JP6573840B2 - ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME - Google Patents
ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME Download PDFInfo
- Publication number
- JP6573840B2 JP6573840B2 JP2016038022A JP2016038022A JP6573840B2 JP 6573840 B2 JP6573840 B2 JP 6573840B2 JP 2016038022 A JP2016038022 A JP 2016038022A JP 2016038022 A JP2016038022 A JP 2016038022A JP 6573840 B2 JP6573840 B2 JP 6573840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formula
- group
- organic semiconductor
- represented
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 C*1c2cc(*C=C3)c3cc2-c2c1cc(*C=C1)c1c2 Chemical compound C*1c2cc(*C=C3)c3cc2-c2c1cc(*C=C1)c1c2 0.000 description 3
- KBKUSENRHGTFOD-UHFFFAOYSA-N CC(C)(c1c2)c(cc3[s]c(CCCOC)cc3c3)c3-c1cc1c2SC(C)(CCCOC)C1 Chemical compound CC(C)(c1c2)c(cc3[s]c(CCCOC)cc3c3)c3-c1cc1c2SC(C)(CCCOC)C1 KBKUSENRHGTFOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHXNKLUPTXBJEZ-BFKCGBLJSA-N CC/C(/[C@H](C)S/C(/[BrH]CC)=C\C=C)=C(/CC)\C=C(/C)\S Chemical compound CC/C(/[C@H](C)S/C(/[BrH]CC)=C\C=C)=C(/CC)\C=C(/C)\S QHXNKLUPTXBJEZ-BFKCGBLJSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
本発明は、有機半導体素子、並びに、これに用いる有機半導体膜、化合物及び有機半導体組成物に関する。 The present invention relates to an organic semiconductor element, and an organic semiconductor film, a compound, and an organic semiconductor composition used therefor.
液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、RFID(radio frequency identifier:RFタグ)若しくはメモリ等の論理回路を用いる装置、又は、太陽電池等には、半導体素子が利用されている。中でも、有機半導体膜を有する有機半導体素子は、軽量化又は低コスト化が可能で柔軟性にも優れることから、無機半導体膜を有する無機半導体素子に対して、優位性を備えている。このような有機半導体素子としては、電流量若しくは電圧量を制御する有機薄膜トランジスタ素子、光エネルギーを電力に変換する有機光電変換デバイス、又は、熱エネルギーを電力に変換する有機熱電変換デバイス等が挙げられる。
これらの有機半導体素子において、有機化合物を含有する有機半導体膜の研究が進められている。このような有機化合物として、例えば、有機ポリマー又は低分子有機化合物が挙げられる。低分子有機化合物の一例を挙げると、フルオレン骨格の9位に2つのオクチル基を持つジチエノフルオレンがある(非特許文献1)。
A semiconductor element is used in a device using a logic circuit such as a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, an RFID (radio frequency identifier: RF tag) or a memory, or a solar cell. Among these, an organic semiconductor element having an organic semiconductor film is superior to an inorganic semiconductor element having an inorganic semiconductor film because it can be reduced in weight or cost and is excellent in flexibility. Examples of such an organic semiconductor element include an organic thin film transistor element that controls the amount of current or voltage, an organic photoelectric conversion device that converts light energy into electric power, or an organic thermoelectric conversion device that converts heat energy into electric power. .
In these organic semiconductor elements, research on organic semiconductor films containing organic compounds is underway. Examples of such an organic compound include an organic polymer or a low molecular weight organic compound. As an example of a low molecular weight organic compound, there is dithienofluorene having two octyl groups at the 9-position of the fluorene skeleton (Non-patent Document 1).
有機半導体素子を搭載した液晶ディスプレイ等は、近年、高性能化が急速に進展している。しかも、用途が多様化しており、従来に比べて、高温高湿環境等の環境下で使用される機会が増えている。高温高湿環境として、例えば、温度50〜85℃、湿度50〜85RH%の環境が挙げられる。そのため、有機半導体素子には、キャリア移動度について、高い初期性能に加えて、高温高湿環境下においても維持する耐久性(高温高湿耐性ともいう)が求められている。また、動作安定性の点で、優れたヒステリシス特性(電圧制御性)を示すことも重要である。 In recent years, the performance of liquid crystal displays and the like equipped with organic semiconductor elements has been rapidly advanced. In addition, the applications are diversified, and the opportunity for use in an environment such as a high-temperature and high-humidity environment is increasing as compared with the conventional case. Examples of the high temperature and high humidity environment include an environment having a temperature of 50 to 85 ° C. and a humidity of 50 to 85 RH%. Therefore, in addition to high initial performance, the organic semiconductor element is required to have durability (also referred to as high temperature and high humidity resistance) that can be maintained even in a high temperature and high humidity environment. It is also important to exhibit excellent hysteresis characteristics (voltage controllability) in terms of operational stability.
本発明は、高いキャリア移動度及び高温高湿耐性と、優れたヒステリシス特性とを示す有機半導体素子を提供することを課題とする。また、本発明は、上記特性を有する有機半導体素子に用いる、有機半導体膜、有機半導体組成物及び化合物を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an organic semiconductor element that exhibits high carrier mobility, high temperature and high humidity resistance, and excellent hysteresis characteristics. Moreover, this invention makes it a subject to provide the organic-semiconductor film | membrane, organic-semiconductor composition, and compound used for the organic-semiconductor element which has the said characteristic.
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、フルオレン骨格のベンゼン環それぞれに芳香族複素環を更に縮合させ、かつ2つの芳香族複素環の少なくとも一方に特定の置換基を導入した化合物が有機半導体素子の有機半導体膜に用いることができること、更に、この化合物を含む有機半導体膜が、有機半導体素子に用いた場合に、高いキャリア移動度及び高温高湿耐性と、優れたヒステリシス特性とを付与できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づき、更に検討を重ね、完成されるに至ったものである。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a compound in which an aromatic heterocycle is further condensed to each benzene ring of a fluorene skeleton and a specific substituent is introduced into at least one of the two aromatic heterocycles is an organic semiconductor. It can be used for an organic semiconductor film of an element, and further, when an organic semiconductor film containing this compound is used for an organic semiconductor element, it can provide high carrier mobility, high temperature and high humidity resistance, and excellent hysteresis characteristics. I found. The present invention has been further studied and completed based on these findings.
本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
<1>下記式(2−2)で表される化合物を含有する有機半導体膜を備えた有機半導体素子。
Xは各々独立に酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示す。
Y1は、CRY1RY2又はSiRY1RY2を示し、RY1及びRY2は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
R1及びR2は各々独立に下記式(Z)で表される基を示す。p及びqは各々独立に0〜2の整数である。ただし、p+qは1以上の整数である。
R3及びR4は各々独立に置換基を示す。r及びsは各々独立に0〜2の整数である。
−L−RZ (Z)
式(Z)中、Lは、単結合、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基、又は、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基を示す。
RZは、アルキル基、ハロアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、又は、トリアルキルシリル基を示す。
The above-described problems of the present invention have been solved by the following means.
<1> An organic semiconductor element comprising an organic semiconductor film containing a compound represented by the following formula (2-2) .
X each independently represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
Y 1 represents CR Y1 R Y2 or SiR Y1 R Y2 , and R Y1 and R Y2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent .
R 1 and R 2 each independently represent a group represented by the following formula (Z). p and q are each independently an integer of 0 to 2. However, p + q is an integer of 1 or more.
R 3 and R 4 each independently represent a substituent. r and s are each independently an integer of 0 to 2.
-L-R Z (Z)
In formula (Z), L represents a single bond, a linking group represented by any of the following formulas (L-1) to (L-12), or the following formulas (L-1) to (L- 12) A linking group in which two or more linking groups represented by any one are bonded.
R Z is an alkyl group, a haloalkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a siloxane group, the number of silicon atoms is more than one oligosiloxane groups, or show a trialkylsilyl group.
**は、式(2−2)中のXを環構成原子とする芳香族複素環との連結部位、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示し、*はRZ、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示す。
m1は0〜4の整数であり、m2は各々独立に0〜2の整数である。
RZ1は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
RZ2は各々独立に置換基を示す。
** represents a linking site with an aromatic heterocycle having X as a ring-constituting atom in formula (2-2) , or any one of formula (L-1) to formula (L-12) The coupling | bonding site | part with a coupling group of * shows a coupling | bonding site | part with the other coupling group represented by either R <Z > or Formula (L-1)-Formula (L-12).
m1 is an integer of 0-4, and m2 is an integer of 0-2 each independently.
R Z1 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
R Z2 each independently represents a substituent.
<2>r及びsが、いずれも0である<1>に記載の有機半導体素子。
<3>p及びqが、いずれも1である<1>又は<2>に記載の有機半導体素子。
<4>Y1 が、CRY1RY2である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の有機半導体素子。
<5>Xが、酸素原子又は硫黄原子である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の有機半導体素子。
< 2> The organic semiconductor element according to <1 >, wherein r and s are both 0.
< 3> The organic semiconductor element according to <1> or <2>, wherein p and q are both 1.
<4> Y 1 is a CR Y1 R Y2 <1> ~ organic semiconductor device according to any one of <3>.
< 5> The organic semiconductor element according to any one of < 1 > to < 4 >, wherein X is an oxygen atom or a sulfur atom.
<6>式(2−2)で表される化合物が下記式(3−2)で表される<1>〜<5>のいずれか1つに記載の有機半導体素子。
Xは各々独立に酸素原子又は硫黄原子を示す。
R1及びR2は、それぞれ、式(2−2)のR1及びR2と同義である。
The organic semiconductor device according to any one of <1> to <5> represented by the following following formula is a compound represented by <6> formula (2-2) (3-2).
X represents an oxygen atom or a sulfur atom each independently.
R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in Formula (2-2) , respectively.
<7>式(2−2)のR Y1 及びR Y2 、又は式(3−2)のR 31 及びR 32 が、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基である<1>〜<6>のいずれか1項に記載の有機半導体素子。
<8>式(2−2)又は式(3−2)におけるR1及びR2が、Lが式(L−1)、式(L−9)、式(L−10)及び式(L−11)のいずれかで表される連結基、又は式(L−1)、式(L−4)、式(L−5)及び式(L−7)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基であり、RZがアルキル基である基を示す<1>〜<7>のいずれか1つに記載の有機半導体素子。
<9>有機半導体素子が、有機薄膜トランジスタ素子である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の有機半導体素子。
<7> R Y1 and R Y2 in formula (2-2) or R 31 and R 32 in formula (3-2) are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The organic semiconductor element according to any one of 6>.
< 8> R 1 and R 2 in formula (2-2) or formula (3-2) are the same as those in formula (L-1), formula (L-9), formula (L-10), and formula (L -11) or a linking group represented by any of formula (L-1), formula (L-4), formula (L-5), or formula (L-7). Is a linking group in which two or more are bonded, and R Z represents a group that is an alkyl group. The organic semiconductor element according to any one of <1> to < 7 >.
< 9 > The organic semiconductor element according to any one of <1> to < 8 >, wherein the organic semiconductor element is an organic thin film transistor element.
<10>下記式(2−2)で表される化合物。
Y1は、CRY1RY2又はSiRY1RY2を示し、RY1及びRY2は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
R1及びR2は各々独立に下記式(Z)で表される基を示す。p及びqは各々独立に0〜2の整数である。ただし、p+qは1以上の整数である。
R3及びR4は各々独立に置換基を示す。r及びsは各々独立に0〜2の整数である。
−L−RZ (Z)
式(Z)中、Lは、単結合、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基、又は、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基を示す。
RZは、アルキル基、ハロアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、又は、トリアルキルシリル基を示す。
**は、式(2−2)中のXを環構成原子とする芳香族複素環との連結部位、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示し、*はRZ、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示す。
m1は0〜4の整数であり、m2は各々独立に0〜2の整数である。
RZ1は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
RZ2は各々独立に置換基を示す。
< 10 > A compound represented by the following formula (2-2) .
Y 1 represents CR Y1 R Y2 or SiR Y1 R Y2 , and R Y1 and R Y2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
R 1 and R 2 each independently represent a group represented by the following formula (Z). p and q are each independently an integer of 0 to 2. However, p + q is an integer of 1 or more.
R 3 and R 4 each independently represent a substituent. r and s are each independently an integer of 0 to 2.
-L-R Z (Z)
In formula (Z), L represents a single bond, a linking group represented by any of the following formulas (L-1) to (L-12), or the following formulas (L-1) to (L- 12) A linking group in which two or more linking groups represented by any one are bonded.
R Z represents an alkyl group, a haloalkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or a trialkylsilyl group.
** represents a linking site with an aromatic heterocycle having X as a ring-constituting atom in formula (2-2) , or any one of formula (L-1) to formula (L-12) The coupling | bonding site | part with a coupling group of * shows a coupling | bonding site | part with the other coupling group represented by either R <Z > or Formula (L-1)-Formula (L-12).
m1 is an integer of 0-4, and m2 is an integer of 0-2 each independently.
R Z1 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
R Z2 each independently represents a substituent.
<11>r及びsが、いずれも0である<10>に記載の化合物。
<12>p及びqが、いずれも1である<10>又は<11>に記載の化合物。
<13>Y 1 が、CRY1RY2である<10>〜<12>のいずれか1つに記載の化合物。
<14>Xが、酸素原子又は硫黄原子である<10>〜<13>のいずれか1つに記載の化合物。
< 11> The compound according to < 10 >, wherein r and s are both 0.
< 12> The compound according to < 10> or <11> , wherein both p and q are 1.
<13> Y 1 is a CR Y1 R Y2 <10> ~ The compound according to any one of <12>.
< 14> The compound according to any one of < 10 > to < 13 >, wherein X is an oxygen atom or a sulfur atom.
<15>式(2−2)で表される化合物が下記式(3−2)で表される<10>〜<14>のいずれか1つに記載の化合物。
Xは各々独立に酸素原子又は硫黄原子を示す。
R1及びR2は、それぞれ、式(2−2)のR1及びR2と同義である。
<15> formula (2-2) <10> a compound represented is represented by the following formula (3-2) in ~ The compound according to any one of <14>.
X represents an oxygen atom or a sulfur atom each independently.
R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in Formula (2-2) , respectively.
