第二構造単位中の複素環を含む平面と、第三構造単位中のＡｒ^２で表される基を含む平面とのなす角度のうち、０度以上９０度以下の角度で定義される。第一構造単位及び第二構造単位のいずれか一方の構造単位と、第三構造単位とが隣り合う場合、二面角は、通常０〜４５度、典型的には０〜４０度、より典型的には０〜３０度である。

【0143】

第三構造単位としては（すなわち、式（４）におけるＡｒ^３としては）、式（５）で表される構造単位が好ましい。

【0144】

式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^１１とＲ^１２とは互いに結合して環を形成していてもよい。１価の基としては、上述のＲ^３等における１価の基として例示した基と同じ基が例示できる。

【0145】

Ｒ^１１及びＲ^１２における１価の基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基等のアルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｓｅｃ−プロピルオキシ基等のアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１２のアルコキシ基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基）；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基；が好ましい。これらのうち、Ｒ^１１及びＲ^１２における１価の基としてはアルキル基、アルコキシ基又はアリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。

【0146】

Ｚ^５は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ｃ−１）で表される基、式（ｃ−２）で表される基、式（ｃ−３）で表される基、式（ｃ−４）で表される基又は式（ｃ−５）で表される基を示す。

【0147】

Ｒ^１３、Ｒ^１４、Ｒ^１５及びＲ^１６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^１３とＲ^１４とは互いに結合して環を形成していてもよい。

【0148】

式（ｃ−３）におけるＲ^１３及びＲ^１４としては、上記Ｒ^３及びＲ^４として例示した基と同じ基が例示できる。また、式（ｃ−４）におけるＲ^１５としては、上記Ｒ^５と同じ基が例示できる。また、式（ｃ−５）におけるＲ^１６としては、上記Ｒ^６として例示した基と同じ基が例示できる。

【0149】

Ｚ^５は、特徴的な電気的性質（例えば、電子輸送により適した最高占有軌道（ＨＯＭＯ）、ＬＵＭＯレベル）を示し、種々の電気的特性（例えば、一層高い電子輸送性）が発揮されるので、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、式（ｃ−３）で表される基、式（ｃ−４）で表される基又は式（ｃ−５）で表される基であることが好ましく、硫黄原子、セレン原子、式（ｃ−３）で表される基又は式（ｃ−５）で表される基であることがより好ましく、硫黄原子であることがさらに好ましい。

【0150】

含窒素縮合環重合体における第一構造単位及び第二構造単位の合計含有量Ｃ_１＋２（モル）と、第三構造単位の含有量Ｃ_３（モル）との比Ｃ_３／Ｃ_１＋２は、好ましくは０．０５〜３であり、より好ましくは０．２〜２であり、さらに好ましくは０．５〜１である。

【0151】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体としては、電子輸送性が一層高まるので、式（９−１）、（９−２）、（９−３）又は（９−４）で表される重合体が好ましい。

【0152】

【化42】

【0153】

【化43】

【0154】

【化44】

【0155】

【化45】

【0156】

Ｚ^６及びＺ^７は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示し、Ｚ^８及びＺ^９は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示し、ｍは０〜２の整数を示し、ｐ及びｑは各々独立に０〜６の整数を示し、ｎは２〜５００の整数を示し、Ｒ^２０は置換基を示す。

【0157】

Ｚ^６及びＺ^７としては、上記Ｚ^１及びＺ^２として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｚ^８及びＺ^９としては、上記Ｚ^１及びＺ^２として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｒ^２０としては、上記Ｒ^０として例示した基を同じ基が例示できる。

【0158】

ｐ＋ｑは、０〜６であることが好ましく、０〜３であることがより好ましい。また、ｎは２〜１００の整数であることが好ましく、２〜２０の整数であることがより好ましい。

【0159】

式（９−１）、（９−２）、（９−３）又は（９−４）で表される含窒素縮合環重合体において、Ｚ^６、Ｚ^７、Ｚ^８及びＺ^９はいずれも硫黄原子であることが好ましい。また、Ａｒ^３は式（５）で表される構造単位であることが好ましい。

【0160】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、末端部に、例えば、上記式（６−１）及び（６−２）におけるＲ^１、Ｒ^２として例示した基と同じ基を有していてもよい。

【0161】

含窒素縮合環重合体の末端部の基（以下、「末端基」と称する。）としては、水素原子、フッ素原子、アルキル基（アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アルコキシ基（アルコキシ基の炭素数は、好ましくは１〜１２、より好ましくは１〜１０である。）、アシル基、カルバモイル基、アリール基、１価の複素環基、α−フルオロカルボニル構造を有する基、電子供与性の基、電子求引性の基が挙げられ、これらの基における水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。

【0162】

これらのうち、全ての水素原子がフッ素原子で置換された基、例えばパーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、パーフルオロフェニル基が好ましい。また、主鎖の共役構造と連続した共役結合を有している基も好ましい。このような基としては、炭素−炭素結合を介して主鎖の共役構造と連結する、アリール基、１価の複素環基が挙げられる。

【0163】

また、末端基は、重合性基であってもよい。このような含窒素縮合環重合体は、さらに分子量の大きい含窒素縮合環重合体を合成するための原料化合物として用いることができる。このような原料化合物として用いる場合には、含窒素縮合環重合体の両末端の末端基が、いずれも重合性基であることが好ましい。ここで重合性基としては、上記と同じ基が挙げられる。

【0164】

有機薄膜に含窒素縮合環重合体を含有させる場合、末端基が重合性基であると、該有機薄膜を素子の作製に用いた場合に、素子特性及び該素子の耐久性が低下する可能性があるため、重合性基を不活性な基で置換してもよい。

【0165】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体としては、式（１０−１）、（１０−２）、（１０−３）、（１０−４）、（１０−５）、（１０−６）、（１０−７）、（１０−８）、（１０−９）、（１０−１０）で表される重合体が特に好ましい。

【0166】

【化46】

【0167】

【化47】

【0168】

【化48】

【0169】

【化49】

【0170】

【化50】

【0171】

【化51】

【0172】

【化52】

【0173】

【化53】

【0174】

【化54】

【0175】

【化55】

【0176】

ｍ及びＲ^２０は上記と同義であり、ｒは２以上の整数を示し、Ｒ^２１及びＲ^２２は各々独立に水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５及びＲ^２６は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｒ^２３とＲ^２４とは互いに結合して環を形成していてもよく、Ｒ^２５とＲ^２６とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^２７及びＲ^２８は各々独立に、水素原子ハロゲン原子又は１価の基を示す。

【0177】

Ｒ^２１及びＲ^２２における１価の基としては、上記Ｒ^１及びＲ^２における１価の基として例示した基と同じ基が例示できる。Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５及びＲ^２６における１価の基としては、上記Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基として例示した基と同じ基が例示できる。Ｒ^２７及びＲ^２８における１価の基としては、上記Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６における１価の基として例示した基と同じ基が例示できる。

【0178】

Ｒ^２７及びＲ^２８における１価の基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｓｅｃ−プロピル基等のアルキル基（好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基）；メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｓｅｃ−プロピルオキシ基等のアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１２のアルコキシ基、より好ましくは炭素数１〜１０のアルコキシ基）；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基；が好ましく、これらのうちアルキル基、アルコキシ基又はアリール基が好ましく、アルキル基がより好ましい。

【0179】

Ｒ^２１及びＲ^２２における１価の基としては、フルオロアルキル基又はα−フルオロカルボニル構造を有する基が好ましく、パーフルオロアルキル基又はα−フルオロカルボニル構造を有する基がより好ましい。

【0180】

含窒素縮合環重合体中にＲ^２０、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５、Ｒ^２６、Ｒ^２７又はＲ^２８が複数存在する場合、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。含窒素縮合環重合体の合成の容易さを考慮すると、Ｒ^２０、Ｒ^２３、Ｒ^２４、Ｒ^２５、Ｒ^２６、Ｒ^２７又はＲ^２８が複数存在する場合、それらは互いに同一であることが好ましい。

【0181】

ｒは、含窒素縮合環重合体を有機薄膜の製造に用いる場合、当該有機薄膜の製造方法に応じて選ぶことができる。例えば、含窒素縮合環重合体が昇華性を有していれば、真空蒸着法等の気相成長法を用いて、含窒素縮合環重合体を含有する有機薄膜を製造することができる。この場合、ｒは２〜１０の整数であることが好ましく、２〜５の整数であることがより好ましい。