<16>式(2−2)のR Y1 及びR Y2 、又は式(3−2)のR 31 及びR 32 が、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基である<10>〜<15>のいずれか1つに記載の化合物。
<17>式(2−2)又は式(3−2)におけるR1及びR2が、Lが式(L−1)、式(L−9)、式(L−10)及び式(L−11)のいずれかで表される連結基、又は式(L−1)、式(L−4)、式(L−5)及び式(L−7)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基であり、RZがアルキル基である基を示す<10>〜<16>のいずれか1つに記載の化合物。
<18>上記<10>〜<17>のいずれか1つに記載の化合物と溶媒とを含有する有機半導体組成物。
<19>上記<10>〜<17>のいずれか1つに記載の化合物を含有する有機半導体膜。
<16> R Y1 and R Y2 of formula (2-2) or R 31 and R 32 of formula (3-2) are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. 15. The compound according to any one of 15>.
< 17> R 1 and R 2 in formula (2-2) or formula (3-2) are the same as those in formula (L-1), formula (L-9), formula (L-10), and formula (L -11) or a linking group represented by any of formula (L-1), formula (L-4), formula (L-5), or formula (L-7). There are two or more bonded linking groups, a group R Z is an alkyl group <10> - the compound according to any one of <16>.
< 18 > An organic semiconductor composition containing the compound according to any one of the above < 10 > to < 17 > and a solvent.
< 19 > An organic semiconductor film containing the compound according to any one of the above < 10 > to < 17 >.
本発明によれば、高いキャリア移動度及び高温高湿耐性と、優れたヒステリシス特性とを示す有機半導体素子を提供することができる。また、本発明によれば、有機半導体素子に上記の優れた特性を付与可能な有機半導体膜、並びにこれに用いる有機半導体組成物及び化合物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic-semiconductor element which shows high carrier mobility, high temperature, high humidity tolerance, and the outstanding hysteresis characteristic can be provided. Moreover, according to this invention, the organic-semiconductor film which can provide said outstanding characteristic to an organic-semiconductor element, and the organic-semiconductor composition and compound used for this can be provided.
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」と記載するときは、アクリレート、メタアクレート、又は、両者を意味する。
In this specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
In the present specification, when “(meth) acrylate” is described, it means acrylate, metaacrylate, or both.
本明細書において、化合物の表示については、化合物そのものの他、その塩、そのイオンを含む。また、目的とする効果を損なわない範囲で、構造の一部を変化させたものを含む。
また、置換又は無置換を明記していない化合物については、目的とする効果を損なわない範囲で、任意の置換基を有するものを含む。このことは、置換基及び連結基等(以下、置換基等という)についても同様である。
In this specification, the indication of a compound includes its salt and its ion in addition to the compound itself. Moreover, what changed the structure in part within the range which does not impair the target effect is included.
Moreover, about the compound which does not specify substituted or unsubstituted, the thing which has arbitrary substituents is included in the range which does not impair the target effect. The same applies to substituents and linking groups (hereinafter referred to as substituents and the like).
本明細書おいて、特定の符号で表示された置換基等が複数あるとき、又は、複数の置換基等を同時に規定するときには、特段の断りがない限り、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。このことは、置換基等の数の規定についても同様である。また、複数の置換基等が近接(特に隣接)するとき、特段の断りがない限り、それらが互いに連結して環を形成してもよい。
また、基の炭素数が限定されている場合、この基の炭素数は、特段の断りがない限り、置換基を含めた全炭素数を意味する。
本発明において、基が非環状骨格及び環状骨格を形成しうる場合、特段の断りがない限り、この基は、非環状骨格の基と環状骨格の基を含む。例えば、アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基及び環状(シクロ)アルキル基を含む。基が環状骨格を形成しうる場合、環状骨格を形成する基の原子数の下限は、この基について具体的に記載した原子数の下限にかかわらず、3以上であり、5以上が好ましい。
In this specification, when there are a plurality of substituents indicated by a specific symbol, or when a plurality of substituents are specified at the same time, the respective substituents may be the same unless otherwise specified. May be different. The same applies to the definition of the number of substituents and the like. Further, when a plurality of substituents and the like are adjacent (particularly adjacent), they may be connected to each other to form a ring unless otherwise specified.
Further, when the number of carbon atoms of the group is limited, the number of carbon atoms of this group means the total number of carbon atoms including substituents unless otherwise specified.
In the present invention, when a group can form a non-cyclic skeleton and a cyclic skeleton, this group includes a non-cyclic skeleton group and a cyclic skeleton group unless otherwise specified. For example, the alkyl group includes a linear alkyl group, a branched alkyl group, and a cyclic (cyclo) alkyl group. When the group can form a cyclic skeleton, the lower limit of the number of atoms of the group forming the cyclic skeleton is 3 or more, and preferably 5 or more, regardless of the lower limit of the number of atoms specifically described for the group.
本発明の好ましい実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されない。 Preferred embodiments of the present invention are described below, but the present invention is not limited thereto.
[式(1)で表される化合物]
まず、本発明の、式(1)で表される化合物(以下、本発明の化合物ということがある。)について説明する。
本発明の化合物を含有する有機半導体膜は、有機半導体素子に、高いキャリア移動度及び高温高湿耐性と、優れたヒステリシス特性とを付与できる。その理由は、詳細には定かではないが、次のように考えられる。本発明の化合物は、後述するように、特定の縮合環構造に、式(Z)で表される基を少なくとも1つ有している。この基を有することにより、後述する有機半導体組成物としたときに、溶媒に対する溶解性(溶解度)が向上して、有機半導体膜の生産性が向上する。しかも、形成される有機半導体膜において、有機半導体組成物を適用した被適用基材に対して本発明の化合物が所定の方向(被適用基材に対して上記特定の縮合環構造が起立状態)に密に配列する。更に電極近傍においても配列の秩序性が維持される。そのため、膜質安定性が向上する。その結果、有機半導体膜は、有機半導体素子に用いた場合に、高いキャリア移動度及び高温高湿耐性と、優れたヒステリシス特性とを示すと、考えられる。
[Compound represented by Formula (1)]
First, the compound represented by formula (1) of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the compound of the present invention) will be described.
The organic semiconductor film containing the compound of the present invention can impart high carrier mobility, high temperature and high humidity resistance, and excellent hysteresis characteristics to the organic semiconductor element. The reason is not clear in detail, but can be considered as follows. As will be described later, the compound of the present invention has at least one group represented by the formula (Z) in a specific condensed ring structure. By having this group, when it is set as the organic-semiconductor composition mentioned later, the solubility (solubility) with respect to a solvent improves, and the productivity of an organic-semiconductor film improves. In addition, in the formed organic semiconductor film, the compound of the present invention is in a predetermined direction with respect to the substrate to which the organic semiconductor composition is applied (the above-mentioned specific condensed ring structure is in an upright state with respect to the substrate to be applied). Arrange closely. Furthermore, the order of the arrangement is maintained near the electrodes. Therefore, film quality stability is improved. As a result, the organic semiconductor film is considered to exhibit high carrier mobility, high temperature and high humidity resistance, and excellent hysteresis characteristics when used in an organic semiconductor element.
式(1)中、Y1は、CRY1RY2又はSiRY1RY2を示し、CRY1RY2が好ましい。
RY1及びRY2は、それぞれ、水素原子又は置換基を示す。RY1及びRY2として採りうる置換基としては、特に限定されない。好ましい置換基としては、アルキル基(炭素数は、1〜6が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3が更に好ましい。)、アルケニル基(炭素数は、2〜6が好ましく、2〜4がより好ましい。)、アルキニル基(炭素数は、2〜6が好ましく、2〜4がより好ましい。)、アルコキシ基(炭素数は、1〜6が好ましく、1〜3がより好ましい。)、芳香族炭化水素基(炭素数は、6〜18が好ましく、6〜10がより好ましい。)、芳香族複素環基(5〜7員環が好ましい。環構成ヘテロ原子としては、特に限定されないが、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子又はケイ素原子が好ましい。炭素数は、4〜18が好ましく、6〜10がより好ましい。)。RY1及びRY2は、いずれもアルキル基であることが好ましい。
In Formula (1), Y 1 represents CR Y1 R Y2 or SiR Y1 R Y2 , and CR Y1 R Y2 is preferable.
R Y1 and R Y2 each represent a hydrogen atom or a substituent. The substituent that can be adopted as R Y1 and R Y2 is not particularly limited. Preferred substituents are alkyl groups (C1 is preferably 1-6, more preferably 1-5, and still more preferably 1-3), and alkenyl groups (C2 is preferably 2-6, 4 is more preferable), an alkynyl group (the carbon number is preferably 2-6, more preferably 2-4), and an alkoxy group (the carbon number is preferably 1-6, more preferably 1-3). , An aromatic hydrocarbon group (the number of carbon atoms is preferably 6 to 18, more preferably 6 to 10), an aromatic heterocyclic group (a 5 to 7-membered ring is preferable. The ring-constituting hetero atom is not particularly limited. Is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a silicon atom, preferably having 4 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms). R Y1 and R Y2 are preferably both alkyl groups.
環A及び環Bは、それぞれ、芳香族複素環を示し、隣接するベンゼン環と縮環している。
環A及び環Bとして採りうる芳香族複素環としては、特に限定されず、単環であっても、2環以上の環が縮合した縮合環であってもよい。この芳香族複素環は単環であることが好ましい。
Ring A and ring B each represent an aromatic heterocyclic ring and are condensed with an adjacent benzene ring.
The aromatic heterocyclic ring that can be used as ring A and ring B is not particularly limited, and may be a single ring or a condensed ring in which two or more rings are condensed. This aromatic heterocycle is preferably a monocycle.
芳香族複素環が有する環構成ヘテロ原子としては、特に限定されないが、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子又はケイ素原子が好ましく、酸素原子、窒素原子、硫黄原子又はセレン原子がより好ましく、酸素原子又は硫黄原子が更に好ましく、硫黄原子が特に好ましい。環構成ヘテロ原子数は、例えば、1〜3個が挙げられ、1又は2個が好ましく、1個がより好ましい。 The ring-constituting hetero atom of the aromatic heterocycle is not particularly limited, but is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a selenium atom or a silicon atom, more preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or a selenium atom, An oxygen atom or a sulfur atom is more preferable, and a sulfur atom is particularly preferable. Examples of the number of ring hetero atoms include 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1.
単環の芳香族複素環としては、上記環構成ヘテロ原子を含むものであれば特に限定されない。単環の環員数は、特に限定されないが、5〜7員環が好ましい。このような単環の芳香族複素環としては、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、イソチアゾール環、イソオキサゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、若しくはシロール環等の5員環の芳香族複素環、又は、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、若しくはピリダジン環等の6員環の芳香族複素環が挙げられる。 The monocyclic aromatic heterocycle is not particularly limited as long as it contains the above-described ring-constituting heteroatoms. The number of single-ring members is not particularly limited, but a 5- to 7-membered ring is preferable. Examples of such monocyclic aromatic heterocycle include, for example, thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, selenophene ring, thiazole ring, oxazole ring, isothiazole ring, isoxazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiadiazole ring, Examples thereof include a 5-membered aromatic heterocycle such as an oxadiazole ring or a silole ring, or a 6-membered aromatic heterocycle such as a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, or a pyridazine ring.
縮合環の芳香族複素環としては、上記の、単環の芳香族複素環が複数縮合してなる環、及び、上記の、単環の芳香族複素環と炭化水素環が複数縮合してなる環等が挙げられる。炭化水素環としては、環構成原子として炭素原子のみで形成される環であればよく、例えば、ベンゼン環又はシクロペンタジエン環が挙げられる。ここで、縮合する環の数は、特に限定されず、例えば2〜4個であることが好ましく、2個又は3個であることがより好ましい。
縮合環の芳香族複素環としては、例えば、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾピロール環、インドール環、ベンゾセレノフェン環、インダゾール環、イソインドール環、キノリン環、チエノピリジン環、シクロペンタジフラン環、シクロペンタジチオフェン環、チエノ[3,2−b]チオフェン環、チエノ[2,3−b]チオフェン環、チエノ[3,4−b]チオフェン環、トリチオフェン環等が挙げられる。
The condensed aromatic heterocycle includes a ring formed by condensing a plurality of the above monocyclic aromatic heterocycles and a mixture of the above monocyclic aromatic heterocycle and a hydrocarbon ring. A ring etc. are mentioned. The hydrocarbon ring only needs to be a ring formed of only carbon atoms as ring-constituting atoms, and examples thereof include a benzene ring and a cyclopentadiene ring. Here, the number of rings to be condensed is not particularly limited, and is preferably 2 to 4, for example, and more preferably 2 or 3.
Examples of the condensed aromatic heterocycle include benzofuran ring, benzothiophene ring, benzopyrrole ring, indole ring, benzoselenophene ring, indazole ring, isoindole ring, quinoline ring, thienopyridine ring, cyclopentadifuran ring, Examples include a cyclopentadithiophene ring, a thieno [3,2-b] thiophene ring, a thieno [2,3-b] thiophene ring, a thieno [3,4-b] thiophene ring, a trithiophene ring, and the like.
芳香族複素環としては、下記に示す環が好ましく、中でも、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環、ピロール環又はチエノ[2,3−b]チオフェン環がより好ましく、チオフェン環、フラン環、セレノフェン環又はピロール環が更に好ましく、チオフェン環又はフラン環が特に好ましく、チオフェン環が最も好ましい。
下記の芳香族複素環において、R21は、後述するXとして採りうるNR21のR21と同義であり、好ましいものも同じである。
In the following aromatic heterocycle, R 21 has the same meaning as R 21 of NR 21 which can be taken as X described later, and preferred ones are also the same.
式(1)における2つの芳香族複素環は、互いに同一であっても異なっていてもよく、同一であることが好ましい。 The two aromatic heterocycles in the formula (1) may be the same or different from each other, and are preferably the same.
縮合環の芳香族複素環において、式(1)中のベンゼン環と縮合する環は、芳香族複素環及び炭化水素環のいずれであってもよい。また、このベンゼン環と縮合する環の結合位置は、特に限定されず、例えば、ベンゼン環と縮合する環が5員環である場合、2位及び3位の環構成原子が挙げられる。この他にも、後記する例示化合物における結合位置が挙げられる。 In the condensed aromatic heterocycle, the ring condensed with the benzene ring in formula (1) may be either an aromatic heterocycle or a hydrocarbon ring. Moreover, the bond position of the ring condensed with the benzene ring is not particularly limited. For example, when the ring condensed with the benzene ring is a 5-membered ring, ring-constituting atoms at the 2nd and 3rd positions are exemplified. In addition to this, the bonding positions in the exemplary compounds described later are mentioned.
式(1)におけるR1及びR2は、それぞれ、下記式(Z)で表される基を示す。
−L−RZ (Z)
式(Z)中、Lは、単結合、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基(2価)、又は、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基を示す。
R 1 and R 2 in the formula (1) each represent a group represented by the following formula (Z).
-L-R Z (Z)
In the formula (Z), L is a single bond, a linking group (divalent) represented by any one of the following formulas (L-1) to (L-12), or the following formula (L-1) to A linking group in which two or more linking groups represented by formula (L-12) are bonded is shown.
式(L−1)〜式(L−12)において、**は、A環若しくはB環との連結部位、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示し、*は、RZ、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示す。 In the formula (L-1) to the formula (L-12), ** is represented by any one of the connection site with the A ring or the B ring, or the formula (L-1) to the formula (L-12). A bonding site with another linking group is shown, and * represents a bonding site with R Z or another linking group represented by any one of formulas (L-1) to (L-12).
RZ1は、それぞれ、水素原子又は置換基を示す。
RZ2は、それぞれ、置換基を示す。
RZ1及びRZ2として採りうる置換基としては、特に限定されないが、下記置換基群GZから選択される基が挙げられる。中でも、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又は芳香族炭化水素基が好ましく、フッ素原子、炭素数1〜3のアルキル基、又は、フェニル基がより好ましい。
R Z1 represents a hydrogen atom or a substituent, respectively.
R Z2 represents a substituent.
The substituents can take as R Z1 and R Z2, but are not limited to, include groups selected from the following substituent group G Z. Among these, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, or an aromatic hydrocarbon group is preferable, and a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a phenyl group is more preferable.
<置換基群GZ>
ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはヨウ素原子)、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む。)、アルキニル基、芳香族炭化水素基(アリール基ともいう)、芳香族複素環基(ヘテロアリール基ともいう)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル若しくはアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロアリールチオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル若しくはアリールスルフィニル基、アルキル若しくはアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール若しくはヘテロアリールアゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH)2)、ホスファト基(−OPO(OH)2)又はスルファト基(−OSO3H)
<Substituent group G Z >
A halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom), an alkyl group (including a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group and a tricycloalkyl group), an alkenyl group (including a cycloalkenyl group and a bicycloalkenyl group), Alkynyl group, aromatic hydrocarbon group (also called aryl group), aromatic heterocyclic group (also called heteroaryl group), cyano group, hydroxy group, nitro group, carboxy group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, Heteroaryloxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group (including anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxy Cal Nylamino group, sulfamoylamino group, alkyl or arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heteroarylthio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl or arylsulfonyl group, acyl group , Aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl or heteroarylazo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, phosphono group, silyl group, hydrazino group, Ureido group, boronic acid group (—B (OH) 2 ), phosphato group (—OPO (OH) 2 ) or sulfato group (—OSO 3 H)
具体的には、式(L−1)及び式(L−2)におけるRZ1としては、それぞれ、水素原子又は炭素数1〜8の置換若しくは無置換のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数1〜6の無置換のアルキル基がより好ましく、水素原子又は炭素数1〜3の無置換のアルキル基が更に好ましく、水素原子が特に好ましい。式(L−1)で表される連結基に含まれる2つのRZ1中、置換基の個数は0又は1であることが好ましく、0であることが特に好ましい。 Specifically, as R Z1 in formula (L-1) and formula (L-2), a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, respectively, and a hydrogen atom or carbon number A 1-6 unsubstituted alkyl group is more preferable, a hydrogen atom or a C1-C3 unsubstituted alkyl group is still more preferable, and a hydrogen atom is especially preferable. Of the two RZ1s contained in the linking group represented by the formula (L-1), the number of substituents is preferably 0 or 1, particularly preferably 0.
式(L−6)におけるRZ1としては、水素原子又は置換若しくは無置換のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数1〜4の置換若しくは無置換のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4の置換若しくは無置換のアルキル基が更に好ましい。 R Z1 in formula (L-6) is preferably a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. The substituted or unsubstituted alkyl group is more preferable.
式(L−9)〜式(L−12)におけるRZ2としては、それぞれ、置換若しくは無置換のアルキル基、置換若しくは無置換のアルケニル基、置換若しくは無置換のアルキニル基、置換若しくは無置換のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜12の置換若しくは無置換のアルキル基、炭素数2〜12の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素数2〜12の置換若しくは無置換のアルキニル基、又は、炭素数1〜12の置換若しくは無置換のアルコキシ基がより好ましい。
式(L−9)〜式(L−12)において、RZ2が結合する位置は特に限定されない。
R Z2 in formula (L-9) to formula (L-12) is a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted, respectively. An alkoxy group is preferred, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 12 carbon atoms, or carbon A substituted or unsubstituted alkoxy group of formula 1 to 12 is more preferred.
In Formula (L-9) to Formula (L-12), the position at which R Z2 is bonded is not particularly limited.
m1は、0〜4の整数であり、0〜1の整数が好ましく、0が好ましい。
m2は、それぞれ、0〜2の整数であり、0又は1が好ましく、0が好ましい。
m1 is an integer of 0 to 4, an integer of 0 to 1 is preferable, and 0 is preferable.
m2 is an integer of 0-2, respectively, 0 or 1 is preferable and 0 is preferable.
Lが式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基である場合、Lは、式(L−1)、式(L−2)、式(L−3)、式(L−9)、式(L−10)、式(L−11)のいずれかで表される連結基が好ましく、式(L−1)、式(L−9)、式(L−10)及び式(L−11)のいずれかで表される連結基がより好ましく、式(L−1)及び式(L−11)のいずれかで表される連結基が更に好ましい。 When L is a linking group represented by any one of formulas (L-1) to (L-12), L represents formula (L-1), formula (L-2), formula (L-3). ), The formula (L-9), the formula (L-10), and the formula (L-11) are preferable, and the linking group represented by the formula (L-1), the formula (L-9), the formula (L L-10) and a linking group represented by formula (L-11) are more preferred, and a linking group represented by any of formula (L-1) and formula (L-11) is more preferred.
Lが、式(L−1)〜(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基である場合、式(L−1)〜(L−12)のいずれかで表される連結基の結合数は、2以上であれば特に限定されず、2〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜6であることが特に好ましい。 When L is a linking group in which two or more linking groups represented by any of formulas (L-1) to (L-12) are bonded, any of formulas (L-1) to (L-12) The number of bonds of the linking group represented by the formula is not particularly limited as long as it is 2 or more, preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 2 to 6. .
上記各式で表される連結基が2つ以上結合した連結基としては、特に限定されず、後述する例示化合物又は実施例で用いた化合物が有する連結基が挙げられる。中でも、式(L−1)、式(L−4)、式(L−5)及び式(L−7)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基が好ましく、式(L−1)、式(L−4)、式(L−5)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基がより好ましく、式(L−1)及び式(L−4)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基が特に好ましい。
例えば、式(L−4)で表される連結基1つと式(L−7)で表される連結基1つとが結合した連結基として、**−C(=O)−O−*、又は、**−O−C(=O)−*が挙げられる。また、式(L−6)で表される連結基1つと式(L−7)で表される連結基1つとが結合した連結基として、**−C(=O)−NRZ1−*、又は、**−NRZ1−C(=O)−*が挙げられる。ここで、*、**及びRZ1は上記の通りである。
また、上記A環又はB環に結合する、式(L−1)で表される連結基を複数(例えば2〜5個)有するもの(アルキレン基)も好ましい。
The linking group in which two or more linking groups represented by the above formulas are bonded is not particularly limited, and examples thereof include the linking groups of the exemplified compounds or the compounds used in the examples described later. Among them, a linking group in which two or more linking groups represented by any one of formula (L-1), formula (L-4), formula (L-5) and formula (L-7) are bonded is preferable. A linking group in which two or more linking groups represented by any one of (L-1), formula (L-4), and formula (L-5) are bonded is more preferred. Formula (L-1) and formula (L -4) is particularly preferably a linking group in which two or more linking groups represented by any one are bonded.
For example, as a linking group in which one linking group represented by the formula (L-4) and one linking group represented by the formula (L-7) are bonded, **-C (= O) -O- *, Or **-OC (= O)-* is mentioned. In addition, as a linking group in which one linking group represented by the formula (L-6) and one linking group represented by the formula (L-7) are bonded, **-C (═O) —NR Z1 — * Or **- NRZ1- C (= O)-*. Here, *, ** and R Z1 are as described above.
Moreover, the thing (alkylene group) which has two or more (for example, 2-5 pieces) the coupling groups represented by Formula (L-1) couple | bonded with the said A ring or B ring is also preferable.
Lとしては、式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基、又は、式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基が好ましい。 L is a linking group represented by any one of formulas (L-1) to (L-12) or a linking group represented by any of formulas (L-1) to (L-12). A linking group in which two or more groups are bonded is preferred.
上記式(Z)において、RZは、アルキル基、ハロアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、又は、トリアルキルシリル基を示す。これらの中でも、RZはアルキル基であることが好ましい。 In the above formula (Z), R Z represents an alkyl group, a haloalkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or tri An alkylsilyl group is shown. Among these, RZ is preferably an alkyl group.
RZとして採りうるアルキル基は、直鎖、分岐及び環状のいずれであってもよく、直鎖アルキル基であることが好ましい。
本発明において、上記式(Z)で表される基として、置換又は無置換のアルキル基(炭素数n個)のみが存在する場合、式(L−1)で表される基(Lに相当)1個と、炭素数(n−1)のアルキル基(RZに相当)とが結合した基として、解釈する。具体的には、n−オクチル基の場合、Lとして式(L−1)中のRZ1がいずれも水素原子であるメチレン基1個と、RZとしてn−ヘプチル基とが結合した基と解釈する。
The alkyl group that can be used as R Z may be linear, branched, or cyclic, and is preferably a linear alkyl group.
In the present invention, when only a substituted or unsubstituted alkyl group (n carbon atoms) is present as the group represented by the above formula (Z), the group represented by the formula (L-1) (corresponding to L) ) and one, alkyl group (corresponding to R Z) and are bonded group of carbon number (n-1), to interpret. Specifically, in the case of an n-octyl group, a group in which one methylene group in which R Z1 in formula (L-1) is a hydrogen atom as L and an n-heptyl group as R Z are bonded to each other; Interpret.
式(Z)で表される基にアルキル基が含まれる場合、L及びRZ中のアルキル基の合計炭素数が4個以上であるとキャリア移動度が高くなる。L及びRZ中のアルキル基の合計炭素数の上限は、特に限定されないが、例えば20個とすることができる。 When the group represented by the formula (Z) includes an alkyl group, the carrier mobility is increased when the total number of carbon atoms of the alkyl group in L and R Z is 4 or more. The total maximum number of carbon atoms of the alkyl group in L and R Z is not particularly limited and may be, for example, twenty.
RZとして採りうるアルキル基の好ましい炭素数は、上記各式で表される連結基によって、次のように定まる。 The preferred number of carbon atoms of the alkyl group that can be taken as R Z is determined as follows depending on the linking group represented by the above formulas.
Lが式(L−1)で表される連結基である場合、RZとして採りうるアルキル基は、置換アルキル基でも無置換アルキル基でもよく、炭素数は2以上であることが好ましく、炭素数2〜15であることがより好ましく、炭素数3〜10であることがキャリア移動度を高める観点から更に好ましい。 When L is a linking group represented by the formula (L-1), the alkyl group that can be taken as R Z may be a substituted alkyl group or an unsubstituted alkyl group, and preferably has 2 or more carbon atoms, The number is preferably 2 to 15, and more preferably 3 to 10 from the viewpoint of increasing the carrier mobility.
Lが式(L−2)又は式(L−3)で表される連結基である場合、RZとして採りうるアルキル基は、置換アルキル基でも無置換アルキル基でもよく、炭素数は2以上であることが好ましく、炭素数2〜12がより好ましく、キャリア移動度を高める観点から、炭素数3〜10が更に好ましく、炭素数4〜9が特に好ましい。 When L is a linking group represented by formula (L-2) or formula (L-3), the alkyl group that can be taken as R Z may be a substituted alkyl group or an unsubstituted alkyl group, and the number of carbon atoms is 2 or more. The number of carbon atoms is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 12, and further preferably 3 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 4 to 9 carbon atoms from the viewpoint of increasing carrier mobility.
Lが式(L−4)〜式(L−12)で表される連結基である場合、RZとして採りうるアルキル基は、置換アルキル基でも無置換アルキル基でもよく、炭素数は1〜15が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜7がキャリア移動度を高める観点から更に好ましい。 When L is a linking group represented by the formula (L-4) to the formula (L-12), the alkyl group that can be taken as R Z may be a substituted alkyl group or an unsubstituted alkyl group, and the number of carbon atoms is 1 to 1. 15 is preferable, 1 to 10 carbon atoms are more preferable, and 1 to 7 carbon atoms are further preferable from the viewpoint of increasing carrier mobility.
Lが2以上の式(L−1)〜(L−12)のいずれかで表される2価の連結基が結合した連結基を示す場合、上記のRZとして採りうる、置換若しくは無置換のアルキル基の炭素数の好ましい範囲は、RZに隣接する式(L−1)〜(L−12)の種類によって、上記のように定まる。 When showing the L 2 or of the formula (L-1) ~ 2 divalent linking group linking group is attached, which is represented by any one of (L-12), it can take as above R Z, a substituted or unsubstituted the preferred range of number of carbon atoms in the alkyl group is, depending on the type of expression which is adjacent to R Z (L-1) ~ (L-12), determined as described above.
RZとして採りうるハロアルキル基は、RZとして採りうる上記アルキル基が有する水素原子がハロゲン原子で置換されたアルキル基である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
ハロアルキル基において、ハロゲン原子で置換される水素原子数は、特に限定されない。例えば、アルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基が挙げられる。
The haloalkyl group that can be taken as R Z is an alkyl group in which the hydrogen atom of the alkyl group that can be taken as R Z is substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
In the haloalkyl group, the number of hydrogen atoms substituted with a halogen atom is not particularly limited. For example, a perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms can be mentioned.
RZとして採りうるアリール基としては、特に限定されないが、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が挙げられ、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6の芳香族炭化水素基がより好ましい。アリール基としては、単環の基であっても、2環以上の縮環の基であってもよい。
アリール基としては、ベンゼン環基、ナフタレン環基、又は、3環以上の環が縮合した芳香族炭化水素(例えばフルオレン環)から1つの水素原子を取り除いた基が更に好ましい。3環以上の環が縮合した芳香族炭化水素において、縮合する環の数は、3個以上であれば特に限定されないが、例えば、3〜6個が好ましい。3環以上の環が縮合した芳香族炭化水素から水素原子を1つ取り除いた基としては、例えば、フルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、クリセン環若しくはピレン環から水素原子を1つ取り除いた基が挙げられる。
アリール基としては、キャリア移動度がより優れたものになるという観点から、ベンゼン環基、又は、ナフタレン環基であることが好ましく、ベンゼン環基であることが好ましい。
The aryl group can take as R Z, but are not limited to, include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, 6 aromatic carbon A hydrocarbon group is more preferred. The aryl group may be a monocyclic group or a condensed group of two or more rings.