【0182】

一方、含窒素縮合環重合体を有機溶剤に溶解させた溶液を塗布して有機薄膜を製造する方法を採用する場合、ｒは３〜５００の整数であることが好ましく、６〜３００の整数であることがより好ましく、２０〜２００の整数であることがさらに好ましい。塗布で成膜したときの膜の均一性が良好になるので、含窒素縮合環重合体のポリスチレン換算の数平均分子量は、１×１０^３〜１×１０^７が好ましく、１×１０^４〜１×１０^６がより好ましい。

【0183】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体としては、式（１１−１）、（１１−２）、（１１−３）、（１１−４）、（１１−５）、（１１−６）で表される重合体も特に好ましい。

【0184】

【化56】

【0185】

【化57】

【0186】

【化58】

【0187】

【化59】

【0188】

【化60】

【0189】

【化61】

【0190】

式中、ｎは２〜５００の整数を示し、２〜１００の整数であることが好ましく、２〜２０の整数であることがより好ましい。

【0191】

次に、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物及び含窒素縮合環重合体の製造方法について説明する。本実施形態に係る含窒素縮合環化合物及び含窒素縮合環重合体は、どのような方法により製造されたものであってもよいが、以下に説明する製造方法により製造することが好ましい。

【0192】

まず、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物の製造方法について、式（２−１）で表される構造単位を有する含窒素縮合環化合物の製造方法を例に挙げて説明する。

【0193】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物は、例えば、下記のスキーム１に従って製造することができる。

【0194】

【化62】

【0195】

スキーム１中、Ａｒ^１１は置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示し、Ｘ^１１及びＸ^１２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基を示し、Ｒ^＊は、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｚ^＊は酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示す。

【0196】

Ａｒ^１１としては、上記Ａｒ^１として例示した基と同じ基が例示できる。Ｘ^１１及びＸ^１２としては、上記Ｘ^１及びＸ^２として例示した基と同じ基が例示できる。Ｒ^＊としては、上記Ｒ^１及びＲ^２として例示した基と同じ基が例示できる。Ｚ^＊としては、上記Ｚ^１及びＺ^２として例示した基と同じ基が例示できる。

【0197】

すなわち、第一工程として、触媒量のジメチルホルムアミド（以下、「ＤＭＦ」と言う。）の存在下、式（１２−１）で表される化合物（以下、場合により「化合物（１２−１）」と称する。以下、式（１２−２）で表される化合物等についても同様である。）と塩化チオニル（ＳＯＣｌ_２）とを反応させた後、トリエチルアミンとピペリジンとを塩化メチレン中でさらに反応させ、化合物（１２−２）を得る。化合物（１２−１）と塩化チオニルとの反応は、例えば、触媒量のＤＭＦと、化合物（１２−１）と、該化合物（１２−１）の総量基準で２００〜４０００モル％の塩化チオニルとを混合し、加熱還流することによって行うことができる。

【0198】

次いで、第二工程として、パラジウム触媒存在下、化合物（１２−２）と化合物（１２−３）とを反応させることで、化合物（１２−４）を得る。この反応は、例えば、化合物（１２−２）と、化合物（１２−３）と、化合物（１２−２）の総量基準で０．５〜２０モル％のパラジウム触媒とを、テトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」と言う。）中で加熱し還流させることによって行うことができる。パラジウム触媒としては、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ_３））等を用いることができる。

【0199】

そして、第三工程として、リチウムジイソプロピルアミド（ＬＤＡ）存在下、化合物（１２−４）を環化反応させることで、化合物（１２−５）を得ることができる。この反応は、例えば、化合物（１２−４）の総量基準で２００〜３０００モル％のリチウムジイソプロピルアミドを用いて、ＴＨＦ中、−７８〜０℃の温度で行うことができる。

【0200】

なお、第一工程では、塩化チオニルに代えて、オキサリルクロライド等の酸クロライドを用いてもよい。また、第二工程では、ＴＨＦに代えて、トルエン、クロロベンゼンを用いてもよい。また、第三工程では、リチウムジイソプロピルアミドに代えて、リチウムヘキサメチルジシラジドを用いてもよい。

【0201】

また、下記スキーム２に示す製造方法によれば、式（１２−５）のＲ^＊が水素原子である含窒素縮合環化合物（すなわち、式（１２−６）で表される化合物）を用いて、種々の基Ｒ^＊＊が導入された含窒素縮合環化合物（すなわち、式（１２−１０）で表される化合物）を製造することができる。

【0202】

なお、スキーム２では、式（１２−５）のＸ^１１及びＸ^１２が酸素原子である含窒素縮合環化合物を用いた場合の製造例を示す。Ｘ^１１及びＸ^１２が酸素原子以外である場合であっても、式（１２−７）で表される化合物を得る工程にかえて＝Ｘ^１１及び＝Ｘ^１２で表される基を保護する工程を行うことにより、それ以外はスキーム２と同様にして、種々の基Ｒ^＊＊が導入された含窒素縮合環化合物を製造することができる。

【0203】

【化63】

【0204】

スキーム２中、Ａｒ^１１及びＺ^＊は上記と同様であり、Ｒ^＊＊は水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。Ｒ^＊＊としては、上記Ｒ^１及びＲ^２として例示した基と同じ基が例示できる。

【0205】

すなわち、まず、第一工程として、化合物（１２−６）中のカルボキシル基を保護する。具体的には、例えば、化合物（１２−６）と２−塩化エタノールとを、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム（ｔｅｒｔ−ＢｕＯＫ）の存在下で反応させ、化合物（１２−７）を得ることができる。なお、カルボキシル基の保護は、２−塩化エタノールにかえて、２，２−ジブチル−１，３−プロペンジオール等を反応させて、化合物をアセタール化することによって行ってもよい。

【0206】

次いで、第二工程として、ＴＨＦ中で化合物（１２−７）をｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）と反応させた後、トリブチルスズクロライド（ｎ−Ｂｕ_３ＳｎＣｌ）を反応させることで、化合物（１２−８）を得る。

【0207】

さらに、第三工程として、パラジウム触媒存在下、化合物（１２−８）とＲ^＊＊−Ｘで表される化合物とを反応させることで、化合物（１２−９）を得る。この反応は、化合物（１２−８）と、Ｒ^＊＊−Ｘで表される化合物と、化合物（１２−８）の総量基準で０．５〜２０モル％のパラジウム触媒とを、トルエン中で加熱し還流させることによって行うことができる。パラジウム触媒としては、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（Ｐｄ（ＰＰｈ_３））等を用いることができる。

【0208】

そして、第四工程として、化合物（１２−９）を酢酸中で、塩酸と反応させることで、化合物（１２−１０）を得ることができる。

【0209】

なお、第一工程では、カルボキシル基の保護を行う反応として、２−塩化エタノールを用いた反応に代えて、一般的な酸性条件下でのケタール反応、パラトルエンスルホン酸存在下でのエチレングリコールとの反応を用いてもよい。また、第二工程では、トリブチルスズクロライドに代えて、トリメチルスズクロライドを用いてもよい。また、第三工程では、トルエンに代えて、ＴＨＦ、クロロベンゼンを用いてもよい。また、第四工程では、酢酸に代えて、硫酸、クロロホルム・酢酸混合溶媒を用いてもよい。

【0210】

上記では、式（２−１）で表される構造単位を有する含窒素縮合環化合物を例に挙げて説明したが、式（２−２）、（２−３）、（２−４）、（２−５）、（２−６）、（２−７）、（２−８）で表される構造単位を有する含窒素縮合環化合物も、上記の化合物（１２−１）、化合物（１２−３）、化合物（１２−４）を適宜変更することにより、同様に製造することができる。

【0211】

本実施形態に係る含窒素縮合環化合物を、有機薄膜素子用の材料として用いる場合、その純度が素子特性に影響を与える場合があるため、例えば、上記製造方法で得られた含窒素縮合環化合物を、蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で純化処理することが好ましい。

【0212】

上記製造方法における反応条件、反応試薬等は、上記の例示以外にも選択可能である。

【0213】

次に、本実施形態に係る含窒素縮合環重合体の製造方法について、第一構造単位としては式（２−１）で表される構造単位、第二構造単位として式（２−２）で表される構造単位、第三構造単位として式（４）で表される構造単位及び式（５）で表される構造単位をそれぞれ有する含窒素縮合環重合体の製造方法を例に挙げて説明する。