As the aryl group, a benzene ring group, a naphthalene ring group, or a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon (for example, a fluorene ring) in which three or more rings are condensed is more preferable. In the aromatic hydrocarbon in which 3 or more rings are condensed, the number of condensed rings is not particularly limited as long as it is 3 or more, but for example, 3 to 6 is preferable. Examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon in which three or more rings are condensed include a group obtained by removing one hydrogen atom from a fluorene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, chrysene ring or pyrene ring. Can be mentioned.
The aryl group is preferably a benzene ring group or a naphthalene ring group, and more preferably a benzene ring group, from the viewpoint of better carrier mobility.
RZとして採りうるヘテロアリール基としては、環構成原子として、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を少なくとも1つ有する環基が挙げられる。このヘテロアリール基は、単環の基であっても、2環以上の縮環の基であってもよい。単環の基である場合、その環員数は5〜7員が好ましい。
ヘテロアリール基を形成する芳香族複素環としては、例えば、ピロール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、ピリジン環若しくはトリアジン環等の単環が挙げられる。また、これらの単環うち少なくとも2個の単環を組み合わせた縮合環、又は、少なくとも1個の上記単環と、少なくとも1つのベンゼン環若しくはシクロペンタジエン環との縮合環等が挙げられる。縮合環において、組み合わされる環の数は、2個以上であれば特に限定されないが、例えば、2〜6個が好ましい。
ヘテロアリール基としては、中でも、チオフェン環基、フラン環基が好ましい。
Examples of the heteroaryl group that can be adopted as R Z include a ring group having at least one nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, or selenium atom as a ring-constituting atom. This heteroaryl group may be a monocyclic group or a condensed group of two or more rings. When it is a monocyclic group, the number of ring members is preferably 5 to 7 members.
Examples of the aromatic heterocyclic ring forming the heteroaryl group include a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, a selenophene ring, an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a triazole ring, a thiadiazole ring, a pyridine ring or a triazine ring. A ring is mentioned. Moreover, the condensed ring which combined at least 2 single ring among these single rings, or the condensed ring of at least 1 said single ring and at least 1 benzene ring or a cyclopentadiene ring etc. are mentioned. In the condensed ring, the number of rings to be combined is not particularly limited as long as it is 2 or more, but for example, 2 to 6 is preferable.
As the heteroaryl group, among them, a thiophene ring group and a furan ring group are preferable.
RZとして採りうるシロキサン基としては、(RSi)3Si−O−基が挙げられる。RSiは水素原子又は置換基であり、置換基としてはアルキル基(好ましくは炭素数1〜3)が好ましい。3個のRSiのうち置換基の数は、特に限定されず、0〜3個であればよいが、3個とも置換基であることが好ましい。3個のRSiは互いに同一でも異なっていてもよい。 Examples of the siloxane group that can be used as R Z include (R Si ) 3 Si—O— group. R Si is a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is preferably an alkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms). The number of substituents among the three R Si is not particularly limited and may be 0 to 3, but it is preferable that all three are substituents. Three R Si may be the same as or different from each other.
RZとして採りうる、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基としては、ケイ素原子を1個有するシロキサン単位が2個以上結合した基が挙げられる。オリゴシロキサン基としては、シロキサン単位の繰り返し数が2〜4であることが好ましく、2又は3であることが更に好ましい。また、ケイ素原子には、水素原子又はアルキル基が結合することが好ましい。ケイ素原子にアルキル基が結合する場合、アルキル基の炭素数は1〜3であることが好ましく、例えば、メチル基又はエチル基が結合することが好ましい。ケイ素原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基又は水素原子が結合してもよい。また、オリゴシロキサン基を構成するシロキサン単位のうち末端のシロキサン単位以外はすべて同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。 Examples of the oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms that can be adopted as R Z include groups in which two or more siloxane units having one silicon atom are bonded. The oligosiloxane group preferably has 2 to 4 repeating siloxane units, and more preferably 2 or 3. In addition, a hydrogen atom or an alkyl group is preferably bonded to the silicon atom. When an alkyl group is bonded to a silicon atom, the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, and for example, a methyl group or an ethyl group is preferably bonded. The same alkyl group may be bonded to the silicon atom, or a different alkyl group or a hydrogen atom may be bonded thereto. Further, among the siloxane units constituting the oligosiloxane group, all but the terminal siloxane unit may be the same or different, but it is preferable that they are all the same.
RZとして採りうるトリアルキルシリル基としては、例えば、ケイ素原子に置換又は無置換のアルキル基が3個結合した基が挙げられる。ケイ素原子に結合するアルキル基の炭素数は、1〜3であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基又はイソプロピル基が挙げられる。ケイ素原子に結合するアルキル基は、同一のアルキル基でも、異なるアルキル基でもよい。 Examples of the trialkylsilyl group that can be adopted as R Z include a group in which three substituted or unsubstituted alkyl groups are bonded to a silicon atom. It is preferable that carbon number of the alkyl group couple | bonded with a silicon atom is 1-3, for example, a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group is mentioned. The alkyl groups bonded to the silicon atom may be the same alkyl group or different alkyl groups.
RZは、置換基を有していてもよい。この場合、置換基としては、特に限定されず、例えば、上記置換群GZから選択される基が挙げられる。 R Z may have a substituent. In this case, the substituent is not particularly limited, and examples thereof include groups selected from the substituent group G Z.
本発明において、R1及びR2としては、Lが式(L−1)、式(L−9)、式(L−10)及び式(L−11)のいずれかで表される連結基、又は式(L−1)、式(L−4)、式(L−5)及び式(L−7)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基であり、RZがアルキル基である基が好ましい。 In the present invention, as R 1 and R 2 , L is a linking group represented by any one of formula (L-1), formula (L-9), formula (L-10), and formula (L-11). Or a linking group in which two or more linking groups represented by any one of formula (L-1), formula (L-4), formula (L-5) and formula (L-7) are bonded, and R A group in which Z is an alkyl group is preferred.
環A又は環BがR1又はR2を有する場合、各環において、R1又はR2が結合する位置(環構成原子)は、特に限定されない。例えば、環A及び環Bが単環の芳香族複素環である場合、各環の環構成ヘテロ原子(1位)に対して2位又は3位が挙げられ、2位が好ましい。環A及び環Bが縮合環の芳香族複素環である場合、隣接する、式(1)中のベンゼン環と縮環してない環において、環構成ヘテロ原子(1位)に対して2位又は3位が挙げられ、2位が好ましい。 When ring A or ring B has R 1 or R 2 , the position (ring member atom) to which R 1 or R 2 is bonded in each ring is not particularly limited. For example, when the ring A and the ring B are monocyclic aromatic heterocycles, the 2-position or the 3-position may be mentioned with respect to the ring-constituting hetero atom (1-position) of each ring, and the 2-position is preferred. In the case where Ring A and Ring B are condensed aromatic heterocycles, in the adjacent ring that is not condensed with the benzene ring in Formula (1), position 2 with respect to the ring-constituting heteroatom (position 1) Or the 3rd position is mentioned and the 2nd position is preferred.
式(1)において、p及びqは、それぞれ、0〜2の整数であり、0又は1が好ましく、1がより好ましく、いずれも、1であることが特に好ましい。ただし、pとqとの合計(p+q)は、1以上の整数であり、1〜2が好ましく、2がより好ましい。 In the formula (1), p and q are each an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1, more preferably 1, and particularly preferably 1. However, the sum (p + q) of p and q is an integer of 1 or more, preferably 1 to 2, and more preferably 2.
式(1)において、R3及びR4は、それぞれ、置換基を示す。R3及びR4として採りうる置換基としては、特に限定されないが、上述の置換基群GZから選択される基が挙げられる。中でも、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基が好ましく、フッ素原子、炭素数1〜3のアルキル基、又は、フェニル基がより好ましい。 In the formula (1), R 3 and R 4 each represent a substituent. The substituents can take as R 3 and R 4, but are not limited to, groups selected from the aforementioned substituent group G Z. Especially, a halogen atom, an alkyl group, or an aryl group is preferable, and a fluorine atom, a C1-C3 alkyl group, or a phenyl group is more preferable.
r及びsは、それぞれ、0〜2の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましく、いずれも0であることが特に好ましい。 r and s are each an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1, more preferably 0, and particularly preferably 0.
式(1)で表される化合物は、下記式(2−1)又は式(2−2)で表される化合物が好ましい。 The compound represented by the formula (1) is preferably a compound represented by the following formula (2-1) or the formula (2-2).
式(2−1)又は式(2−2)中、Xは、それぞれ、酸素原子、硫黄原子、セレン原子又はNR21を示し、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、硫黄原子がより好ましい。ここで、R21は水素原子又は置換基を示す。R21として採りうる置換基としては、特に限定されず、RY1及びRY2として採りうる置換基と同義であり、好ましい範囲も同じである。R21は水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
式(2−1)又は式(2−2)におけるY1、R1〜R4及びp〜sは、それぞれ、上記式(1)におけるY1、R1〜R4及びp〜sと同義であり、好ましい範囲も同じである。
In formula (2-1) or formula (2-2), X represents an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom or NR 21 , respectively, preferably an oxygen atom or a sulfur atom, and more preferably a sulfur atom. Here, R 21 represents a hydrogen atom or a substituent. The substituent that can be employed as R 21 is not particularly limited, and is the same as the substituent that can be employed as R Y1 and R Y2 , and the preferred range is also the same. R 21 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
Formula (2-1) or Y 1, R 1 ~R 4 and p~s in Formula (2-2), respectively, Y 1 in the formula (1), R 1 to R 4 and p~s synonymous The preferred range is also the same.
式(2−1)及び式(2−2)で表される化合物は、それぞれ、下記式(3−1)及び式(3−2)で表される化合物であることが好ましい。 The compounds represented by the formula (2-1) and the formula (2-2) are preferably compounds represented by the following formula (3-1) and the formula (3-2), respectively.
式(3−1)及び式(3−2)中、R31及びR32は、それぞれ、水素原子又は置換基を示す。R31及びR32として採りうる置換基としては、特に限定されず、RY1及びRY2として採りうる置換基と同義であり、好ましい範囲も同じである。R31及びR32はいずれもアルキル基であることが好ましい。
Xは、それぞれ、酸素原子又は硫黄原子を示し、硫黄原子が好ましい。
式(3−1)及び式(3−2)におけるR1及びR2は、それぞれ、上記式(1)のR1及びR2と同義であり、好ましい範囲も同じである。
In formula (3-1) and formula (3-2), R 31 and R 32 each represent a hydrogen atom or a substituent. The substituent that can be employed as R 31 and R 32 is not particularly limited, and is the same as the substituent that can be employed as R Y1 and R Y2 , and the preferred range is also the same. R 31 and R 32 are preferably both alkyl groups.
X represents an oxygen atom or a sulfur atom, respectively, and a sulfur atom is preferable.
R 1 and R 2 in the formula (3-1) and (3-2), respectively, have the same meanings as R 1 and R 2 in the formula (1), and the preferred range is also the same.
式(1)で表される化合物は、分子量が3000以下であることが好ましく、2000以下であることがより好ましく、1000以下であることが更に好ましく、850以下であることが特に好ましい。分子量を上記上限値以下とすることにより、溶媒への溶解性を高めることができるため好ましい。
一方で、有機半導体膜の膜質安定性の観点からは、分子量は300以上であることが好ましく、400以上であることがより好ましい。
The compound represented by the formula (1) preferably has a molecular weight of 3000 or less, more preferably 2000 or less, still more preferably 1000 or less, and particularly preferably 850 or less. It is preferable to make the molecular weight not more than the above upper limit value because the solubility in a solvent can be increased.
On the other hand, from the viewpoint of film quality stability of the organic semiconductor film, the molecular weight is preferably 300 or more, and more preferably 400 or more.
式(1)で表される化合物の合成方法は、特に限定されず、通常の方法を参照して、合成することができる。例えば、縮合多環芳香環化合物(フルオレン骨格のベンゼン環それぞれに芳香族複素環を更に縮合させた環)に対して、遷移金属触媒を用いたカップリング反応により、置換基(R1及びR2)を導入する方法等が挙げられる。 A method for synthesizing the compound represented by the formula (1) is not particularly limited, and the compound can be synthesized with reference to a usual method. For example, a substituent (R 1 and R 2 ) is obtained by a coupling reaction using a transition metal catalyst on a condensed polycyclic aromatic ring compound (a ring obtained by further condensing an aromatic heterocycle with each benzene ring of the fluorene skeleton). ) And the like.
上記式(1)で表される化合物の具体例を以下及び実施例に示すが、本発明はこれらに限定されない。以下に示す化合物において、アルキル基は直鎖アルキル基又は分岐アルキル基であり、直鎖アルキル基が好ましい。 Specific examples of the compound represented by the above formula (1) are shown below and in the Examples, but the present invention is not limited thereto. In the compounds shown below, the alkyl group is a linear alkyl group or a branched alkyl group, and a linear alkyl group is preferred.
[有機半導体組成物]
次に、本発明の有機半導体組成物について、説明する。
この有機半導体組成物は、上述の、式(1)で表される化合物と溶媒とを含有し、本発明の有機半導体膜の形成に好ましく用いられる。
[Organic semiconductor composition]
Next, the organic semiconductor composition of the present invention will be described.
This organic semiconductor composition contains the compound represented by the above formula (1) and a solvent, and is preferably used for forming the organic semiconductor film of the present invention.
<式(1)で表される化合物>
式(1)で表される化合物は、上述の通りであり、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
有機半導体組成物の、化合物の含有率は、特に限定されず、例えば、後述する溶媒を除いた固形分中の含有率で表すことができる。固形分中の含有率としては、例えば、後述する有機半導体膜中の化合物の含有率と同じ範囲にすることが好ましい。
<Compound represented by Formula (1)>
The compound represented by Formula (1) is as above-mentioned, may be used individually by 1 type, and may be used together 2 or more types.
The compound content of the organic semiconductor composition is not particularly limited, and can be represented, for example, by the content in a solid content excluding the solvent described below. As a content rate in solid content, it is preferable to set it as the same range as the content rate of the compound in the organic-semiconductor film mentioned later, for example.
<溶媒>
溶媒は、上述の化合物を溶解又は分散させるものであれば特に限定されず、無機溶媒又は有機溶媒が挙げられる。中でも、有機溶媒が好ましい。溶媒は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Solvent>
A solvent will not be specifically limited if the above-mentioned compound is dissolved or disperse | distributed, An inorganic solvent or an organic solvent is mentioned. Among these, an organic solvent is preferable. A solvent may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
有機溶媒としては、特に限定されないが、ヘキサン、オクタン若しくはデカン等の炭化水素溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、デカリン、1−メチルナフタレン、テトラリン若しくはアニソール等の芳香族炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン若しくはシクロヘキサノン等のケトン溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン若しくはクロロトルエン等のハロゲン化炭化水素溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル若しくは乳酸エチル等のエステル溶媒、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ若しくはエチレングリコール等のアルコール溶媒、ブトキシベンゼン、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン若しくはジオキサン等のエーテル溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド若しくはN,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒、1−メチル−2−ピロリドン若しくは1−メチル−2−イミダゾリジノン等のイミド溶媒、ジメチルスルホキサイド等のスルホキシド溶媒、又は、アセトニトリル等のニトリル溶媒等が挙げられる。 The organic solvent is not particularly limited, but is a hydrocarbon solvent such as hexane, octane or decane, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, decalin, 1-methylnaphthalene, tetralin or anisole, acetone, methyl ethyl ketone. Ketone solvents such as methyl isobutyl ketone or cyclohexanone, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene or chlorotoluene, ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate or Ester solvent such as ethyl lactate, methanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl celloso Alcohol solvent such as butyl, ethyl cellosolve or ethylene glycol, ether solvent such as butoxybenzene, dibutyl ether, tetrahydrofuran or dioxane, amide solvent such as N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2- Examples thereof include imide solvents such as pyrrolidone and 1-methyl-2-imidazolidinone, sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide, and nitrile solvents such as acetonitrile.
有機半導体組成物中の、溶媒の含有率は、90〜99.99質量%であることが好ましく、95〜99.99質量%であることがより好ましく、96〜99.95質量%であることが更に好ましい。 The content of the solvent in the organic semiconductor composition is preferably 90 to 99.99% by mass, more preferably 95 to 99.99% by mass, and 96 to 99.95% by mass. Is more preferable.
<その他の成分>
本発明の有機半導体組成物は、本発明の化合物及び溶媒以外の成分を含有してもよい。
このような成分として、バインダーポリマー、又は、各種の添加剤等が挙げられる。
(バインダーポリマー)
本発明の有機半導体組成物は、バインダーポリマーを含有してもよい。バインダーポリマーの種類は、有機半導体組成物に通常用いられるバインダーポリマーを特に制限されることなく、用いることができる。
このようなバインダーポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリビニルシンナメート、ポリ(4−ジビニルベンゼン)、ポリ(4−ビニルフェノール)、ポリ(4−メチルスチレン)、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン若しくはポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、及び、これらの共重合体、ポリシラン、ポリカルバゾール、ポリアリールアミン、ポリフルオレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセン若しくはポリヘテロアセンなどの半導体ポリマー、及び、これらの共重合体、ゴム、又は、熱可塑性エラストマーを挙げることができる。
中でも、バインダーポリマーとしては、ベンゼン環を有する高分子化合物(ベンゼン環基を有する繰り返し単位を有する高分子)が好ましい。ベンゼン環基を有する繰り返し単位の含有量は特に制限されないが、全繰り返し単位中、50モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましく、90モル%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、100モル%が挙げられる。
バインダーポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、1,000〜1,000万が好ましく、3,000〜500万がより好ましく、5,000〜300万が更に好ましい。
有機半導体組成物の、バインダーポリマーの含有率は、特に限定されず、例えば、固形分中の含有率としては、後述する有機半導体膜中の、バインダーポリマーの含有率と同じ範囲にすることが好ましい。バインダーポリマーの含有率が上記範囲内にある有機半導体組成物を用いて有機薄膜トランジスタ素子の有機半導体膜を形成すると、有機薄膜トランジスタ素子のキャリア移動度及び耐熱性が更に向上する。
<Other ingredients>
The organic semiconductor composition of the present invention may contain components other than the compound of the present invention and a solvent.
Examples of such a component include a binder polymer or various additives.
(Binder polymer)
The organic semiconductor composition of the present invention may contain a binder polymer. The kind of binder polymer can use the binder polymer normally used for the organic-semiconductor composition, without being restrict | limited especially.
Examples of such a binder polymer include polystyrene, poly (α-methylstyrene), polyvinyl cinnamate, poly (4-divinylbenzene), poly (4-vinylphenol), poly (4-methylstyrene), polycarbonate, Insulating polymers such as polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polysiloxane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, cellulose, polyethylene or polypropylene, and copolymers thereof, polysilane, polycarbazole, poly Semiconductor polymers such as arylamine, polyfluorene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene vinylene, polyacene or polyheteroacene, and these Copolymers, rubbers, or, may be mentioned thermoplastic elastomers.
Among these, as the binder polymer, a polymer compound having a benzene ring (a polymer having a repeating unit having a benzene ring group) is preferable. Although content in particular of the repeating unit which has a benzene ring group is not restrict | limited, 50 mol% or more is preferable in all the repeating units, 70 mol% or more is more preferable, 90 mol% or more is still more preferable. The upper limit is not particularly limited, but 100 mol% can be mentioned.
Although the weight average molecular weight of a binder polymer is not specifically limited, 1,000-10,000,000 are preferable, 3,000-5 million are more preferable, 5,000-3 million are still more preferable.
The content of the binder polymer in the organic semiconductor composition is not particularly limited. For example, the content in the solid content is preferably in the same range as the content of the binder polymer in the organic semiconductor film described later. . When an organic semiconductor film of an organic thin film transistor element is formed using an organic semiconductor composition having a binder polymer content within the above range, the carrier mobility and heat resistance of the organic thin film transistor element are further improved.
(添加剤)
添加剤としては、有機半導体組成物に通常用いられるものを特に制限されることなく、用いることができる。
有機半導体組成物の、添加剤の含有率は、特に限定されず、例えば、固形分中の含有率としては、後述する有機半導体膜中の、添加剤の含有率と同じ範囲にすることが好ましい。上記範囲であると、膜形成性に優れる。例えば、添加剤の含有率が上記範囲内にある有機半導体組成物を用いて有機薄膜トランジスタ素子の有機半導体膜を形成すると、膜形成性に優れ、有機薄膜トランジスタ素子のキャリア移動度及び耐熱性がより向上する。
(Additive)
As an additive, what is normally used for an organic-semiconductor composition can be used, without being restrict | limited especially.
The content of the additive in the organic semiconductor composition is not particularly limited. For example, the content in the solid content is preferably in the same range as the content of the additive in the organic semiconductor film described later. . It is excellent in film forming property as it is the said range. For example, when an organic semiconductor film of an organic thin film transistor element is formed using an organic semiconductor composition having an additive content within the above range, the film forming property is excellent, and the carrier mobility and heat resistance of the organic thin film transistor element are further improved. To do.
<調製方法>
有機半導体組成物の調製方法としては、特に制限されず、通常の調製方法を採用できる。例えば、溶媒に所定量の各成分を添加して、適宜攪拌処理することにより、本発明の有機半導体組成物を調製することができる。
<Preparation method>
The method for preparing the organic semiconductor composition is not particularly limited, and a normal preparation method can be adopted. For example, the organic semiconductor composition of the present invention can be prepared by adding a predetermined amount of each component to a solvent and appropriately stirring.
[有機半導体膜]
本発明の有機半導体膜について、説明する。
本発明の有機半導体膜は、上述の、本発明の化合物を含有し、上記バインダーポリマー又は添加剤を含有していてもよい。本発明の化合物、バインダーポリマー及び添加剤については上述した通りである。
[Organic semiconductor film]
The organic semiconductor film of the present invention will be described.
The organic semiconductor film of the present invention contains the above-described compound of the present invention, and may contain the above binder polymer or additive. The compound, binder polymer and additive of the present invention are as described above.
本発明の有機半導体膜に含有される、本発明の化合物は、1種でもよく、2種以上でもよい。
有機半導体膜中の、化合物の含有率は、特に限定されず適宜に設定できる。例えば、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。その上限は、100質量%とすることができ、例えば、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることが更に好ましい。
The compound of the present invention contained in the organic semiconductor film of the present invention may be one kind or two or more kinds.
The content of the compound in the organic semiconductor film is not particularly limited and can be set as appropriate. For example, it is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and further preferably 50% by mass or more. The upper limit can be 100 mass%, for example, it is preferable that it is 90 mass% or less, and it is still more preferable that it is 80 mass% or less.
バインダーポリマーは、1種を含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。
有機半導体膜中の、バインダーポリマーの含有率は、特に限定されず適宜に設定できる。例えば、90質量%以下が好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが更に好ましい。その下限は、0質量%以上とすることができ、例えば、1質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが更に好ましい。
添加剤は、1種を含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。
有機半導体膜中の、添加剤の含有率は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。
The binder polymer may contain 1 type, and may contain 2 or more types.
The content rate of the binder polymer in the organic semiconductor film is not particularly limited and can be appropriately set. For example, 90 mass% or less is preferable, 75 mass% or less is more preferable, and 50 mass% or less is still more preferable. The lower limit can be set to 0% by mass or more, for example, preferably 1% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more.
The additive may contain 1 type, and may contain 2 or more types.
The content of the additive in the organic semiconductor film is preferably 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
有機半導体膜の膜厚は、適用される有機半導体素子に応じて一義的に決定することができない。例えば、有機薄膜トランジスタ素子に適用する場合、有機半導体膜の膜厚は、10〜500nmが好ましく、20〜200nmがより好ましい。 The film thickness of the organic semiconductor film cannot be uniquely determined according to the applied organic semiconductor element. For example, when applied to an organic thin film transistor element, the thickness of the organic semiconductor film is preferably 10 to 500 nm, and more preferably 20 to 200 nm.
この有機半導体膜は、上述の、本発明の有機半導体組成物を用いて後述する方法により、形成されることが好ましい。
本発明の有機半導体膜は、有機半導体素子に好ましく適用され、より好ましくは有機薄膜トランジスタ素子に適用される。
This organic semiconductor film is preferably formed by the method described later using the above-described organic semiconductor composition of the present invention.
The organic semiconductor film of the present invention is preferably applied to an organic semiconductor element, and more preferably applied to an organic thin film transistor element.
[有機半導体素子]
本発明の有機半導体素子は、本発明の有機半導体膜を備えている。
本発明の有機半導体素子としては、特に限定されないが、非発光性の有機半導体デバイスとして好ましく用いられる。非発光性の有機半導体デバイスとしては、発光することを目的としないデバイスであればよく、例えば、有機薄膜トランジスタ素子、有機光電変換素子(光センサ用途の個体撮像素子又はエネルギー変換用途の太陽電池等)、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバーター、情報記録素子等が挙げられる。非発光性の有機半導体デバイスは、有機半導体膜をエレクトロニクス要素として機能させることが好ましい。
[Organic semiconductor devices]
The organic semiconductor element of the present invention includes the organic semiconductor film of the present invention.
Although it does not specifically limit as an organic-semiconductor element of this invention, It uses preferably as a nonluminous organic-semiconductor device. The non-light-emitting organic semiconductor device may be any device that does not aim to emit light. For example, an organic thin film transistor element, an organic photoelectric conversion element (an individual imaging element for photosensor use or a solar cell for energy conversion use). , Gas sensors, organic rectifying elements, organic inverters, information recording elements and the like. In a non-light-emitting organic semiconductor device, it is preferable that an organic semiconductor film functions as an electronic element.
<有機薄膜トランジスタ素子>
本発明の有機半導体膜の好ましい適用態様の一つとして、有機薄膜トランジスタ素子に適用した態様について説明するが、本発明の半導体素子はこれに限定されるものではない。
<Organic thin-film transistor element>
As one preferred application mode of the organic semiconductor film of the present invention, an embodiment applied to an organic thin film transistor element will be described, but the semiconductor element of the present invention is not limited to this.
本発明の有機薄膜トランジスタ素子(有機TFT素子ともいう)は、上述した本発明の有機半導体膜(有機半導体層)を有し、更に、ソース電極と、ドレイン電極と、ゲート電極と、を有することができる。
本発明の有機TFT素子は、基板上に、ゲート電極と、有機半導体層と、ゲート電極及び有機半導体層の間に設けられたゲート絶縁層と、有機半導体層に接して設けられ、有機半導体層を介して連結されたソース電極及びドレイン電極とを有する。この有機TFT素子においては、有機半導体層とゲート絶縁層が隣接して設けられる。
本発明の有機薄膜トランジスタ素子は、上記各層を備えていればその構造については特に限定されない。例えば、ボトムコンタクト型(ボトムゲート−ボトムコンタクト型及びトップゲート−ボトムコンタクト型)、又は、トップコンタクト型(ボトムゲート−トップコンタクト型及びトップゲート−トップコンタクト型)などのいずれの構造を有していてもよい。
以下、本発明の有機薄膜トランジスタ素子の一例について、図面を参照して説明する。
The organic thin film transistor element (also referred to as organic TFT element) of the present invention has the above-described organic semiconductor film (organic semiconductor layer) of the present invention, and further includes a source electrode, a drain electrode, and a gate electrode. it can.
The organic TFT element of the present invention is provided on a substrate in contact with an organic semiconductor layer, a gate electrode, an organic semiconductor layer, a gate insulating layer provided between the gate electrode and the organic semiconductor layer, and an organic semiconductor layer. And a source electrode and a drain electrode which are connected via each other. In this organic TFT element, an organic semiconductor layer and a gate insulating layer are provided adjacent to each other.
If the organic thin-film transistor element of this invention is provided with said each layer, it will not specifically limit about the structure. For example, it has any structure such as bottom contact type (bottom gate-bottom contact type and top gate-bottom contact type) or top contact type (bottom gate-top contact type and top gate-top contact type). May be.
Hereinafter, an example of the organic thin film transistor element of the present invention will be described with reference to the drawings.
− ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ素子 −
図1は、本発明の半導体素子の一例であるボトムゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタ素子100の断面模式図である。
有機薄膜トランジスタ素子100は、図1に示されるように、基板(基材)10と、ゲート電極20と、ゲート絶縁膜30と、ソース電極40及びドレイン電極42と、有機半導体膜50と、封止層60とを、この順で、有する。
以下、基板(基材)、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜(有機半導体層)及び封止層、並びに、それぞれの作製方法について詳述する。
− Bottom gate-bottom contact organic thin film transistor device −
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a bottom gate-bottom contact type organic thin
As shown in FIG. 1, the organic thin
Hereinafter, the substrate (base material), the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode, the drain electrode, the organic semiconductor film (organic semiconductor layer) and the sealing layer, and the respective production methods will be described in detail.
(基板)
基板は、後述するゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等を支持する役割を果たす。
基板の種類は、特に制限されず、例えば、プラスチック基板、シリコン基板、ガラス基板又はセラミック基板等が挙げられる。中でも、各デバイスへの適用性及びコストの観点から、ガラス基板又はプラスチック基板であることが好ましい。
基板の厚みは、特に限定されないが、例えば、10mm以下であるのが好ましく、2mm以下であるのが更に好ましく、1.5mm以下であるのが特に好ましい。一方、0.01mm以上であるのが好ましく、0.05mm以上であるのが更に好ましい。
(substrate)
The substrate plays a role of supporting a gate electrode, a source electrode, a drain electrode and the like which will be described later.
The kind of board | substrate is not restrict | limited in particular, For example, a plastic substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or a ceramic substrate etc. are mentioned. Among these, a glass substrate or a plastic substrate is preferable from the viewpoint of applicability to each device and cost.
Although the thickness of a board | substrate is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 10 mm or less, it is still more preferable that it is 2 mm or less, and it is especially preferable that it is 1.5 mm or less. On the other hand, it is preferably 0.01 mm or more, and more preferably 0.05 mm or more.
(ゲート電極)
ゲート電極は、有機TFT素子のゲート電極として用いられている通常の電極を特に制限されることなく適用できる。
ゲート電極を形成する材料(電極材料)としては、特に限定されず、例えば、金、銀、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、コバルト、チタン、白金、マグネシウム、カルシウム、バリウム若しくはナトリウム等の金属、InO2、SnO2若しくはインジウム錫酸化物(ITO)等の導電性の酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン若しくはポリジアセチレン等の導電性高分子、シリコン、ゲルマニウム若しくはガリウム砒素等の半導体、又は、フラーレン、カーボンナノチューブ若しくはグラファイト等の炭素材料等が挙げられる。中でも、上記金属が好ましく、銀又はアルミニウムがより好ましい。
ゲート電極の厚みは、特に限定されないが、20〜200nmであることが好ましい。
ゲート電極は、上記基板として機能するものでもよく、この場合、上記基板はなくてもよい。
(Gate electrode)
As the gate electrode, a normal electrode used as the gate electrode of the organic TFT element can be applied without particular limitation.
The material (electrode material) for forming the gate electrode is not particularly limited. For example, gold, silver, aluminum, copper, chromium, nickel, cobalt, titanium, platinum, magnesium, calcium, barium, sodium, or a metal such as InO 2 , conductive oxide such as SnO 2 or indium tin oxide (ITO), conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene or polydiacetylene, semiconductor such as silicon, germanium or gallium arsenide, or fullerene And carbon materials such as carbon nanotubes or graphite. Especially, the said metal is preferable and silver or aluminum is more preferable.
Although the thickness of a gate electrode is not specifically limited, It is preferable that it is 20-200 nm.
The gate electrode may function as the substrate, and in this case, the substrate may not be provided.
ゲート電極を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、基板上に、上述の電極材料を真空蒸着(以下単に、蒸着ともいう)又はスパッタする方法、上述の電極材料を含有する電極形成用組成物を塗布又は印刷する方法等が挙げられる。また、電極をパターニングする場合、パターニング方法としては、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷若しくは凸版印刷(フレキソ印刷)等の印刷法、フォトリソグラフィー法又はマスク蒸着法等が挙げられる。 A method for forming the gate electrode is not particularly limited. For example, a method for vacuum deposition (hereinafter also simply referred to as vapor deposition) or sputtering of the above electrode material on a substrate, or a composition for forming an electrode containing the above electrode material. Examples thereof include a method for applying or printing an object. In the case of patterning the electrode, examples of the patterning method include printing methods such as inkjet printing, screen printing, offset printing or relief printing (flexographic printing), photolithography methods, mask vapor deposition methods, and the like.
(ゲート絶縁膜)
ゲート絶縁層は、絶縁性を有する層であれば特に限定されず、単層であってもよいし、多層であってもよい。
ゲート絶縁膜を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、メラミン樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリベンゾキサゾール、ポリシルセスキオキサン、エポキシ樹脂若しくはフェノール樹脂等のポリマー、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム若しくは酸化チタン等の酸化物、又は、窒化ケイ素等の窒化物等が挙げられる。中でも、有機半導体膜との相性から、上記ポリマーであることが好ましい。
これらの材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
ゲート絶縁膜の膜厚は、特に限定されないが、100〜1000nmであることが好ましい。
(Gate insulation film)
The gate insulating layer is not particularly limited as long as it is an insulating layer, and may be a single layer or a multilayer.
The material for forming the gate insulating film is not particularly limited. For example, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl phenol, melamine resin, polyimide, polycarbonate, polyester, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyurethane, polysulfone, polybenzoxa Examples thereof include polymers such as sol, polysilsesquioxane, epoxy resin or phenol resin, oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide or titanium oxide, or nitrides such as silicon nitride. Among these, the polymer is preferable in view of compatibility with the organic semiconductor film.
These materials may be used alone or in combination of two or more.
Although the film thickness of a gate insulating film is not specifically limited, It is preferable that it is 100-1000 nm.
ゲート絶縁膜を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、ゲート電極が形成された基板上に、上記材料を含有するゲート絶縁膜形成用組成物を塗布する方法、上記材料を蒸着又はスパッタする方法等が挙げられる。 A method for forming the gate insulating film is not particularly limited. For example, a method of applying a composition for forming a gate insulating film containing the above material onto a substrate on which a gate electrode is formed, or vapor deposition or sputtering of the above material. Methods and the like.
(ソース電極及びドレイン電極)
本発明の有機TFT素子において、ソース電極は、配線を通じて外部から電流が流入する電極である。また、ドレイン電極は、配線を通じて外部に電流を送り出す電極である。
ソース電極及びドレイン電極を形成する材料は、上述したゲート電極を形成する電極材料と同じものを用いることができる。中でも、金属が好ましく、銀がより好ましい。
ソース電極及びドレイン電極の厚みは、特に限定されないが、それぞれ、1nm以上が好ましく、10nm以上が特に好ましい。また、500nm以下が好ましく、300nm以下が特に好ましい。
ソース電極とドレイン電極との間の間隔(ゲート長)は、適宜に決定できるが、例えば、200μm以下が好ましく、100μm以下が特に好ましい。また、ゲート幅は、適宜に決定できるが、例えば、5000μm以下が好ましく、1000μm以下が特に好ましい。
ソース電極及びドレイン電極を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、ゲート電極とゲート絶縁膜とが形成された基板上に、電極材料を真空蒸着又はスパッタする方法、電極形成用組成物を塗布又は印刷する方法等が挙げられる。パターニングする場合、パターニングする方法は上述したゲート電極の方法と同じである。
(Source electrode and drain electrode)
In the organic TFT element of the present invention, the source electrode is an electrode through which current flows from the outside through wiring. The drain electrode is an electrode that sends current to the outside through wiring.
The material for forming the source electrode and the drain electrode can be the same as the electrode material for forming the gate electrode described above. Among these, metals are preferable, and silver is more preferable.
Although the thickness of a source electrode and a drain electrode is not specifically limited, 1 nm or more is preferable respectively and 10 nm or more is especially preferable. Moreover, 500 nm or less is preferable and 300 nm or less is especially preferable.
Although the space | interval (gate length) between a source electrode and a drain electrode can be determined suitably, for example, 200 micrometers or less are preferable and 100 micrometers or less are especially preferable. The gate width can be determined as appropriate, but is preferably 5000 μm or less, and particularly preferably 1000 μm or less.
A method for forming the source electrode and the drain electrode is not particularly limited. For example, a method of vacuum-depositing or sputtering an electrode material on a substrate on which a gate electrode and a gate insulating film are formed, and applying an electrode forming composition. Or the method of printing etc. are mentioned. In the case of patterning, the patterning method is the same as the gate electrode method described above.
(有機半導体膜)
有機TFT素子において、有機半導体膜として上述の本発明の有機半導体膜を用いる。
この有機半導体膜は、上述した有機半導体組成物を塗布して形成することができる。具体的には、上述した有機半導体組成物を基板上に塗布して、乾燥させることにより、有機半導体膜を形成することができる。
本発明において、有機半導体組成物を基板上に塗布するとは、有機半導体組成物を基板に直接適用する態様のみならず、基板上に設けられた別の層を介して基板の上方に有機半導体組成物を適用する態様も含むものとする。別の層としては、例えば、ゲート絶縁膜、ソース電極又はドレイン電極が挙げられる。
有機半導体組成物の塗布方法としては、通常の方法を用いることができ、例えば、バーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ドクターブレード法、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法又はスクリーン印刷法が挙げられる。更に、有機半導体組成物の塗布方法としては、特開2013−207085号公報に記載の有機半導体膜の形成方法(いわゆるギャップキャスト法)、国際公開第2014/175351号に記載の有機半導体薄膜の製造方法(いわゆるエッジキャスト法又は連続エッジキャスト法)等も好適に用いられる。
乾燥(乾燥処理)は、有機半導体組成物に含まれる各成分の種類により適宜の条件を選定できる。自然乾燥であってもよいが、生産性を向上させる観点から、加熱処理が好ましい。加熱処理条件は、一義的に決定できないが、例えば、加熱温度としては30〜250℃が好ましく、40〜200℃がより好ましく、50〜150℃が更に好ましく、加熱時間としては10〜300分が好ましく、20〜180分がより好ましい。
(Organic semiconductor film)
In the organic TFT element, the organic semiconductor film of the present invention described above is used as the organic semiconductor film.
This organic semiconductor film can be formed by applying the organic semiconductor composition described above. Specifically, an organic semiconductor film can be formed by applying the organic semiconductor composition described above onto a substrate and drying it.
In the present invention, the application of the organic semiconductor composition on the substrate means not only an embodiment in which the organic semiconductor composition is directly applied to the substrate, but also the organic semiconductor composition above the substrate via another layer provided on the substrate. A mode of applying the object is also included. As another layer, a gate insulating film, a source electrode, or a drain electrode is mentioned, for example.
As a coating method of the organic semiconductor composition, a normal method can be used, for example, a bar coating method, a spin coating method, a knife coating method, a doctor blade method, an ink jet printing method, a flexographic printing method, a gravure printing method, or a screen. The printing method is mentioned. Furthermore, as a coating method of the organic semiconductor composition, a method for forming an organic semiconductor film (so-called gap casting method) described in JP2013-207085A, and a method for manufacturing an organic semiconductor thin film described in International Publication No. 2014/175351 A method (so-called edge casting method or continuous edge casting method) or the like is also preferably used.
Drying (drying process) can select suitable conditions according to the kind of each component contained in an organic-semiconductor composition. Although natural drying may be used, heat treatment is preferable from the viewpoint of improving productivity. Although the heat treatment conditions cannot be uniquely determined, for example, the heating temperature is preferably 30 to 250 ° C, more preferably 40 to 200 ° C, still more preferably 50 to 150 ° C, and the heating time is 10 to 300 minutes. Preferably, 20 to 180 minutes is more preferable.
(封止層)
本発明の有機薄膜トランジスタ素子は、耐久性の観点から、最外層に封止層を備えるのが好ましい。封止層には、有機TFT素子に通常用いられる封止剤(封止層形成用組成物)を用いることができる。
封止層の膜厚は、特に限定されないが、0.2〜10μmであることが好ましい。
(Sealing layer)
The organic thin film transistor element of the present invention preferably includes a sealing layer as the outermost layer from the viewpoint of durability. For the sealing layer, a sealing agent (composition for forming a sealing layer) usually used for organic TFT elements can be used.
Although the film thickness of a sealing layer is not specifically limited, It is preferable that it is 0.2-10 micrometers.
− ボトムゲート−トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ素子 −
図2は、本発明の半導体素子の一例であるボトムゲート−トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタ素子200を表す断面模式図である。
有機薄膜トランジスタ素子200は、図2に示されるように、基板10と、ゲート電極20と、ゲート絶縁膜30と、ソース電極40及びドレイン電極42と、有機半導体膜50と、封止層60とを、この順で、有する。
有機薄膜トランジスタ素子200は、層構成(積層態様)が異なること以外は、有機薄膜トランジスタ素子100を同じである。したがって、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜及び封止層については、上述の、ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ素子におけるものと同じであるので、その説明を省略する。
− Bottom gate − Top contact type organic thin film transistor device −
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a bottom gate-top contact type organic thin
As shown in FIG. 2, the organic thin
The organic thin
本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。 The present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
各例に用いた化合物1〜19を以下に示す。下記化合物において、アルキル基は直鎖アルキル基である。 Compounds 1 to 19 used in each example are shown below. In the following compounds, the alkyl group is a linear alkyl group.
[合成例]
<合成例1:化合物1の合成>
下記スキームに従い、化合物1を合成した。なお、3,6−ジブロモ−9,9−ジメチルフルオレンは、Journal of Material Chemistry,2012,22,p.4383−4390に記載の方法に従い合成し、中間体1は非特許文献1に記載の方法を参考に合成した。
[Synthesis example]
<Synthesis Example 1: Synthesis of Compound 1>
Compound 1 was synthesized according to the following scheme. 3,6-Dibromo-9,9-dimethylfluorene is described in Journal of Material Chemistry, 2012, 22, p. Synthesis was performed according to the method described in 4383-4390, and Intermediate 1 was synthesized with reference to the method described in Non-Patent Document 1.