【0214】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体は、例えば、下記式（１３−１）、（１３−２）、（１３−３）及び（１３−４）で表される化合物（以下、場合により、それぞれ「モノマー（１３−１）」、「モノマー（１３−２）」、「モノマー（１３−３）」、「モノマー（１３−４）」と称する。）を原料として、これらを反応させることにより製造することができる。

【0215】

【化64】

【0216】

【化65】

【0217】

【化66】

【0218】

【化67】

【0219】

式中、Ａｒ^２１は置換基を有していてもよい炭素数４以上の芳香環を示し、Ｘ^２１及びＸ^２２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子又は＝Ｃ（Ａ^１）_２で表される基を示し、Ｚ^２１及びＺ^２２は各々独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ａ−１）で表される基、式（ａ−２）で表される基、式（ａ−３）で表される基、式（ａ−４）で表される基又は式（ａ−５）で表される基を示し、Ａｒ^１３は置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい複素環基を示し、Ｒ^３１及びＲ^３２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は１価の基を示し、Ｚ^１５は酸素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子、式（ｃ−１）で表される基、式（ｃ−２）で表される基、式（ｃ−３）で表される基、式（ｃ−４）で表される基又は式（ｃ−５）で表される基を示し、Ｗ^１及びＷ^２は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子又は重合性基を示す。

【0220】

Ａｒ^２１としては、上記Ａｒ^１として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｘ^２１及びＸ^２２としては、上記Ｘ^１及びＸ^２として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｚ^２１及びＺ^２２としては、上記Ｚ^１及びＺ^２として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ａｒ^１３としては、上記Ａｒ^３として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｒ^３１及びＲ^３２としては、上記Ｒ^１１及びＲ^１２として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｚ^１５としては、上記Ｚ^５として例示した基と同じ基が例示できる。また、Ｗ^１及びＷ^２における重合性基としては、上記で重合性基として例示した基と同じ基が例示できる。

【0221】

Ｗ^１及びＷ^２は、合成上の反応のし易いので、ハロゲン原子、アルキルスルホネート基、アリールスルホネート基、アリールアルキルスルホネート基、アルキルスタニル基、ホウ酸エステル残基又はホウ酸残基であることが好ましい。

【0222】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体の製造に用いる反応方法としては、例えば、Ｗｉｔｔｉｇ反応を用いる方法、Ｈｅｃｋ反応を用いる方法、Ｈｏｒｎｅｒ−Ｗａｄｓｗｏｒｔｈ−Ｅｍｍｏｎｓ反応を用いる方法、Ｋｎｏｅｖｅｎａｇｅｌ反応を用いる方法、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法、Ｇｒｉｇｎａｒｄ反応を用いる方法、Ｓｔｉｌｌｅ反応を用いる方法、Ｎｉ（０）触媒を用いる方法、ＦｅＣｌ_３等の酸化剤を用いる方法、電気化学的な酸化反応を用いる方法、あるいは適当な脱離基を有する中間体化合物の分解による方法が例示される。

【0223】

これらのうち、Ｗｉｔｔｉｇ反応を用いる方法、Ｈｅｃｋ反応を用いる方法、Ｈｏｒｎｅｒ−Ｗａｄｓｗｏｒｔｈ−Ｅｍｍｏｎｓ反応を用いる方法、Ｋｎｏｅｖｅｎａｇｅｌ反応を用いる方法、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法、Ｇｒｉｇｎａｒｄ反応を用いる方法、Ｓｔｉｌｌｅ反応を用いる方法、及びＮｉ（０）触媒を用いる方法は、化合物の構造制御がし易いので好ましい。また、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応を用いる方法、Ｇｒｉｇｎａｒｄ反応を用いる方法、Ｓｔｉｌｌｅ反応を用いる方法、Ｎｉ（０）触媒を用いる方法は、原料が入手し易く、かつ、反応操作が簡便であるので好ましい。

【0224】

モノマー（１３−１）、モノマー（１３−２）、モノマー（１３−３）及びモノマー（１３−４）は、必要に応じ、有機溶媒に溶解させ、アルカリや適当な触媒を用い、有機溶媒の融点以上沸点以下で、反応させることができる。

【0225】

有機溶媒としては、用いるモノマーや反応によっても異なるが、副反応を抑制するために、十分に脱酸素処理が施されていることが好ましい。また、不活性雰囲気下で反応を進行させることが好ましい。さらに、同様に、脱水処理を行うことが好ましい（但し、Ｓｕｚｕｋｉカップリング反応等の水との２相系での反応の場合にはその限りではない）。

【0226】

反応させるために、必要に応じてアルカリや適当な触媒を添加する。これらは用いる反応に応じて選択すればよい。アルカリや触媒としては、反応に用いる溶媒に十分に溶解するものが好ましい。

【0227】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体を有機薄膜素子用の材料として用いる場合、その純度が素子特性に影響を与えるため、反応前のモノマーを蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製した後に反応させる（重合させる）ことが好ましい。また含窒素縮合環重合体を合成後、再沈澱、クロマトグラフィーによる分別等の純化処理をすることが好ましい。

【0228】

反応に用いられる有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素；ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の不飽和炭化水素；四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等のアルコール類；蟻酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類；ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ＴＨＦ、テトラヒドロピラン、ジオキサン等のエーテル類；が挙げられる。また、有機溶媒に代えて、塩酸、臭素酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸等の無機酸を用いてもよい。なお、有機溶媒に代えて無機酸を用いるとき、反応温度は無機酸の融点以上沸点以下とすることができる。

【0229】

反応後は、例えば水で反応を止めた後に有機溶媒で抽出し、溶媒を留去する等の通常の後処理を行うことにより、含窒素縮合環重合体を得ることができる。得られた含窒素縮合環重合体の単離後及び精製は、クロマトグラフィーによる分取や再結晶等の方法により行うことができる。

【0230】

なお、上記では、第一構造単位としては式（２−１）で表される構造単位、第二構造単位として式（２−２）で表される構造単位、第三構造単位として式（４）で表される構造単位及び式（５）で表される構造単位をそれぞれ有する含窒素縮合環重合体の製造方法を例に挙げて説明したが、その他の構造単位を有する含窒素縮合環重合体も、モノマーを適宜選択することにより、上記反応と同様にして製造することができる。

【0231】

本実施形態に係る含窒素縮合環重合体を、有機薄膜素子用の材料として用いる場合、その純度が素子特性に影響を与える場合があるため、例えば、上記製造方法で得られた含窒素縮合環重合体を、蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で純化処理することが好ましい。

【0232】

次に、本実施形態に係る有機薄膜について説明する。本実施形態に係る有機薄膜は、本実施形態に係る含窒素縮合環化合物及び／又は含窒素縮合環重合体（以下、これらをあわせて「本実施形態に係る含窒素化合物」と称する。）を含有する。

【0233】

本実施形態に係る有機薄膜は、厚さが通常１ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜１０００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍである。

【0234】

有機薄膜は、本実施形態に係る含窒素化合物の１種類を単独で含むものであってもよく、本実施形態に係る含窒素化合物の２種類以上を含むものであってもよい。また、有機薄膜の電子輸送性又はホール輸送性を高めるため、本実施形態に係る含窒素化合物以外に、電子輸送性を有する低分子化合物又は高分子化合物（以下、「電子輸送性材料」と称する。）、ホール輸送性を有する低分子化合物又は高分子化合物（以下、「ホール輸送性材料」と称する。）を混合して用いることもできる。

【0235】

ホール輸送性材料としては、公知のものが使用でき、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリアリールジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリアリーレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体が挙げられる。

【0236】

電子輸送性材料としては、公知のものが使用でき、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、Ｃ_６０等のフラーレン類及びその誘導体が挙げられる。

【0237】

本実施形態に係る有機薄膜は、有機薄膜中で吸収した光により電荷を発生させるために、電荷発生材料を含んでいてもよい。電荷発生材料としては公知のものが使用でき、例えば、アゾ化合物及びその誘導体、ジアゾ化合物及びその誘導体、無金属フタロシアニン化合物及びその誘導体、金属フタロシアニン化合物及びその誘導体、ペリレン化合物及びその誘導体、多環キノン系化合物及びその誘導体、スクアリリウム化合物及びその誘導体、アズレニウム化合物及びその誘導体、チアピリリウム化合物及びその誘導体、Ｃ_６０等のフラーレン類及びその誘導体が挙げられる。

【0238】

本実施形態に係る有機薄膜は、種々の機能を発現させるために必要な材料を含んでいてもよい。例えば、吸収した光により電荷を発生させる機能を増感するための増感剤、安定性を増すための安定化剤、紫外（ＵＶ）光を吸収するためのＵＶ吸収剤等が挙げられる。

【0239】

本実施形態に係る有機薄膜は、機械的特性を高めるため、本実施形態に係る含窒素化合物以外の高分子材料を高分子バインダーとして含んでいてもよい。高分子バインダーとしては、電子輸送性又はホール輸送性を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好ましく用いられる。

【0240】

このような高分子バインダーとして、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンが例示される。

【0241】

本実施形態に係る有機薄膜の製造方法としては、例えば、本実施形態に係る含窒素化合物、必要に応じて混合する電子輸送性材料又はホール輸送性材料、高分子バインダーを含む溶液からの成膜による方法が挙げられる。また、本実施形態に係る含窒素化合物が昇華性を有する場合は真空蒸着法により薄膜に形成することもできる。

【0242】

また、本実施形態に係る含窒素化合物の前駆体（例えば、上記化合物（１２−９））を含む薄膜を作製し、該前駆体を加熱等により本実施形態に係る含窒素化合物に変換することによって、本実施形態に係る有機薄膜を製造することもできる。このようにして製造された有機薄膜は、特性に大きく影響しない限り、本実施形態に係る含窒素化合物の他に、上記前駆体及びその副生成物を含有していてもよい。

【0243】

溶液からの成膜に用いる溶媒としては、本実施形態に係る含窒素化合物及び混合する電子輸送性材料又はホール輸送性材料、高分子バインダーを溶解させるものであればよい。

【0244】

本実施形態に係る有機薄膜を溶液から成膜する場合に用いる溶媒としては、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン等の不飽和炭化水素；四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等のハロゲン化飽和炭化水素；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化不飽和炭化水素；ＴＨＦ、テトラヒドロピラン等のエーテル類が例示される。本実施形態に係る含窒素化合物の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１質量％以上の本実施形態に係る含窒素化合物を溶解させることができる。

【0245】

溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、これらのうち、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法及びキャピラリーコート法が好ましい。

【0246】

本実施形態に係る有機薄膜を製造する工程には、本実施形態に係る含窒素化合物を配向させる工程が含まれていてもよい。この工程により本実施形態に係る含窒素化合物を配向させた有機薄膜は、主鎖分子又は側鎖分子が一方向に並ぶので、電子移動度又はホール移動度が向上する。

【0247】

本実施形態に係る含窒素化合物を配向させる方法としては、液晶の配向手法として知られている方法を用いることができる。中でもラビング法、光配向法、シェアリング法（ずり応力印加法）や引き上げ塗布法が配向手法として簡便かつ有用で利用しやすく、ラビング法、シェアリング法が好ましい。

【0248】

また、本実施形態に係る有機薄膜を製造する工程には、成膜後にアニール処理をする工程が含まれていてもよい。この工程により、本実施形態に係る含窒素化合物間の相互作用が促進される等、有機薄膜の膜質が改善され、電子移動度又はホール移動度が向上する。アニール処理の処理温度としては、５０℃から本実施形態に係る含窒素化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）付近の間の温度が好ましく、（Ｔｇ−３０℃）からＴｇの間の温度がより好ましい。アニール処理する時間としては、１分から１０時間が好ましく、１０分から１時間がより好ましい。アニール処理する雰囲気としては、真空中又は不活性ガス雰囲気中が好ましい。

【0249】

本実施形態に係る有機薄膜は、電子輸送性又はホール輸送性を有することから、電極から注入された電子又はホール、あるいは光吸収により発生した電荷を輸送制御することにより、有機薄膜トランジスタ、有機太陽電池、光センサ等、種々の有機薄膜素子に用いることができる。本実施形態に係る有機薄膜をこれらの有機薄膜素子に用いる場合は、配向処理により配向させて用いることが電子輸送性又はホール輸送性がより向上するため好ましい。

【0250】

［有機薄膜素子］
上述した本実施形態に係る有機薄膜は、本実施形態に係る含窒素化合物を含むことから、優れた電荷（電子又はホール）輸送性を有するものとなる。したがって、この有機薄膜は、電極等から注入された電子又はホール、或いは、光吸収により発生した電荷等を効率よく輸送できるものであり、有機薄膜を用いた各種の電気素子（有機薄膜素子）に応用することができる。また、本実施形態に係る含窒素化合物は、環境安定性に優れているため、これらを用いて薄膜を形成することで、通常の大気中においても性能が安定している有機薄膜素子が製造可能となる。以下、有機薄膜素子の例についてそれぞれ説明する。

【0251】

（有機薄膜トランジスタ）
まず、好適な実施形態に係る有機薄膜トランジスタについて説明する。有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり本実施形態に係る含窒素化合物を含む活性層（即ち、有機薄膜層）、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を備えた構造であればよく、電界効果型、静電誘導型が例示される。

【0252】

電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり本実施形態に係る含窒素化合物を含む活性層、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに、活性層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、本実施形態に係る含窒素化合物を含む活性層に接して設けられており、さらに活性層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。

【0253】

静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり本実施形態に係る含窒素化合物を含有する活性層、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、該ゲート電極が活性層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び活性層中に設けられたゲート電極が、本実施形態に係る含窒素化合物を含有する活性層に接して設けられていることが好ましい。ゲート電極の構造としては、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、かつゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造であればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。

【0254】

図１は第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図１に示す有機薄膜トランジスタ１００は、基板１と、基板１上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を覆うようにして基板１上に形成された活性層２と、活性層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。

【0255】

図２は第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図２に示す有機薄膜トランジスタ１１０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を覆うようにして基板１上に形成された活性層２と、ソース電極５と所定の間隔を持って活性層２上に形成されたドレイン電極６と、活性層２及びドレイン電極６上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。

【0256】

図３は、第３の実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図３に示す有機薄膜トランジスタ１２０は、基板１と、基板１上に形成された活性層２と、活性層２上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うようにして活性層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５が下部に形成されている絶縁層３の領域とドレイン電極６が下部に形成されている絶縁層３の領域とをそれぞれ一部覆うように、絶縁層３上に形成されたゲート電極４と、を備えるものである。

【0257】

図４は第４実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図４に示す有機薄膜トランジスタ１３０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うように絶縁層３上に形成された活性層２と、を備えるものである。

【0258】

図５は第５実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図５に示す有機薄膜トランジスタ１４０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を一部覆うようにして絶縁層３上に形成された活性層２と、ゲート電極４が下部に形成されている活性層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。

【0259】

図６は第６実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図６に示す有機薄膜トランジスタ１５０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を覆うように形成された活性層２と、ゲート電極４が下部に形成されている活性層２の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ゲート電極４が下部に形成されている活性層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。

【0260】

図７は第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（静電誘導型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図７に示す有機薄膜トランジスタ１６０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５上に形成された活性層２と、活性層２上に所定の間隔を持って複数形成されたゲート電極４と、ゲート電極４の全てを覆うようにして活性層２上に形成された活性層２ａ（活性層２ａを構成する材料は、活性層２と同一でも異なっていてもよい）と、活性層２ａ上に形成されたドレイン電極６と、を備えるものである。

【0261】

第１〜第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタにおいては、活性層２及び／又は活性層２ａは、本実施形態に係る含窒素化合物を含有しており、ソース電極５とドレイン電極６の間の電流通路（チャネル）となる。また、ゲート電極４は、電圧を印加することにより活性層２及び／又は活性層２ａにおける電流通路（チャネル）を通る電流量を制御する。

【0262】

このような電界効果型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば特開平５−１１００６９号公報記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば特開２００４−００６４７６号公報記載の方法により製造することができる。

【0263】

基板１としては有機薄膜トランジスタとしての特性を阻害しなければよく、ガラス基板やフレキシブルなフィルム基板やプラスチック基板を用いることができる。

【0264】

活性層２を形成する際に、有機溶媒可溶性の化合物を用いることが製造上有利であり好ましいことから、上記で説明した本実施形態に係る有機薄膜の製造方法を用いて、活性層２となる有機薄膜を形成することができる。

【0265】

活性層２に接した絶縁層３としては、電気の絶縁性が高い材料であればよく、公知のものを用いることができる。例えば、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ、Ｔａ_２Ｏ_５、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、有機ガラス及びフォトレジストが挙げられる。低電圧化できるので、誘電率の高い材料の方が好ましい。

【0266】

絶縁層３の上に活性層２を形成する場合は、絶縁層３と活性層２の界面特性を改善するため、シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁層３の表面を処理して表面改質した後に活性層２を形成することも可能である。表面処理剤としては、例えば、長鎖アルキルクロロシラン類、長鎖アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン化合物が挙げられる。表面処理剤で処理する前に、絶縁層表面をオゾンＵＶ、Ｏ_２プラズマで処理をしておくことも可能である。

【0267】

また、有機薄膜トランジスタを作製後、素子を保護するために有機薄膜トランジスタ上に保護膜を形成することが好ましい。これにより、有機薄膜トランジスタが、大気から遮断され、有機薄膜トランジスタの特性の低下を抑えることができる。また、保護膜により有機薄膜トランジスタの上に駆動する表示デバイスを形成する工程における外部からの影響を低減することができる。

【0268】

保護膜を形成する方法としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂又は無機のＳｉＯＮｘ膜でカバーする方法が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うため、有機薄膜トランジスタを作製後、保護膜を形成するまでの工程を大気に曝すことなく（例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中）行うことが好ましい。

【0269】

有機薄膜トランジスタを複数集積することにより有機薄膜トランジスタアレイを構成することができ、フラットパネルディスプレイのバックプレーンとして用いることもできる。

【0270】

次に、本実施形態に係る有機薄膜の太陽電池への応用を説明する。図８は、実施形態に係る太陽電池の模式断面図である。図８に示す太陽電池２００は、基板１と、基板１上に形成された第１の電極７ａと、第１の電極７ａ上に形成された本実施形態に係る含窒素化合物を含有する有機薄膜からなる活性層２と、活性層２上に形成された第２の電極７ｂと、を備えるものである。

【0271】

本実施形態に係る太陽電池においては、第１の電極７ａ及び第２の電極７ｂの一方に透明又は半透明の電極を用いる。電極材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属又はそれらの半透明膜、透明導電膜を用いることができる。高い開放電圧を得るためには、それぞれの電極として、仕事関数の差が大きくなるように選ばれることが好ましい。活性層２中には光感度を高めるために電荷発生剤、増感剤等を添加して用いることができる。基板１としては、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板等を用いることができる。

【0272】

次に、本実施形態に係る有機薄膜の光センサへの応用を説明する。図９は、第１実施形態に係る光センサの模式断面図である。図９に示す光センサ３００は、基板１と、基板１上に形成された第１の電極７ａと、第１の電極７ａ上に形成された本実施形態に係る含窒素化合物を含有する有機薄膜からなる活性層２と、活性層２上に形成された電荷発生層８と、電荷発生層８上に形成された第２の電極７ｂと、を備えるものである。

【0273】

図１０は、第２実施形態に係る光センサの模式断面図である。図１０に示す光センサ３１０は、基板１と、基板１上に形成された第１の電極７ａと、第１の電極７ａ上に形成された電荷発生層８と、電荷発生層８上に形成された本実施形態に係る含窒素化合物を含有する有機薄膜からなる活性層２と、活性層２上に形成された第２の電極７ｂと、を備えるものである。

【0274】

図１１は、第３実施形態に係る光センサの模式断面図である。図１１に示す光センサ３２０は、基板１と、基板１上に形成された第１の電極７ａと、第１の電極７ａ上に形成された本実施形態に係る含窒素化合物を含有する有機薄膜からなる活性層２と、活性層２上に形成された第２の電極７ｂと、を備えるものである。

【0275】

第１〜第３実施形態に係る光センサにおいては、第１の電極７ａ及び第２の電極７ｂの一方に透明又は半透明の電極を用いる。電荷発生層８は光を吸収して電荷を発生する層である。電極材料としては、アルミニウム、金、銀、銅、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属又はそれらの半透明膜、透明導電膜を用いることができる。活性層２中には光感度を高めるためにキャリア発生剤、増感剤等を添加して用いることができる。また基板１としては、シリコン基板、ガラス基板、プラスチック基板等を用いることができる。

【0276】

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【実施例】

【0277】

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。また、実施例及び比較例において、式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｃ’）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）、（Ｋ）、（Ｌ）、（Ｍ）、（Ｎ）、（Ｏ）、（Ｐ）、（Ｑ）、（Ｒ）、（Ｓ）、（Ｔ）、（Ｕ）、（Ｖ）、（Ｗ）、（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）、（ＡＡ）、（ＡＢ）、（ＡＣ）、（ＡＤ）、（ＡＥ）、（ＡＦ）、（ＡＧ）、（ＡＨ）、（ＡＩ）、（ＡＪ）、（ＡＫ）で表される化合物を、順番に、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃ’、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ＡＡ、ＡＢ、ＡＣ、ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ、ＡＧ、ＡＨ、ＡＩ、ＡＪ、ＡＫという。

【0278】

（測定条件等）
核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルは、ＪＥＯＬ（日本電子株式会社）製の商品名ＪＭＮ−２７０（^１Ｈ測定時２７０ＭＨｚ）を用いて測定した。ケミカルシフトは百万分率（ｐｐｍ）で表している。内部標準０ｐｐｍには、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いた。結合定数（Ｊ）は、ヘルツで示しており、略号ｓ、ｄ、ｔ、ｑ、ｍ及びｂｒは、それぞれ、一重線（ｓｉｎｇｌｅｔ）、二重線（ｄｏｕｂｌｅｔ）、三重線（ｔｒｉｐｌｅｔ）、四重線（ｑｕａｒｔｅｔ）、多重線（ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ）及び広幅線（ｂｒｏａｄ）を表す。また、質量分析（ＭＳ）は、株式会社島津製作所製のＧＣＭＳ−ＱＰ５０５０Ａ（商品名）を用い、電子イオン化（ＥＩ）法、直接試料導入（ＤＩ）法により測定した。カラムクロマトグラフィー分離におけるシリカゲルは、関東化学株式会社製の商品名Ｓｉｌｉｃａｇｅｌ ６０Ｎ（４０〜５０μｍ）を用いた。全ての化学物質は、試薬級であり、和光純薬工業株式会社、東京化成工業株式会社、関東化学株式会社、ナカライテスク株式会社、シグマアルドリッチジャパン株式会社、又はダイキン化成品株式会社より購入した。マイクロウェーブ照射下での反応は、Ｂｉｏｔａｇｅ ＡＢ社製のＩｎｉｔｉａｔｏｒ^ＴＭ Ｖｅｒ．２．５を用い、出力４００Ｗ、２．４５ＧＨｚで行った。

【0279】

サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）は、測定装置としてビー・エー・エス株式会社（ＢＡＳ社）製の商品名「ＣＶ−５０Ｗ」を使用し、作用電極としてＢＡＳ社製Ｐｔ電極、対電極としてＰｔ線、参照電極としてＡｇ線を用いて測定した。この測定時の掃引速度は１００ｍＶ／ｓ、走査電位領域は−２．８Ｖ〜１．６Ｖであった。還元電位及び酸化電位の測定は、化合物及び重合体を１×１０^−３ｍｏｌ／Ｌ、支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＢＡＰＦ６）０．１ｍｏｌ／Ｌをモノフルオロベンゼン溶媒に完全に溶解させてから測定した。

【0280】

（実施例１）
＜化合物Ａの合成＞
ナスフラスコに２，５−ジブロモチオフェン−３，４−ジカルボン酸（１００ｍｇ，０．３０３ｍｍｏｌ）、触媒量のＤＭＦ、過剰量の塩化チオニルを入れ、１時間還流させた。反応後、塩化チオニルを真空留去した。次にこれを０℃に冷却した後、トリエチルアミン（０．２５ｍＬ，１．８１８ｍｍｏｌ）を加え、更にピペリジン（０．１８ｍＬ，１．８１８ｍｍｏｌ）を滴下した。滴下後、室温で撹拌した。３時間後、水を加えクロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝１／１（容積比））で精製を行い、赤みを帯びたパウダーの化合物Ａ（６１ｍｇ，収率４３％）を得た。得られた化合物Ａの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．３３（ヘキサン／酢酸エチル＝１／１（容積比））
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝４６４（Ｍ^＋）．

【0281】

【化68】

【0282】

＜化合物Ｂの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ａ（６１ｍｇ，０．１３１ｍｍｏｌ）、２−トリイソプロピルシリル−５−トリブチルスズ−チアゾール（１５３ｍｇ，０．２８８ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１５ｍｇ，０．０１３ｍｍｏｌ）、トルエン（２ｍＬ）を入れ、試験管内の気体を窒素で置換した後、８時間還流させた。反応溶液をセライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝２／１（容積比））で精製を行い、黄色液体の化合物Ｂ（９３ｍｇ，収率７９％）を得た。得られた化合物Ｂの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．３２（ヘキサン／酢酸エチル＝２／１（容積比））
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ８．２０（ｓ，２Ｈ）
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝７８５（Ｍ^＋）．

【0283】

【化69】

【0284】

なお、式中、ＴＩＰＳは、トリイソプロピルシリル基を示す。

【0285】

＜化合物Ｃの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｂ（９３ｍｇ，０．１１８ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（２ｍＬ）を入れた。ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミド（１Ｍ，２．６ｍＬ，１．４３ｍｍｏｌ）を加え反応させた。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１（容積比））で精製を行い、紫色固体の化合物Ｃ（１ｍｇ，収率１．３％）を得た。得られた化合物Ｃは、クロロホルム、酢酸エチル、ＴＨＦに可溶であった。得られた化合物Ｃの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．２７（ヘキサン／酢酸エチル＝８／１（容積比））
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ１．４６（ｍ，６Ｈ），１．１５（ｄ，３６Ｈ）
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝６１４（Ｍ^＋）

【0286】

また、得られた化合物Ｃについて、ＣＶ測定を行ったところ、−１．２９Ｖに可逆な還元波が観測され、ＬＵＭＯレベルが低くなっていることが確認できた。

【0287】

【化70】

【0288】

＜化合物Ｃ’の合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｃ、ＴＨＦを入れる。ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミドを加え反応させる。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、化合物Ｃ’を得る。

【0289】

【化71】

【0290】

（実施例２）
＜化合物Ｄの合成＞
ナスフラスコに１，４−ジブロモ−２，５−ベンゼンジカルボン酸（１０ｇ，３０．８７ｍｍｏｌ）、触媒量のＤＭＦ、過剰量の塩化チオニルを入れ、該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、１時間還流させた。反応後、塩化チオニルを真空留去した。次にこれを０℃に冷却した後、トリエチルアミン（２５．８９ｍＬ，１８５．２ｍｍｏｌ）を加え、更にピペリジン（１８．３６ｍＬ，１８５．２ｍｍｏｌ）を滴下した。滴下後、室温で撹拌した。２時間後、水を加えジクロロメタンで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した。生じた固体をメタノールで洗浄し、白色固体の化合物Ｄ（１１．７６ｇ，収率８３％）を得た。得られた化合物Ｄの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．４４（ｓ，２Ｈ）
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝４５７（Ｍ^＋）．

【0291】

【化72】

【0292】

＜化合物Ｅの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ｄ（２ｇ，４．３７ｍｍｏｌ）、２−トリイソプロピルシリル−５−トリブチルスズ−チアゾール（５．１０ｇ，９．６０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（５０５ｍｇ，０．４４ｍｍｏｌ）、トルエン（２０ｍＬ）を入れた後、試験管内の気体を窒素で置換し、１０時間還流させた。反応溶液をセライト濾過後、減圧濃縮し、生じた固体をメタノールで洗浄することにより、白色固体の化合物Ｅ（２．６５ｍｇ，収率７８％）を得た。得られた化合物Ｅの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ８．２８（ｓ，２Ｈ），７．５２（ｓ，２Ｈ）

【0293】

【化73】

【0294】

＜化合物Ｆの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｅ（５００ｍｇ，０．６４２ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（４５ｍＬ）を入れた。ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミド（１Ｍ，１４ｍＬ，７．７７ｍｍｏｌ）を加え反応させた。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／クロロホルム＝２．５／１（容積比））で精製を行い、紫色固体の化合物Ｆ（３４３ｍｇ，収率８８％）を得た。得られた化合物Ｆは、クロロホルム、酢酸エチル、ＴＨＦに可溶であった。得られた化合物Ｆの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．２９（ヘキサン／クロロホルム＝２．５／１（容積比））
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝ ６０９（Ｍ^＋）．

【0295】

また、得られた化合物Ｆについて、ＣＶ測定を行ったところ、−１．１７Ｖに可逆な還元波が観測され、ＬＵＭＯレベルが低くなっていることが確認できた。

【0296】

【化74】

【0297】

＜化合物Ｇの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｆ（２０７ｍｇ，０．３４０ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（５ｍＬ）を入れた。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換した後、０℃に冷却し、フッ化テトラブチルアンモニウムのＴＨＦ溶液（１．０Ｍ，０．８５０ｍＬ，０．８５０ｍｍｏｌ）を加え反応させながら室温まで昇温させた。１２時間後、水を加えクロロホルムで抽出し、有機層に懸濁している緑色固体を濾取した。これを真空乾燥し昇華精製することにより、緑色固体の化合物Ｇ（７４ｍｇ，収率７４％）を得た。得られた化合物Ｇの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝２９６（Ｍ^＋）．

【0298】

【化75】

【0299】

（実施例３）
＜化合物Ｈの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコにチアゾール（１ｇ，１１．７５ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（６０ｍＬ）を入れた。−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（８．８ｍＬ，１４．１ｍｍｏｌ）を加え反応させた。３０分後、１−ヨードヘキサン（２．７４ｇ，１２．９３ｍｍｏｌ）を加え、３０分後、室温まで昇温させた。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１（容積比））で精製を行い、褐色透明の化合物Ｈ（７００ｍｇ，収率３５％）を得た。得られた化合物Ｈの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．２３（ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１（容積比））
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ７．６６（ｄ，１Ｈ），７．１８（ｄ，１Ｈ），３．０２（ｔ，２Ｈ），１．８０（ｍ，２Ｈ），１．２４−１．４６（ｍ，６Ｈ），０．８９（ｔ，３Ｈ）

【0300】

【化76】

【0301】

＜化合物Ｉの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｈ（５００ｍｇ，２．９５ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（３ｍＬ）を入れた。−７８℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（１．９ｍＬ，３．１０ｍｍｏｌ）を加え反応させた。３０分後、塩化トリブチルスズ（０．８４ｍＬ，３．１０ｍｍｏｌ）を加え、３０分後、室温まで昇温させた。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製を行い、黄色透明な化合物Ｉ（１．１５ｇ，収率８５％）を得た。得られた化合物Ｉの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ７．５８（ｓ，１Ｈ），３．０６（ｔ，２Ｈ），１．８１（ｍ，２Ｈ），０．９０（ｍ，１２Ｈ）

【0302】

【化77】

【0303】

＜化合物Ｊの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ｄ（１００ｍｇ，０．２２ｍｍｏｌ）、化合物Ｉ（２２０ｍｇ，０．４８ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（２５ｍｇ，０．０２２ｍｍｏｌ）、トルエン（２ｍＬ）を入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１０時間還流させた。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝１／３（容積比））で精製を行い、化合物Ｊ（１１３ｍｇ，収率８２％）を得た。得られた化合物Ｊの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．４３（ヘキサン／酢酸エチル＝１：３）
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ７．８０（ｓ，１Ｈ），７．４５（ｓ，１Ｈ）
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝６３５（Ｍ^＋）．

【0304】

【化78】

【0305】

＜化合物Ｋの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｊ、ＴＨＦを入れる。ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミドを加え反応させる。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｋを得る。

【0306】

【化79】

【0307】

（実施例４）
＜化合物Ｌの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｆ（４７ｍｇ，０．０７７ｍｍｏｌ）、２，２−ジブチル−１，３−プロパンジオール（５８ｍｇ，０．０３１ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸（１３３ｍｇ，０．７７ｍｍｏｌ）、ベンゼン（３０ｍＬ）を入れ、該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、８時間還流させた。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝２０／１（容積比））で精製を行い、化合物Ｌ（４２ｍｇ，０．０６６ｍｍｏｌ）を得た。得られた化合物Ｌの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ８．６８（ｓ，２Ｈ），７．４６（ｓ，２Ｈ），４．６０（ｓ，２Ｈ），４．５７（ｓ，２Ｈ），３．８２（ｓ，２Ｈ），３．７９（ｓ，２Ｈ）．

【0308】

【化80】

【0309】

＜化合物Ｍの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｌ（２３７ｍｇ，０．３７ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（５ｍＬ）を入れた。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウム（０．７１ｍＬ，１．１２ｍｍｏｌ）を加え反応させた。１時間後、−７８℃で塩化トリブチルスズ（０．３３ｍＬ，１．２３ｍｍｏｌ）を加え室温まで昇温させた。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮した。アルミナカラム（ヘキサン／重クロロホルム＝１０／１（容積比））で精製を行い、化合物Ｍ（３９６ｍｇ，収率８８％）を得た。得られた化合物Ｍの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ７．４１（ｓ，２Ｈ），４．７６（ｓ，２Ｈ），４．７３（ｓ，２Ｈ），３．７７（ｓ，２Ｈ），３．７４（ｓ，２Ｈ）．

【0310】

【化81】

【0311】

＜化合物Ｏの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ｍ（３２２ｍｇ，０．２７ｍｍｏｌ）、４’−ブロモ−２，２，２−トリフルオロアセトフェノン（２０１ｍｇ，０．８０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（３１ｍｇ，０．０２７ｍｍｏｌ）、トルエン（３ｍＬ）を入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１３時間還流させた。セライト濾過後、減圧濃縮し、得られた固体をメタノール、ジエチルエーテルで洗浄した。ナスフラスコに得られた朱色固体、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱した。２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄した。減圧下で昇華精製を行い、濃緑色固体の化合物Ｏ（７７ｍｇ，収率４５％）を得た。

【0312】

また、得られた化合物Ｏについて、ＣＶ測定を行ったところ、−０．８８Ｖに可逆な還元波が観測され、ＬＵＭＯレベルが低くなっていることが確認できた。

【0313】

【化82】

【0314】

（実施例５）
＜化合物Ｐの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコにチアゾール、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８に冷却し、ｎ−ブチルリチウムを加え反応させる。３０分後、塩化ヘプタノイルを加え、３０分後、室温まで昇温させる。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｐを得る。

【0315】

【化83】

【0316】

＜化合物Ｖの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｐ、２−クロロエタノール、ＤＭＦ、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換した後、−７８℃に冷却し、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウムを加え反応させる。７時間後、１０質量％の塩化アンモニウム水溶液を加え酢酸エチルで抽出する。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｖを得る。

【0317】

【化84】

【0318】

＜化合物Ｑの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｖ、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムを加え反応させる。１時間後、−７８℃で塩化トリブチルスズを加え室温まで昇温させる。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮する。アルミナカラムで精製を行い、化合物Ｑを得る。

【0319】

【化85】

【0320】

＜化合物Ｒの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ｄ、化合物Ｑ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、トルエンを入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、８時間還流させる。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｒを得る。

【0321】

【化86】

【0322】

＜化合物Ｓの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｒ、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミドを加え反応させる。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、固体を得る。ナスフラスコに得られた固体、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱する。２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。減圧下で昇華精製を行い、固体の化合物Ｓを得る。

【0323】

【化87】

【0324】

（実施例６）
＜化合物Ｔの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ａ、化合物Ｑ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、トルエンを入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、８時間還流させる。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｔを得る。

【0325】

【化88】

【0326】

＜化合物Ｕの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｔ、ＴＨＦを入れる。ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミドを加え反応させる。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行う。ナスフラスコに得られた化合物、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱する。２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。減圧下で昇華精製を行い、固体の化合物Ｕを得る。

【0327】

【化89】

【0328】

（実施例７）
＜有機トランジスタ素子１の作製及びトランジスタ特性の評価＞
ゲート電極となる高濃度にドープされたｐ型シリコン基板の表面に、絶縁層となるシリコン酸化膜を熱酸化により、３００ｎｍ形成した基板の上に、ソース電極及びドレイン電極を形成し、電極付き基板を準備した。この基板の上に、リフトオフ法によりチャネル幅３８ｍｍ、チャネル長５μｍの櫛形ソース電極及びドレイン電極を形成した。電極付き基板をアセトンで１０分間、次いでイソプロピルアルコールで１０分間超音波洗浄した後、オゾンＵＶを３０分間照射し基板表面を洗浄した。洗浄した基板上に、実施例４で合成した化合物Ｏを用い、真空蒸着法により化合物Ｏの有機薄膜を堆積させ、有機トランジスタ素子１を作製した。有機トランジスタ素子１に、真空中でゲート電圧Ｖｇ及びソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを０〜８０Ｖの範囲で変化させ、有機トランジスタ特性を測定したところ、良好なｎ型半導体のドレイン電流（Ｉｄ）−ゲート電圧（Ｖｇ）特性が得られた。このときの移動度は０．２７ｃｍ^２／Ｖｓ、しきい値電圧２５Ｖ、オン／オフ比１０^６と良好であった。有機トランジスタ素子１を大気中で駆動させても、良好なトランジスタ特性が得られた。このことから、化合物Ｏを用いた有機トランジスタ素子１は、ｎ型有機トランジスタとして有効に機能することが確認され、また化合物Ｏは電子輸送性に優れた有機ｎ型半導体として利用可能であることが確認された。

【0329】

（実施例８）
＜化合物Ｗの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ａ、化合物Ｉ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、トルエンを入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、８時間還流させた。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｗを得た。

【0330】

【化90】

【0331】

＜化合物Ｘの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｗ、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミドを加え反応させる。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出する。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮する。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｘを得る。

【0332】

【化91】

【0333】

（実施例９）
＜化合物Ｙの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物Ｍ（３２５ｍｇ，０．２７ｍｍｏｌ）、２−ブロモ−５−（２’，２’，２’−トリフルオロエタノニル）−チオフェン（２０７ｍｇ，０．８０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（３１ｍｇ，０．０２７ｍｍｏｌ）、トルエン（３ｍＬ）を入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１３時間還流させた。反応溶液を減圧濃縮し、得られた固体をメタノール、ジエチルエーテルで洗浄した。ナスフラスコに得られた赤紫色固体、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱した。１２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄した。減圧下で昇華精製を行い、緑色固体の化合物Ｙ（２５ｍｇ，収率１４％）を得た。得られた化合物Ｙの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＭＳ（ＴＯＦ）：ｍ／ｚ＝６５３．０４（Ｍ^＋）

【0334】

【化92】

【0335】

（実施例１０）
＜化合物Ｚの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに１，４−ジブロモチオフェン−２，５−ビスメトキシメチルベンゼン、ＴＨＦ／テトラメチルエチレンジアミン（１０／１（容積比））を入れ、−７８℃に冷却し、ｔｅｒｔ−ブチルリチウムを加えて１時間撹拌した。１−ヨードドデカンを加え、１時間撹拌した後に水を加え、酢酸エチルで抽出した有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物Ｚを得た。

【0336】

【化93】

【0337】

＜化合物ＡＡの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物Ｚ、酢酸、臭化水素を入れ、室温で１時間撹拌した。その後、水を加え、酢酸エチルで抽出した有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製を行い、化合物ＡＡを得た。

【0338】

【化94】

【0339】

＜化合物ＡＢの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＡ、鉄、臭素、触媒量のヨウ素、ジクロロメタンを入れ、４０℃で４８時間撹拌した。その後、反応溶液を濃縮し、ジエチルエーテルで洗浄して精製を行い、化合物ＡＢを得た。

【0340】

【化95】

【0341】

＜化合物ＡＣの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＢ（７４０ｍｇ，０．９７ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）／クロロホルム（２４ｍＬ／１２ｍＬ）、炭酸水素ナトリウム（２．４６ｇ，２９．３ｍｍｏｌ）を入れ、１００℃で１２時間撹拌した。その後、水を加え、クロロホルムで抽出した有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。得られた固体をメタノールで洗浄し、化合物ＡＣ（３２４ｍｇ、収率５３％）を得た。

【0342】

【化96】

【0343】

＜化合物ＡＤの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＣ（６４４ｍｇ，１．０２ｍｍｏｌ）、リン酸二水素ナトリウム（２４７ｍｇ，２．０６ｍｍｏｌ）、亜塩素酸ナトリウム（１８８ｍｇ，１．９５ｍｍｏｌ）、ＤＭＳＯ／クロロホルム／水、を入れ、室温で１２時間撹拌した。その後、減圧濃縮し、塩酸を加えてクロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮し、白色固体の化合物ＡＤ（４７０ｍｇ，収率７０％）を得た。

【0344】

【化97】

【0345】

＜化合物ＡＥの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＤ（４７０ｍｇ，０．７１ｍｍｏｌ）、触媒量のＤＭＦ、過剰量の塩化チオニルを入れ、１時間還流させた。反応後、塩化チオニルを真空留去した。次にジクロロメタンを加えて０℃に冷却した後、トリエチルアミン（０．４ｍＬ）を加え、更にピペリジン（０．３ｍＬ）を滴下した。滴下後、室温で撹拌した。２時間後、水を加え酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝５：１）で精製を行い、化合物ＡＥ（２４０ｍｇ、収率４２％）を得た。得られた化合物ＡＥの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ３．８１（ｍ），３．７０（ｍ），３．１５（ｍ），２．７２（ｍ），２．５８（ｍ），１．８０−１．２０（ｍ），０．８９（ｔ）．

【0346】

【化98】

【0347】

＜化合物ＡＦの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物ＡＥ（２４０ｍｇ，０．３０ｍｍｏｌ）、２−トリイソプロピル−５−トリメチルスズ−チアゾール（３６６ｍｇ，０．９１ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（４ｍｇ）、トルエン（２ｍＬ）を入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１０時間還流させた。セライト濾過後、減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝６／１（容積比））で精製を行い、化合物ＡＦ（９０ｍｇ、収率２７％）を得た。

【0348】

【化99】

【0349】

＜化合物ＡＧの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＦ（３３３ｍｇ，０．２９ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（１０ｍＬ）を入れた。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、リチウムジイソプロピルアミド（１Ｍ）を加え反応させた。１時間後、−７８℃で水を加え室温まで昇温させ、クロロホルムで抽出した。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝６０／１（容積比））で精製を行い、化合物ＡＧ（５２ｍｇ、収率１８％）を得た。得られた化合物ＡＧの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ３．０５（ｔ，４Ｈ），１．６２−１．０６（ｍ），０．８８（ｔ，６Ｈ）．

【0350】

【化100】

【0351】

＜化合物ＡＨの合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＧ（３０ｍｇ，０．０３２ｍｍｏｌ）、２，２−ジブチル−１，３−プロパンジオール（３６ｍｇ，０．１９２ｍｍｏｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸（５５ｍｇ，０．３２ｍｍｏｌ）、ベンゼン（２ｍＬ）を入れ、該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、２４時間還流させた。放冷後、水を加えて酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝５／１（容積比））で精製を行い、化合物ＡＨ（１１ｍｇ，収率３５％）を得た。得られた化合物ＡＨの分析結果及び化学式は以下の通りである。
ＴＬＣ Ｒ_ｆ＝０．６５（ヘキサン／酢酸エチル＝５：１（容積比））
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ８．６８（ｓ，２Ｈ），４．７１（ｄ，Ｊ＝１１．５Ｈｚ，４Ｈ），３．７８（ｄ，Ｊ＝１１．５Ｈｚ，４Ｈ），３．１０（ｍ，４Ｈ），１．９８（ｍ，４Ｈ），１．７−１．２（ｍ），１．０１（ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，６Ｈ），０．９４（ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，６Ｈ），０．８８（ｔ，Ｊ＝６．８Ｈｚ，６Ｈ）
ＭＳ（ＭＡＬＤＩ）：ｍ／ｚ＝９７０．１８（Ｍ^＋）．

【0352】

【化101】

【0353】

＜化合物ＡＩ合成＞
加熱乾燥したナスフラスコに化合物ＡＨ、ＴＨＦを入れる。該ナスフラスコ内の気体を窒素で置換し、−７８℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムを加え反応させる。１時間後、−７８℃で塩化トリブチルスズを加え室温まで昇温させる。１時間後、水を加え酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥させ減圧濃縮する。アルミナカラムで精製を行い、化合物ＡＩを得る。

【0354】

【化102】

【0355】

＜化合物ＡＪの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物ＡＩ、４’−ブロモ−２，２，２−トリフルオロアセトフェノン、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、トルエンを入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１３時間還流させる。セライト濾過後、減圧濃縮し、得られた固体をメタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。ナスフラスコに得られた固体、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱する。２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。減圧下で昇華精製を行い、化合物ＡＪを得る。

【0356】

【化103】

【0357】

（実施例１１）
＜化合物ＡＫの合成＞
加熱乾燥した蓋付き試験管に化合物ＡＩ、２−ブロモ−５−（２’，２’，２’−トリフルオロエタノニル）−チオフェン、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、トルエンを入れた後、該試験管内の気体を窒素で置換し、１３時間還流させる。セライト濾過後、減圧濃縮し、得られた固体をメタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。ナスフラスコに得られた固体、酢酸、濃塩酸を入れた後、１００℃に加熱する。２時間後、室温まで降温し、水を加え生じた固体を水、メタノール、ジエチルエーテルで洗浄する。減圧下で昇華精製を行い、化合物ＡＫを得る。

【0358】

【化104】

【0359】

（実施例１２）
＜有機トランジスタ素子２の作製及びトランジスタ特性の評価＞
化合物Ｏに代えて実施例９の化合物Ｙを用いたこと以外は、実施例７と同様にして、有機トランジスタ素子２を作製した。

【0360】

得られた有機トランジスタ素子２に、真空中でゲート電圧Ｖｇ及びソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを０〜８０Ｖの範囲で変化させ、有機トランジスタ特性を測定したところ、良好なｎ型半導体のＩｄ−Ｖｇ特性が得られた。このときの移動度は０．１７ｃｍ^２／Ｖｓ、しきい値電圧１５Ｖ、オン／オフ比１０^４と良好であった。有機トランジスタ素子２を大気中で駆動させても、良好なトランジスタ特性が得られた。

【0361】

図１２は、有機トランジスタ素子２を大気下で保存した際の有機トランジスタ特性を示すグラフである。有機トランジスタ素子２を大気下で保存後に特性を測定したところ、図１２に示すとおり３０００時間後でも電子移動度の減少は少なかった。このことから、化合物Ｙを用いた有機トランジスタ素子２は、ｎ型有機トランジスタとして有効に機能し、大気中での安定性にも優れていることが確認された。また化合物Ｙは電子輸送性に優れた有機ｎ型半導体として利用可能であることが確認された。

【0362】

（比較例１）
＜化合物ＡＬの合成＞
化合物ＡＬを特開２００９−２１５２７号公報に記載の方法で合成した。合成により得られた目的物は、有機溶剤への溶解性が低かった。得られた合成物を減圧下で昇華精製を行い、化合物ＡＬの緑色固体（３３ｍｇ，収率２１％）を得た。得られた化合物ＡＬの分析結果及び化学式は以下の通りである。
^１Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ ８．０８（ｄ，４Ｈ，Ｊ＝８．８Ｈｚ），８．０５（ｄ，４Ｈ，Ｊ＝８．８Ｈｚ）
ＧＣ−ＭＳ（ＤＩ）：ｍ／ｚ＝５３８（Ｍ^＋）

【0363】

【化105】

【0364】

＜有機トランジスタ素子３の作製及びトランジスタ特性の評価＞
実施例７と同様にして、洗浄したソース電極及びドレイン電極を形成した基板を準備し、上記で合成した化合物ＡＬ用い、真空蒸着法により基板温度１１０℃、堆積速度０．２ｎｍ／分で、化合物ＡＬの有機薄膜を成膜し、有機トランジスタ素子３を作成した。有機トランジスタ素子３に、真空中でゲート電圧Ｖｇを０〜１２０Ｖ、ソース−ドレイン間電圧Ｖｓｄを０〜１００Ｖの範囲で変化させ、有機トランジスタ特性を測定することによりｎ型半導体のＩｄ−Ｖｇ特性が得られた。このときの移動度は５．６×１０^−２ｃｍ^２／Ｖｓ、しきい値電圧２０Ｖ、オン／オフ比１０^６であった。

【符号の説明】

【0365】

１…基板、２…活性層、２ａ…活性層、３…絶縁層、４…ゲート電極、５…ソース電極、６…ドレイン電極、７ａ…第１の電極、７ｂ…第２の電極、８…電荷発生層、１００…第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１１０…第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１２０…第３実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１３０…第４実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１４０…第５実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１５０…第６実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、１６０…第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタ、２００…実施形態に係る太陽電池、３００…第１実施形態に係る光センサ、３１０…第２実施形態に係る光センサ、３２０…第３実施形態に係る光センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】