―中間体2の合成―
窒素雰囲気下、中間体1(2g、6.53mmol)及びテトラヒドロフラン(THF、65mL)を混合し、−90℃に冷却した。これに、リチウムテトラメチルピペリジン(TMPLi、14.0mmol)のテトラヒドロフラン溶液14mLを滴下した後、−90℃で1時間攪拌した。次いで、得られた液に、ジブロモテトラクロロエタン(6.37g、19.6mmol)を20mLのテトラヒドロフランに溶解した溶液を滴下し、更に30分攪拌した。反応溶液を室温(約20℃)まで昇温した後、水を加えて反応をクエンチした後、反応生成物をクロロホルムで抽出した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、ろ過し、濃縮した。得られた粗生成物をトルエン/メタノールで2回再結晶し、中間体2(1.97g、収率65%)を得た。
-Synthesis of Intermediate 2-
Under a nitrogen atmosphere, Intermediate 1 (2 g, 6.53 mmol) and tetrahydrofuran (THF, 65 mL) were mixed and cooled to -90 ° C. To this, 14 mL of a tetrahydrofuran solution of lithium tetramethylpiperidine (TMPLi, 14.0 mmol) was added dropwise, followed by stirring at −90 ° C. for 1 hour. Next, a solution of dibromotetrachloroethane (6.37 g, 19.6 mmol) dissolved in 20 mL of tetrahydrofuran was added dropwise to the obtained liquid, and the mixture was further stirred for 30 minutes. The temperature of the reaction solution was raised to room temperature (about 20 ° C.), water was added to quench the reaction, and the reaction product was extracted with chloroform. The organic phase was dried over sodium sulfate, filtered and concentrated. The obtained crude product was recrystallized twice with toluene / methanol to obtain Intermediate 2 (1.97 g, yield 65%).
―化合物1の合成―
窒素雰囲気下、中間体2(300mg、0.65mmol)、0.5M(モル/L)のブチル臭化亜鉛のテトラヒドロフラン溶液(7.8mL、3.9mmol)及び[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)のジクロロメタン付加物(53mg、0.06mmol)を混合し、3時間加熱還流した。反応溶液を室温まで冷却した後、メタノールを加えてアルキル金属試薬を失活させ、反応生成物をクロロホルムで抽出した。有機相を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後にろ過し、濃縮した。得られた粗生成物を分取精製用のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC(Gel Permeation Chromatography)、溶出液:テトラヒドロフラン)で精製し、化合物1(122mg、収率:45%)を得た。
-Synthesis of Compound 1-
Under a nitrogen atmosphere, Intermediate 2 (300 mg, 0.65 mmol), 0.5 M (mol / L) of butyl zinc bromide in tetrahydrofuran (7.8 mL, 3.9 mmol) and [1,1′-bis (diphenyl) Phosphino) ferrocene] dichloropalladium (II) dichloromethane adduct (53 mg, 0.06 mmol) was mixed and heated to reflux for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, methanol was added to deactivate the alkyl metal reagent, and the reaction product was extracted with chloroform. The organic phase was washed with water, dried over sodium sulfate, filtered and concentrated. The resulting crude product was purified by preparative purification gel permeation chromatography (GPC (Gel Permeation Chromatography), eluent: tetrahydrofuran) to obtain Compound 1 (122 mg, yield: 45%).
<合成例2:化合物10の合成>
下記スキームに従い、化合物10を合成した。
<Synthesis Example 2: Synthesis of
窒素雰囲気下、中間体2(300mg、0.65mmol)、(5−ヘキシルチオフェン−2−イル)トリメチルスズ(535mg、1.62mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF、6.5mL)、0.5Mの塩化リチウムのテトラヒドロフラン溶液(3.3mL、1.65mmol)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(37mg、32,3μmol)を混合し、100℃で5時間加熱撹拌した。反応溶液を濃縮乾固した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)で精製した。得られた粗生成物を更に分取精製用のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC、溶出液:テトラヒドロフラン)で精製し、化合物10(223mg、収率54%)を得た。 Under nitrogen atmosphere, intermediate 2 (300 mg, 0.65 mmol), (5-hexylthiophen-2-yl) trimethyltin (535 mg, 1.62 mmol), N, N-dimethylformamide (DMF, 6.5 mL), 0 A tetrahydrofuran solution (3.3 mL, 1.65 mmol) of 5 M lithium chloride and tetrakistriphenylphosphine palladium (0) (37 mg, 32,3 μmol) were mixed, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C. for 5 hours. The reaction solution was concentrated to dryness and then purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform). The resulting crude product was further purified by preparative gel permeation chromatography (GPC, eluent: tetrahydrofuran) to obtain Compound 10 (223 mg, 54% yield).
<合成例3:化合物12の合成>
下記スキームに従い、化合物12を合成した。
<Synthesis Example 3: Synthesis of Compound 12>
Compound 12 was synthesized according to the following scheme.
窒素雰囲気下、マグネシウムリボン(165mg、6.79mmol)及びテトラヒドロフラン(1.5mL)を混合した。これに、ヨウ素を1粒加え、次いで、1−ブロモ−3−メトキシプロパン(989mg、6.46mmol)をテトラヒドロフラン(4mL)に希釈した溶液を滴下し、更に1時間攪拌して、グリニャール試薬を調製した。
0.5Mの塩化亜鉛のテトラヒドロフラン溶液(12.9mL、6.46mmol)を0℃まで冷却し、上記で調製したグリニャール試薬を滴下した。反応溶液を室温まで昇温した後、中間体2(300mg、0.65mmol)及び[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)のジクロロメタン付加物(53mg、0.06mmol)を加え、3時間加熱還流した。反応溶液を室温まで冷却した後、メタノールを加えてアルキル金属試薬を失活させ、反応生成物をクロロホルムで抽出した。有機相を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後に、ろ過し、濃縮した。得られた粗生成物を分取精製用のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC、溶出液:テトラヒドロフラン)で精製し、化合物15(125mg、収率43%)を得た。
Under a nitrogen atmosphere, a magnesium ribbon (165 mg, 6.79 mmol) and tetrahydrofuran (1.5 mL) were mixed. A solution of 1-bromo-3-methoxypropane (989 mg, 6.46 mmol) diluted in tetrahydrofuran (4 mL) was added dropwise thereto, and the mixture was further stirred for 1 hour to prepare a Grignard reagent. did.
A 0.5 M solution of zinc chloride in tetrahydrofuran (12.9 mL, 6.46 mmol) was cooled to 0 ° C., and the Grignard reagent prepared above was added dropwise. After the temperature of the reaction solution was increased to room temperature, intermediate 2 (300 mg, 0.65 mmol) and [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] dichloropalladium (II) dichloromethane adduct (53 mg, 0.06 mmol) ) And heated to reflux for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, methanol was added to deactivate the alkyl metal reagent, and the reaction product was extracted with chloroform. The organic phase was washed with water, dried over sodium sulfate, filtered and concentrated. The resulting crude product was purified by preparative gel permeation chromatography (GPC, eluent: tetrahydrofuran) to obtain Compound 15 (125 mg, 43% yield).
<合成例4:化合物2〜9、11及び13〜19の合成>
上記合成例1、2又は3と同様にして、化合物2〜9、11及び13〜19を合成した。
<Synthesis Example 4: Synthesis of Compounds 2-9, 11 and 13-19>
Compounds 2-9, 11 and 13-19 were synthesized in the same manner as in Synthesis Examples 1, 2, or 3.
<比較のための化合物>
下記に示す比較化合物1〜3を準備した。
比較化合物1及び比較化合物2は、いずれも、非特許文献1に記載の化合物であり、非特許文献1に記載の合成方法に準じて、合成した。
比較化合物3は、非特許文献1に記載の合成方法に準じて、合成した。
<Compound for comparison>
Comparative compounds 1 to 3 shown below were prepared.
Comparative compound 1 and comparative compound 2 are both compounds described in Non-Patent Document 1, and were synthesized according to the synthesis method described in Non-Patent Document 1.
Comparative compound 3 was synthesized according to the synthesis method described in Non-Patent Document 1.
[有機半導体組成物の調製例]
トルエン1mLと、表1に示す化合物1mgとを硝子バイヤルに投入し、ミックスローター(アズワン社製)により、60℃で1時間撹拌混合した。次いで、得られた液を0.5μmのメンブレンフィルターでろ過して、本発明の有機半導体組成物1〜17、参考のための有機半導体組成物18及び19、並びに比較のための有機半導体組成物c1〜c3を調製した。
得られた各組成物中の化合物の含有率は、いずれも、0.11質量%であった。
[Preparation Example of Organic Semiconductor Composition]
1 mL of toluene and 1 mg of the compound shown in Table 1 were put into a glass vial, and stirred and mixed at 60 ° C. for 1 hour with a mix rotor (manufactured by ASONE). Subsequently, the obtained liquid was filtered through a 0.5 μm membrane filter, and the organic semiconductor compositions 1 to 17 of the present invention, the organic semiconductor compositions 18 and 19 for reference, and the organic semiconductor composition for comparison were used. c1-c3 were prepared.
The content rate of the compound in each obtained composition was all 0.11 mass%.
[実施例1]
図1に示すボトムゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタ素子100を製造し、その特性を評価した。
<有機薄膜トランジスタ素子の製造>
ガラス基板(イーグルXG:コーニング社製、厚み1.1mm)上に、アルミニウムを蒸着してゲート電極(厚み50nm)を形成した。その上に、ゲート絶縁膜形成用組成物(ポリビニルフェノール/メラミン樹脂=1質量部/1質量部のPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)溶液(固形分濃度2質量%))をスピンコートし、150℃で60分間ベーク(加熱乾燥)して、膜厚400nmのゲート絶縁膜を形成した。
次いで、その上に、銀インク(銀ナノコロイドH−1(商品名)、三菱マテリアル社製)を、インクジェット装置:DMP−2831(商品名、富士フイルムダイマティクス社製)を用いて、ソース電極及びドレイン電極状(厚み約100nm、ゲート長100μm及びゲート幅200μm)に、印刷(描画)した。その後、オーブンにて180℃で30分ベークし、焼結して、ソース電極及びドレイン電極を形成した。このようにして素子前駆体を得た。
窒素グローブボックス中で、素子前駆体の上に、表1に示す各有機半導体組成物を300μLキャストした後、ホットプレート上で、60℃で1時間乾燥して、有機半導体層(膜厚200nm)を形成した。このようにして、本発明の有機薄膜トランジスタ素子1〜17、参考のための有機薄膜トランジスタ18及び19、並びに比較のための有機薄膜トランジスタ素子C1〜C3をそれぞれ製造した。
有機半導体層中の化合物の含有率は、いずれも、100質量%であった。
[Example 1]
A bottom gate-bottom contact type organic thin
<Manufacture of organic thin-film transistor elements>
Aluminum was vapor-deposited on a glass substrate (Eagle XG: manufactured by Corning, thickness 1.1 mm) to form a gate electrode (
Next, a silver ink (silver nanocolloid H-1 (trade name), manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) is used thereon, and an ink jet apparatus: DMP-2831 (trade name, manufactured by Fuji Film Dimatics) is used as a source electrode. And a drain electrode (thickness: about 100 nm, gate length: 100 μm, gate width: 200 μm). Thereafter, the substrate was baked at 180 ° C. for 30 minutes and sintered to form a source electrode and a drain electrode. Thus, a device precursor was obtained.
In a nitrogen glove box, 300 μL of each organic semiconductor composition shown in Table 1 was cast on the device precursor, and then dried on a hot plate at 60 ° C. for 1 hour to obtain an organic semiconductor layer (
The compound content in the organic semiconductor layer was 100% by mass.
<有機薄膜トランジスタ素子の評価>
製造した各有機薄膜トランジスタ素子について、半導体特性評価装置:B2900A(商品名、アジレントテクノロジーズ社製)を用いて、大気下で、以下の性能評価をした。その結果を表1に示す。
<Evaluation of organic thin film transistor element>
About each manufactured organic thin-film transistor element, the following performance evaluation was carried out in air | atmosphere using semiconductor characteristic evaluation apparatus: B2900A (brand name, product made by Agilent Technologies). The results are shown in Table 1.
(キャリア移動度μの測定)
各有機薄膜トランジスタ素子のソース電極−ドレイン電極間に−60Vの電圧を印加し、ゲート電圧を+20V〜−80Vの範囲で変化させ、ドレイン電流Idを表す下記式を用いてキャリア移動度μ(cm2/Vs)を算出し、評価した。キャリア移動度μは、高いほど好ましく、本試験において、0.05cm2/Vs以上であることが好ましく、0.1cm2/Vs以上であることがより好ましく、0.2cm2/Vs以上であることが特に好ましい。
(Measurement of carrier mobility μ)
A voltage of −60 V is applied between the source electrode and the drain electrode of each organic thin film transistor element, the gate voltage is changed in the range of +20 V to −80 V, and the carrier mobility μ (cm ) is expressed using the following formula representing the drain current I d. 2 / Vs) was calculated and evaluated. The carrier mobility mu, preferably higher, in this study, is preferably 0.05 cm 2 / Vs or more, more preferably 0.1 cm 2 / Vs or more, is 0.2 cm 2 / Vs or more It is particularly preferred.
Id=(w/2L)μCi(Vg−Vth)2
式中、Lはゲート長、wはゲート幅、μはキャリア移動度、Ciはゲート絶縁層の単位面積当たりの容量、Vgはゲート電圧、Vthは閾値電圧を、それぞれ、表す。
I d = (w / 2L) μC i (V g −V th ) 2
In the formula, L is the gate length, w is the gate width, μ is the carrier mobility, C i is the capacitance per unit area of the gate insulating layer, V g is the gate voltage, and V th is the threshold voltage.
(高温高湿耐性(高温高湿環境下での経時安定性))
上記「キャリア移動度μの測定」試験において、キャリア移動度μが0.01cm2/Vs以上の有機薄膜トランジスタ素子を、それぞれ、50℃、相対湿度80%の環境下で24時間保管した後、上記「キャリア移動度μの測定」と同様の方法により、キャリア移動度μを測定した。
各有機薄膜トランジスタ素子において、保管前のキャリア移動度μBeと保管後のキャリア移動度μAfとを用いて、下記式に基づいて、キャリア移動度維持率(%)を算出し、これを高温高湿環境下での経時安定性の指標とした。得られたキャリア移動度維持率を、下記評価基準により、評価した。キャリア移動度維持率は大きいほど高温高湿環境下での経時安定性が高く、本試験において、「B」以上であることが好ましく、「A」であることがより好ましい。
(High temperature and high humidity resistance (Stability over time in high temperature and high humidity environment))
In the “measurement of carrier mobility μ” test, organic thin film transistor elements having a carrier mobility μ of 0.01 cm 2 / Vs or more were stored for 24 hours in an environment of 50 ° C. and a relative humidity of 80%, respectively. The carrier mobility μ was measured by the same method as “measurement of carrier mobility μ”.
In each organic thin film transistor element, the carrier mobility maintenance rate (%) is calculated based on the following formula using the carrier mobility μ Be before storage and the carrier mobility μ Af after storage. It was used as an indicator of stability over time in a wet environment. The obtained carrier mobility maintenance rate was evaluated according to the following evaluation criteria. The larger the carrier mobility retention rate, the higher the temporal stability in a high temperature and high humidity environment. In this test, it is preferably “B” or more, and more preferably “A”.
キャリア移動度維持率(%)=(キャリア移動度μAf/キャリア移動度μBe)×100 Carrier mobility maintenance ratio (%) = (carrier mobility μ Af / carrier mobility μ Be ) × 100
キャリア移動度維持率(%)が、
「A」:90%以上
「B」:75%以上90%未満
「C」:50%以上75%未満
「D」:25%以上50%未満
Carrier mobility maintenance rate (%)
“A”: 90% or more “B”: 75% or more and less than 90% “C”: 50% or more and less than 75% “D”: 25% or more and less than 50%
(ヒステリシス特性の評価)
ソース電極−ドレイン電極間にかかる電圧を−60Vに固定し、ゲート電圧を+20V〜−80Vの範囲で変化させ、閾値電圧Vth +を求めた。また、同様にして、ソース電極−ドレイン電極間にかかる電圧を−60Vに固定し、ゲート電圧を−80V〜+20Vへ変化させたときの閾値電圧Vth −を求めた。Vth +とVth −との差分の絶対値をヒステリシス特性の指標に用いた。上記絶対値が0に近いほど、ヒステリシス特性に優れる。ヒステリシス特性が優れると、有機薄膜膜トランジスタ素子を安定して動作させることができる。
Vth +とVth −との差分の絶対値が、
「A」:0V以上3V未満
「B」:3V以上7V未満
「C」:7V以上
(Evaluation of hysteresis characteristics)
The voltage applied between the source electrode and the drain electrode was fixed at −60 V, the gate voltage was changed in the range of +20 V to −80 V, and the threshold voltage V th + was obtained. Similarly, the threshold voltage V th − when the voltage applied between the source electrode and the drain electrode was fixed at −60 V and the gate voltage was changed from −80 V to +20 V was obtained. The absolute value of the difference between V th + and V th − was used as an index of hysteresis characteristics. The closer the absolute value is to 0, the better the hysteresis characteristics. When the hysteresis characteristic is excellent, the organic thin film transistor element can be stably operated.
The absolute value of the difference between V th + and V th − is
“A”: 0 V or more and less than 3 V “B”: 3 V or more and less than 7 V “C”: 7 V or more
表1の結果から、以下のことが分かる。
有機薄膜トランジスタ素子C1〜C3は、いずれも、式(Z)で表される基を有しない上述の比較化合物を含有する有機半導体層を備えており、キャリア移動度μ又は高温高湿耐性と、ヒステリシス特性とがともに十分ではなかった。すなわち、比較化合物1及び2を含有する有機半導体膜を備えた有機薄膜トランジスタ素子C1及びC2は、キャリア移動度μが小さすぎ、またヒステリシス特性も低く、有機薄膜トランジスタとして十分に機能しないものであった。また、比較化合物3を含有する有機半導体膜を備えた有機薄膜トランジスタ素子C3は、キャリア移動度μ、高温高湿耐性及びヒステリシス特性のいずれも劣るものであった。
From the results in Table 1, the following can be understood.
Each of the organic thin film transistor elements C1 to C3 includes an organic semiconductor layer containing the above-described comparative compound that does not have the group represented by the formula (Z), and has carrier mobility μ or high temperature and high humidity resistance, and hysteresis. Both properties were not sufficient. That is, the organic thin film transistor elements C1 and C2 provided with the organic semiconductor film containing the comparative compounds 1 and 2 have a carrier mobility μ that is too small and has a low hysteresis characteristic, and do not function sufficiently as an organic thin film transistor. Moreover, the organic thin film transistor element C3 provided with the organic semiconductor film containing the comparative compound 3 was inferior in all of carrier mobility μ, high temperature and high humidity resistance, and hysteresis characteristics.
これに対して、式(Z)で表される基を有する化合物1〜19を用いた有機薄膜トランジスタ素子1〜19は、いずれも、高いキャリア移動度μ及び高温高湿耐性を示し、更にヒステリシス特性にも優れることが分かった。
特に、式(Z)のLが式(L−1)又は式(L−11)で表される連結基であると、更にこれらの連結基に結合するRZがアルキル基であると、0.20cm2/Vs以上のキャリア移動度μを示し、キャリア移動度μ、高温高湿耐性及びヒステリシス特性をより高い水準で兼ね備えることができた(素子No.1〜5、10及び16〜19)。
On the other hand, the organic thin film transistor elements 1 to 19 using the compounds 1 to 19 having the group represented by the formula (Z) all exhibit high carrier mobility μ and high temperature and high humidity resistance, and further have hysteresis characteristics. It was also found to be excellent.
In particular, the L of formula (Z) is a linking group represented by the formula (L-1) or Formula (L-11), when R Z is further coupled to the linking groups of these is an alkyl group, 0 A carrier mobility μ of 20 cm 2 / Vs or higher was exhibited, and the carrier mobility μ, high temperature and high humidity resistance, and hysteresis characteristics could be combined at a higher level (element Nos. 1 to 5, 10 and 16 to 19). .
10 基板
20 ゲート電極
30 ゲート絶縁膜
40 ソース電極
42 ドレイン電極
50 有機半導体膜(半導体活性層)
60 封止層
100、200 有機薄膜トランジスタ素子
DESCRIPTION OF
60
Claims (19)
Xは各々独立に酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示す。
Y1は、CRY1RY2又はSiRY1RY2を示し、RY1及びRY2は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
R1及びR2は各々独立に下記式(Z)で表される基を示す。p及びqは各々独立に0〜2の整数である。ただし、p+qは1以上の整数である。
R3及びR4は各々独立に置換基を示す。r及びsは各々独立に0〜2の整数である。
−L−RZ (Z)
式(Z)中、
Lは、単結合、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基、又は、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基を示す。
RZは、アルキル基、ハロアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、又は、トリアルキルシリル基を示す。
**は、式(2−2)中のXを環構成原子とする芳香族複素環との連結部位、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示し、*は前記RZ、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示す。
m1は0〜4の整数であり、m2は各々独立に0〜2の整数である。
RZ1は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
RZ2は各々独立に置換基を示す。 The organic-semiconductor element provided with the organic-semiconductor film containing the compound represented by a following formula (2-2) .
X each independently represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
Y 1 represents CR Y1 R Y2 or SiR Y1 R Y2 , and R Y1 and R Y2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent .
R 1 and R 2 each independently represent a group represented by the following formula (Z). p and q are each independently an integer of 0 to 2. However, p + q is an integer of 1 or more.
R 3 and R 4 each independently represent a substituent. r and s are each independently an integer of 0 to 2.
-L-R Z (Z)
In formula (Z),
L is a single bond, a linking group represented by any of the following formulas (L-1) to (L-12), or any one of the following formulas (L-1) to (L-12). A linking group in which two or more of the represented linking groups are bonded is shown.
R Z represents an alkyl group, a haloalkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or a trialkylsilyl group.
** represents a linking site with an aromatic heterocycle having X as a ring-constituting atom in formula (2-2) , or any one of formula (L-1) to formula (L-12) The coupling | bonding site | part with a coupling group of * shows the coupling | bonding site | part with the other coupling group represented by either said R <Z > or Formula (L-1)-Formula (L-12).
m1 is an integer of 0-4, and m2 is an integer of 0-2 each independently.
R Z1 each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
R Z2 each independently represents a substituent.
RR 3131 及びRAnd R 3232 は各々独立に水素原子又は置換基を示す。Each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
Xは各々独立に酸素原子又は硫黄原子を示す。X represents an oxygen atom or a sulfur atom each independently.
RR 11 及びRAnd R 22 は、それぞれ、前記式(2−2)のRAre R in the formula (2-2), respectively. 11 及びRAnd R 22 と同義である。It is synonymous with.
Xは各々独立に酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を示す。X each independently represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom.
YY 11 は、CRIs CR Y1Y1 RR Y2Y2 又はSiROr SiR Y1Y1 RR Y2Y2 を示し、RR Y1Y1 及びRAnd R Y2Y2 は各々独立に水素原子又は置換基を示す。Each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
RR 11 及びRAnd R 22 は各々独立に下記式(Z)で表される基を示す。p及びqは各々独立に0〜2の整数である。ただし、p+qは1以上の整数である。Each independently represents a group represented by the following formula (Z). p and q are each independently an integer of 0 to 2. However, p + q is an integer of 1 or more.
RR 33 及びRAnd R 44 は各々独立に置換基を示す。r及びsは各々独立に0〜2の整数である。Each independently represents a substituent. r and s are each independently an integer of 0 to 2.
−L−R -LR ZZ (Z) (Z)
式(Z)中、In formula (Z),
Lは、単結合、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基、又は、下記式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される連結基が2つ以上結合した連結基を示す。L is a single bond, a linking group represented by any of the following formulas (L-1) to (L-12), or any one of the following formulas (L-1) to (L-12). A linking group in which two or more of the represented linking groups are bonded is shown.
RR ZZ は、アルキル基、ハロアルキル基、シアノ基、ビニル基、エチニル基、アリール基、ヘテロアリール基、シロキサン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基、又は、トリアルキルシリル基を示す。Represents an alkyl group, a haloalkyl group, a cyano group, a vinyl group, an ethynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a siloxane group, an oligosiloxane group having 2 or more silicon atoms, or a trialkylsilyl group.
**は、式(2−2)中のXを環構成原子とする芳香族複素環との連結部位、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示し、*は前記R** represents a linking site with an aromatic heterocycle having X as a ring-constituting atom in formula (2-2), or any one of formula (L-1) to formula (L-12) Represents a bonding site with a linking group of ZZ 、又は式(L−1)〜式(L−12)のいずれかで表される他の連結基との結合部位を示す。Or a binding site with another linking group represented by any one of formula (L-1) to formula (L-12).
m1は0〜4の整数であり、m2は各々独立に0〜2の整数である。m1 is an integer of 0-4, and m2 is an integer of 0-2 each independently.
RR Z1Z1 は各々独立に水素原子又は置換基を示す。Each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
RR Z2Z2 は各々独立に置換基を示す。Each independently represents a substituent.
R 31 及びR 32 は各々独立に水素原子又は置換基を示す。
Xは各々独立に酸素原子又は硫黄原子を示す。
R 1 及びR 2 は、それぞれ、前記式(2−2)のR 1 及びR 2 と同義である。 The compound according to any one of claims 10 to 14, wherein the compound represented by the formula (2-2) is represented by the following formula (3-2).
R 31 and R 32 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
X represents an oxygen atom or a sulfur atom each independently.
R 1 and R 2 have the same meanings as R 1 and R 2 in the formula (2-2), respectively .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016038022A JP6573840B2 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016038022A JP6573840B2 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017157637A JP2017157637A (en) | 2017-09-07 |
| JP6573840B2 true JP6573840B2 (en) | 2019-09-11 |
Family
ID=59810079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016038022A Active JP6573840B2 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6573840B2 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102267948B (en) * | 2011-06-17 | 2013-09-04 | 上海大学 | Fluoreno diimidazole derivatives and preparation method thereof |
| KR101853875B1 (en) * | 2011-06-22 | 2018-05-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | Heterocyclic compound and organic light emitting device containing same |
| JP5859911B2 (en) * | 2012-05-07 | 2016-02-16 | 富士フイルム株式会社 | Organic thin film solar cell, composition used therefor, and method for producing semiconductor film |
| CN103145730B (en) * | 2013-02-06 | 2016-02-03 | 华东师范大学 | Two thieno-fluorenes and derivative and preparation method |
| EP3171420A4 (en) * | 2014-07-18 | 2017-07-05 | Fujifilm Corporation | Organic semiconductor film formation composition, organic semiconductor element, and production method therefor |
| CN104557972B (en) * | 2015-01-20 | 2017-02-22 | 武汉理工大学 | Bis(thieno[3,2-b]thiophene)fluorene monomer and conjugated polymers as well as application thereof |
| CN104788466A (en) * | 2015-03-20 | 2015-07-22 | 华东师范大学 | Double-furofluorenone as well as derivative and preparation method thereof |
-
2016
- 2016-02-29 JP JP2016038022A patent/JP6573840B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017157637A (en) | 2017-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6556844B2 (en) | Organic thin film transistor and manufacturing method thereof, organic thin film transistor material, organic thin film transistor composition, compound, and organic semiconductor film | |
| KR101443189B1 (en) | Novel Diketopyrrolopyrrole polymers and organic electronic device using the same | |
| JP6061886B2 (en) | Organic thin film transistor, organic semiconductor thin film and organic semiconductor material | |
| WO2018061821A1 (en) | Composition for forming organic semiconductor film, organic semiconductor film and method for producing same, and organic semiconductor element | |
| JP6448652B2 (en) | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD, AND TOPOCHEMICALLY POLYMERIZABLE ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOUND | |
| JP6927504B2 (en) | Organic semiconductor devices, organic semiconductor compositions, organic semiconductor films, methods for producing organic semiconductor films, and polymers used for these. | |
| JP6706316B2 (en) | Organic semiconductor device, polymer, organic semiconductor composition and organic semiconductor film | |
| JP6561123B2 (en) | Organic thin film transistor, organic thin film transistor manufacturing method, organic thin film transistor material, organic thin film transistor composition, organic semiconductor film, compound | |
| CA2797308C (en) | Semiconductor composition | |
| JP6484724B2 (en) | Organic semiconductor composition, organic semiconductor film, organic thin film transistor, and method for producing organic thin film transistor | |
| JP6483265B2 (en) | Organic thin film transistor and manufacturing method thereof, organic thin film transistor material, organic thin film transistor composition, compound, and organic semiconductor film | |
| JP2016146435A (en) | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD, ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM FORMING COMPOSITION, AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM MANUFACTURING METHOD | |
| JP6709275B2 (en) | Organic semiconductor film, organic semiconductor device, polymer and organic semiconductor composition | |
| JP6573840B2 (en) | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM, COMPOUND AND ORGANIC SEMICONDUCTOR COMPOSITION USED FOR THE SAME | |
| JP6205074B2 (en) | ORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD, COMPOUND, ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM FORMING COMPOSITION, AND ORGANIC SEMICONDUCTOR FILM | |
| CN105378961B (en) | Organic film transistors, organic semiconductor films, organic semiconductor materials and their applications | |
| JP6328790B2 (en) | Organic semiconductor device and compound | |
| JP6574052B2 (en) | Organic semiconductor device, polymer, organic semiconductor composition, and organic semiconductor film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180222 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20180222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190312 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190508 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190806 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190814 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6573840 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |