JP2009176999A - Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure - Google Patents
Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009176999A JP2009176999A JP2008014916A JP2008014916A JP2009176999A JP 2009176999 A JP2009176999 A JP 2009176999A JP 2008014916 A JP2008014916 A JP 2008014916A JP 2008014916 A JP2008014916 A JP 2008014916A JP 2009176999 A JP2009176999 A JP 2009176999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- substituent
- organic
- semiconductor layer
- organic semiconductor
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、縮環構造を持つ芳香族化合物を用いてなる有機トランジスタに関する。 The present invention relates to an organic transistor using an aromatic compound having a condensed ring structure.
有機トランジスタは、次世代電子デバイスの駆動回路として有用であり、一般的には、３種の電極、有機半導体層等から形成されている。このような有機トランジスタとしては、前記有機半導体層にペンタセンを用いたものが提案されている（非特許文献１）。 The organic transistor is useful as a drive circuit for next-generation electronic devices, and is generally formed of three types of electrodes, an organic semiconductor layer, and the like. As such an organic transistor, a transistor using pentacene for the organic semiconductor layer has been proposed (Non-Patent Document 1).
しかし、前記有機トランジスタは、大気中での安定性が不十分であった。
そこで、本発明は、大気中での安定性が優れた有機トランジスタを提供することを目的とする。
However, the organic transistor has insufficient stability in the atmosphere.
Then, an object of this invention is to provide the organic transistor excellent in stability in air | atmosphere.
本発明は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体層を備えた有機トランジスタであって、前記有機半導体層が、下記式（１）で示される化合物を含有する前記有機トランジスタを提供する。
本発明の有機トランジスタは、大気中での安定性が優れる。さらに、本発明の有機トランジスタは、通常、溶媒に対する溶解性、電荷輸送性（移動度）、耐熱性、光安定性にも優れる。 The organic transistor of the present invention has excellent stability in the atmosphere. Furthermore, the organic transistor of the present invention is usually excellent in solubility in a solvent, charge transportability (mobility), heat resistance, and light stability.
本発明の有機トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、及び有機半導体層（一般的に、「活性層」と呼ばれることもある）を備えた有機トランジスタであって、前記有機半導体層が、前記式（１）で示される化合物（後述の式（２）で示される化合物であることもあるので、以下、総称して、「式（１）で示される化合物等」という）を含有するものであれば、特に限定されないが、電界効果型、静電誘導型等の有機薄膜トランジスタが挙げられる。なお、本発明の有機トランジスタは、前記以外の要素を備えていてもよく、例えば、絶縁層、保護膜、基板等を備えていてもよい。 The organic transistor of the present invention is an organic transistor comprising a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and an organic semiconductor layer (generally also referred to as an “active layer”), wherein the organic semiconductor layer is A compound containing a compound represented by the above formula (1) (which may be a compound represented by the following formula (2), hereinafter collectively referred to as “compound represented by the formula (1)”). If it is, it will not specifically limit, However, Organic thin-film transistors, such as a field effect type and an electrostatic induction type, are mentioned. In addition, the organic transistor of this invention may be provided with elements other than the above, for example, may be provided with an insulating layer, a protective film, a board | substrate, etc.
電界効果型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり、前記式（１）で示される化合物等を含む有機半導体層、電流経路を通る電流量を制御するゲート電極、並びに有機半導体層とゲート電極との間に配置される絶縁層を備えることが好ましい。特に、ソース電極及びドレイン電極が、前記式（１）で示される化合物等を含む有機半導体層に接して設けられており、さらに有機半導体層に接した絶縁層を挟んでゲート電極が設けられていることが好ましい。 A field effect organic thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, a current path between them, an organic semiconductor layer containing the compound represented by the formula (1), a gate electrode for controlling the amount of current passing through the current path, and It is preferable to provide an insulating layer disposed between the organic semiconductor layer and the gate electrode. In particular, the source electrode and the drain electrode are provided in contact with the organic semiconductor layer containing the compound represented by the formula (1), and the gate electrode is provided with an insulating layer in contact with the organic semiconductor layer interposed therebetween. Preferably it is.
静電誘導型有機薄膜トランジスタは、ソース電極及びドレイン電極、これらの間の電流経路となり、前記式（１）で示される化合物等を含む有機半導体層、並びに電流経路を通る電流量を制御するゲート電極を有し、該ゲート電極が有機半導体層中に設けられていることが好ましい。特に、ソース電極、ドレイン電極及び有機半導体層中に設けられたゲート電極が、前記式（１）で示される化合物等を含む有機半導体層に接して設けられていることが好ましい。ゲート電極は、ソース電極からドレイン電極へ流れる電流経路が形成され、かつゲート電極に印加した電圧で電流経路を流れる電流量が制御できる構造を持つものであればよく、例えば、くし形電極が挙げられる。 The static induction organic thin film transistor includes a source electrode and a drain electrode, a current path between them, an organic semiconductor layer including the compound represented by the formula (1), and a gate electrode that controls the amount of current passing through the current path It is preferable that the gate electrode is provided in the organic semiconductor layer. In particular, the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode provided in the organic semiconductor layer are preferably provided in contact with the organic semiconductor layer containing the compound represented by the formula (1). The gate electrode only needs to have a structure in which a current path flowing from the source electrode to the drain electrode is formed and the amount of current flowing through the current path can be controlled by a voltage applied to the gate electrode, for example, a comb electrode. It is done.
以下、本発明の有機トランジスタの実施形態について、必要に応じて図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the organic transistor of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary.
図１は第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図１に示す有機薄膜トランジスタ１００は、基板１と、基板１上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４とを備えるものである。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a first embodiment. An organic
図２は第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図２に示す有機薄膜トランジスタ１１０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５を覆うようにして基板１上に形成された有機半導体層２と、ソース電極５と所定の間隔を持って有機半導体層２上に形成されたドレイン電極６と、有機半導体層２及びドレイン電極６上に形成された絶縁層３と、ソース電極５とドレイン電極６との間の絶縁層３の領域を覆うように絶縁層３上に形成されたゲート電極４とを備えるものである。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a second embodiment. The organic
図３は第３実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図３に示す有機薄膜トランジスタ１２０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように、絶縁層３上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を覆うように絶縁層３上に形成された有機半導体層２とを備えるものである。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a third embodiment. 3 includes a
図４は第４実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図４に示す有機薄膜トランジスタ１３０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ソース電極５の一部を覆うようにして絶縁層３上に形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６とを備えるものである。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a fourth embodiment. 4 includes a
図５は第５実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（静電誘導型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図５に示す有機薄膜トランジスタ１４０は、基板１と、基板１上に形成されたソース電極５と、ソース電極５上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔を持って複数形成されたゲート電極４と、ゲート電極４の全てを覆うようにして有機半導体層２上に形成された有機半導体層２ａ（有機半導体層２ａを構成する材料は、有機半導体層２と同一でも異なっていてもよい）と、有機半導体層２ａ上に形成されたドレイン電極６とを備えるものである。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (static induction organic thin film transistor) according to a fifth embodiment. The organic
図６は第６実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図６に示す有機薄膜トランジスタ１５０は、基板１と、基板１上に形成された有機半導体層２と、有機半導体層２上に所定の間隔を持って形成されたソース電極５及びドレイン電極６と、ソース電極５及びドレイン電極６を一部覆うようにして有機半導体層２上に形成された絶縁層３と、ソース電極５が下部に形成されている絶縁層３の領域とドレイン電極６が下部に形成されている絶縁層３の領域とをそれぞれ一部覆うように、絶縁層３上に形成されたゲート電極４とを備えるものである。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a sixth embodiment. The organic
図７は第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタ（電界効果型有機薄膜トランジスタ）の模式断面図である。図７に示す有機薄膜トランジスタ１６０は、基板１と、基板１上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆うようにして基板１上に形成された絶縁層３と、ゲート電極４が下部に形成されている絶縁層３の領域を覆うように形成された有機半導体層２と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように絶縁層３上に形成されたソース電極５と、ゲート電極４が下部に形成されている有機半導体層２の領域を一部覆うように、ソース電極５と所定の間隔を持って絶縁層３上に形成されたドレイン電極６とを備えるものである。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an organic thin film transistor (field effect organic thin film transistor) according to a seventh embodiment. An organic
第１〜第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタにおいては、有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａは、前記式（１）で示される化合物等を含有しており、ソース電極５とドレイン電極６の間の電流通路（チャネル）となる。また、ゲート電極４は、電圧を印加することにより有機半導体層２及び／又は有機半導体層２ａにおける電流通路（チャネル）を通る電流量を制御する。
In the organic thin film transistor according to the first to seventh embodiments, the
このような電界効果型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば、特開平５−１１００６９号公報に記載の方法により製造することができる。また、静電誘導型有機薄膜トランジスタは、公知の方法、例えば、特開２００４−００６４７６号公報に記載の方法により製造することができる。 Such a field effect organic thin film transistor can be manufactured by a known method, for example, a method described in JP-A-5-110069. The electrostatic induction organic thin film transistor can be produced by a known method, for example, a method described in JP-A-2004-006476.
−有機半導体層−
前記有機半導体層には、前記式（１）で示される化合物等が含まれるが、この化合物は、一種単独であっても二種以上を併用してもよい。
-Organic semiconductor layer-
The organic semiconductor layer contains the compound represented by the formula (1), etc., but these compounds may be used alone or in combination of two or more.
前記式（１）中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を示す。Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を示す。ｎは１〜５の整数を示す。Ｒ1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｒ2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。 In the formula (1), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are each independently an aryl group which may have a substituent, or a monovalent heterocyclic ring which may have a substituent. Indicates a group. R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted silyl group, an aryl group which may have a substituent, or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent. . n shows the integer of 1-5. When a plurality of R 1 are present, they may be the same or different. When a plurality of R 2 are present, they may be the same or different.
前記式（１）中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4で表されるアリール基は、芳香環から１つの水素原子を除いた基であり、例えば、フェニル基、ナフタレニル基、アントラセニル基、ビフェニル基、フルオレニル基、トリフェニル基、スチルベン−イル基、ジスチルベン−イル基 、フェナントレン−イル基、ピレン−イル基、ペリレン−イル基等が挙げられる。前記アリール基は、置換基を有していてもよい。 In the above formula (1), the aryl group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 is a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring, such as a phenyl group, a naphthalenyl group, an anthracenyl group. , Biphenyl group, fluorenyl group, triphenyl group, stilbenyl group, distilbenyl group, phenanthrene-yl group, pyrenyl group, peryleneyl group and the like. The aryl group may have a substituent.
前記式（１）中、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4で表される１価の複素環基は、複素環式化合物から１つの水素原子を除いた基であり、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、チアジアゾリル基、ジアザフェニレン−イル基、キノリン−イル基、キノキサリン−イル基、フェナントロリン−イル基等が挙げられる。前記１価の複素環基は、置換基を有していてもよい。 In the formula (1), the monovalent heterocyclic group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 is a group obtained by removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound, for example, a thienyl group Pyrrolyl group, furyl group, pyridyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, thiadiazolyl group, diazaphenylene-yl group, quinolin-yl group, quinoxalin-yl group, phenanthroline-yl group and the like. The monovalent heterocyclic group may have a substituent.
前記Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4で表されるアリール基、１価の複素環基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアミノ基、１価の複素環基、シアノ基、フッ素原子等が挙げられる。 Examples of the substituent that the monovalent heterocyclic group may have as the aryl group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, and an alkylamino group. Group, aryl group, aryloxy group, arylalkyl group, arylalkoxy group, arylamino group, monovalent heterocyclic group, cyano group, fluorine atom and the like.
前記アルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、その炭素数は、通常、１〜２０程度である。前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基、ラウリル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等が挙げられ、メチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基が好ましい。 The alkyl group may be linear, branched or cyclic, and the carbon number is usually about 1 to 20. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, butyl group, i-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, octyl group, Examples include 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, 3,7-dimethyloctyl group, lauryl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, and the like. Methyl group, pentyl group, hexyl Group, octyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group and 3,7-dimethyloctyl group are preferred.
前記アルコキシ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、その炭素数は、通常、１〜２０程度である。前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ｉ−プロピルオキシ基、ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基が好ましい。 The alkoxy group may be linear, branched or cyclic, and the carbon number is usually about 1 to 20. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, i-propyloxy group, butoxy group, i-butoxy group, t-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, heptyl. Examples thereof include oxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, lauryloxy group, and the like. Pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, 2- An ethylhexyloxy group, a decyloxy group, and a 3,7-dimethyloctyloxy group are preferable.
前記アルキルチオ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、その炭素数は、通常、１〜２０程度である。前記アルキルチオ基は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ｉ−プロピルチオ基、ブチルチオ基、ｉ−ブチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基、ラウリルチオ基等が挙げられ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、デシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基が好ましい。 The alkylthio group may be linear, branched or cyclic, and the carbon number is usually about 1 to 20. Examples of the alkylthio group include a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, an i-propylthio group, a butylthio group, an i-butylthio group, a t-butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, a cyclohexylthio group, a heptylthio group, an octylthio group, Examples include 2-ethylhexylthio group, nonylthio group, decylthio group, 3,7-dimethyloctylthio group, laurylthio group, and the like. Pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, 2-ethylhexylthio group, decylthio group, 3,7- A dimethyloctylthio group is preferred.
前記アルキルアミノ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、モノアルキルアミノ基でもジアルキルアミノ基でもよく、その炭素数は、通常、１〜４０程度である。前記アルキルアミノ基としては、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ｉ−プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ｉ−ブチルアミノ基、ｔ−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、３，７−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基等が挙げられ、ジメチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジオクチルアミノ基が好ましい。 The alkylamino group may be linear, branched or cyclic, and may be a monoalkylamino group or a dialkylamino group, and the carbon number is usually about 1 to 40. Examples of the alkylamino group include methylamino group, dimethylamino group, ethylamino group, diethylamino group, propylamino group, i-propylamino group, butylamino group, i-butylamino group, t-butylamino group, Examples include pentylamino group, hexylamino group, cyclohexylamino group, heptylamino group, octylamino group, 2-ethylhexylamino group, nonylamino group, decylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, laurylamino group, and the like. An amino group, a dihexylamino group and a dioctylamino group are preferred.
前記アリールオキシ基は、炭素数が、通常、６〜６０程度である。前記アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェノキシ基（「Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ」とは、アルコキシ部分の炭素数が１〜１２であることを意味する。以下、同じである。）、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェノキシ基（「Ｃ1〜Ｃ12アルキル」とは、アルキル部分の炭素数が１〜１２であることを意味する。以下、同じである。）、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基等が挙げられ、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェノキシ基、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェノキシ基が好ましい。 The aryloxy group usually has about 6 to 60 carbon atoms. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group, a C 1 -C 12 alkoxy phenoxy group ( "C 1 -C 12 alkoxy" means that the carbon atoms in the alkoxy moiety is 1 to 12. Hereinafter, The same, and the C 1 -C 12 alkylphenoxy group (“C 1 -C 12 alkyl” means that the alkyl moiety has 1 to 12 carbon atoms. The same shall apply hereinafter). Examples include a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and the like, and a C 1 to C 12 alkoxyphenoxy group and a C 1 to C 12 alkylphenoxy group are preferable.
前記アリールアルキル基は、炭素数が、通常、７〜６０程度である。前記アリールアルキル基としては、例えば、フェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基、１−ナフチル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基、２−ナフチル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基等が挙げられ、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルキル基が好ましい。 The arylalkyl group usually has about 7 to 60 carbon atoms. Examples of the arylalkyl group include a phenyl -C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl -C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 1 -C 12 alkyl group 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkyl group, 2-naphthyl-C 1 -C 12 alkyl group and the like, C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 1 -C 12 alkyl group are preferable.
前記アリールアルコキシ基は、炭素数が、通常、７〜６０程度である。前記アリールアルコキシ基としては、例えば、フェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基、１−ナフチル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基、２−ナフチル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基等が挙げられ、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル−Ｃ1〜Ｃ12アルコキシ基が好ましい。 The arylalkoxy group usually has about 7 to 60 carbon atoms. The aryl alkoxy group, for example, phenyl -C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl -C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 1 -C 12 alkoxy group 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkoxy group, 2-naphthyl-C 1 -C 12 alkoxy group and the like, and C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 Alkylphenyl-C 1 -C 12 alkoxy groups are preferred.
前記アリールアミノ基は、炭素数が、通常、６〜６０程度である。前記アリールアミノ基としては、例えば、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニルアミノ基、ジ（Ｃ1〜Ｃ12アルコキシフェニル）アミノ基、ジ（Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル）アミノ基、１−ナフチルアミノ基、２−ナフチルアミノ基等が挙げられ、Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニルアミノ基、ジ（Ｃ1〜Ｃ12アルキルフェニル）アミノ基が好ましい。 The arylamino group usually has about 6 to 60 carbon atoms. As the arylamino group, e.g., phenylamino group, diphenylamino group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl amino group, di (C 1 -C 12 alkoxyphenyl) amino group, di (C 1 -C 12 alkylphenyl) amino groups, 1-naphthylamino group, 2-naphthylamino group and the like, C 1 -C 12 alkylphenyl group, di (C 1 -C 12 alkylphenyl) amino group are preferable.
前記アリール基、１価の複素環基は、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4で表されるアリール基、１価の複素環基として説明し例示したものと同じである。 The aryl group and monovalent heterocyclic group are the same as those described and exemplified as the aryl group and monovalent heterocyclic group represented by Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 .
前記Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4は、耐熱性、大気中での安定性、光安定性の観点からは、アリール基であることが好ましく、分子の配向性、自己凝集性の観点からは、同じアリール基であることが好ましく、合成のしやすさの観点からは、フェニル基が好ましい。 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 are preferably aryl groups from the viewpoints of heat resistance, stability in the air, and light stability, and from the viewpoint of molecular orientation and self-aggregation. Are preferably the same aryl group, and from the viewpoint of ease of synthesis, a phenyl group is preferred.
前記式（１）中、Ｒ1及びＲ2で表される置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい１価の複素環基は、Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4で表されるアリール基、１価の複素環基として説明し例示したものと同じである。また、Ｒ1及びＲ2で表されるアルキル基は、前記Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4が有していてもよい置換基として説明し例示したものと同じである。 In the formula (1), the aryl group which may have a substituent represented by R 1 and R 2 and the monovalent heterocyclic group which may have a substituent are Ar 1 and Ar 2. , Ar 3 and Ar 4 are the same as those explained and exemplified as the monovalent heterocyclic group. The alkyl groups represented by R 1 and R 2 are the same as those described and exemplified as the substituents that Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 may have.
前記式（１）中、Ｒ1及びＲ2で表される置換シリル基は、炭素数が、通常、３〜６０程度である。前記置換シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリ−ｔ−ブチルシリル基、トリヘキシルシリル基、トリオクチルシリル基、トリデシルシリル基、トリドデシルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられ、トリメチルシリル基、トリブチルシリル基が好ましい。 In the formula (1), the substituted silyl group represented by R 1 and R 2 generally has about 3 to 60 carbon atoms. Examples of the substituted silyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tributylsilyl group, triisopropylsilyl group, tri-t-butylsilyl group, trihexylsilyl group, trioctylsilyl group, tridecylsilyl group, and tridodecylsilyl group. Group, a triphenylsilyl group, and the like, and a trimethylsilyl group and a tributylsilyl group are preferable.
前記式（１）中、Ｒ1及びＲ2は、大気中での安定性の観点からは、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい１価の複素環基であることが好ましく、置換基を有していてもよいアリール基であることがより好ましく、電荷輸送性の観点からは、水素原子であることが好ましい。また、Ｒ1及びＲ2は、同じであることが特に好ましい。 In the formula (1), R 1 and R 2 are each an aryl group which may have a substituent, or a monovalent which may have a substituent, from the viewpoint of stability in the atmosphere. It is preferably a heterocyclic group, more preferably an aryl group which may have a substituent, and from the viewpoint of charge transportability, a hydrogen atom is preferable. R 1 and R 2 are particularly preferably the same.
前記式（１）中、合成のしやすさの観点から、ｎは１〜３であることが好ましい。 In the formula (1), n is preferably 1 to 3 from the viewpoint of ease of synthesis.
前記式（１）で示される化合物は、下記式（２）で示される化合物であることが好ましい。
前記式（２）中、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6で表されるアルキル基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい１価の複素環基は、前記Ｒ1、Ｒ2の項で説明し例示したものと同じである。 In the formula (2), an alkyl group represented by R 3 , R 4 , R 5 and R 6 , a substituted silyl group, an aryl group which may have a substituent, and a substituent may be present. The monovalent heterocyclic group is the same as described and exemplified in the above R 1 and R 2 sections.
前記式（２）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5及びＲ6は、大気中での安定性の観点からは、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよい１価の複素環基であることが好ましく、置換基を有していてもよいアリール基であることがより好ましく、一方、電荷輸送性の観点からは、水素原子であることが好ましい。また、Ｒ1及びＲ2は、同じであることが特に好ましい。 In the formula (2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each an aryl group which may have a substituent from the viewpoint of stability in the atmosphere, or A monovalent heterocyclic group which may have a substituent is preferable, and an aryl group which may have a substituent is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of charge transportability, hydrogen is preferable. An atom is preferred. R 1 and R 2 are particularly preferably the same.
前記式（２）中、ｌ及びｍは、合成のしやすさの観点からは、０であることが好ましい。 In the formula (2), l and m are preferably 0 from the viewpoint of ease of synthesis.
前記式（２）で示される化合物としては、以下のものが挙げられる。
前記式（１）で示される化合物等は、如何なる方法で製造したものであってもよいが、例えば、下記式（３−１）、（３−２）で示される化合物を、還元剤を用いて還元することによって製造することができる。
前記還元剤としては、例えば、水素、過酸化水素、二酸化硫黄、硫化水素、ヨウ化水素、水素化ホウ素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、ジボラン、水素化ジイソブチルアルミニウム、ホスフィン酸ナトリウム、ヒドラジン、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム等の金属や、それらの錯体等が挙げられるが、反応性の観点から、ヨウ化水素、ホスフィン酸ナトリウムが好ましい。 Examples of the reducing agent include hydrogen, hydrogen peroxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide, hydrogen iodide, sodium borohydride, lithium aluminum hydride, sodium cyanoborohydride, lithium triethylborohydride, diborane, and hydrogenation. Examples of the metal include diisobutylaluminum, sodium phosphinate, hydrazine, nickel, palladium, platinum, rhodium, and ruthenium, and complexes thereof. From the viewpoint of reactivity, hydrogen iodide and sodium phosphinate are preferable.
前記還元剤の使用量は、前記式（３−１）で示される化合物、前記式（３−２）で示される化合物の合計に対して、通常、１０〜５０００モル％であり、好ましくは５０〜２０００モル％、より好ましくは１００〜１０００モル％である。 The amount of the reducing agent used is usually 10 to 5000 mol%, preferably 50, based on the total amount of the compound represented by the formula (3-1) and the compound represented by the formula (3-2). -2000 mol%, More preferably, it is 100-1000 mol%.
前記還元は、溶媒存在下で行うことが好ましい。前記溶媒は、特に限定されず、例えば、この還元に不活性な溶媒を用いればよく、具体的には、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ジオキサン、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトニトリル、ＮＭＰ（１−メチル−２−ピロリドン）、酢酸、硫酸、塩酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸等が挙げられるが、収率向上の観点から、酢酸が好ましい。 The reduction is preferably performed in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited, and for example, a solvent inert to this reduction may be used. Specifically, toluene, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran, DMF (dimethylformamide), dioxane, methanol, ethanol, 1- Examples include propanol, isopropanol, butanol, acetonitrile, NMP (1-methyl-2-pyrrolidone), acetic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, and the like. Acetic acid is preferable from the viewpoint of improving the yield.
前記溶媒の使用量は、前記式（３−１）で示される化合物、前記式（３−２）で示される化合物の合計重量に対して、通常、１〜１００倍量であり、好ましくは５〜５０倍量である。 The amount of the solvent used is usually 1 to 100 times the total weight of the compound represented by the formula (3-1) and the compound represented by the formula (3-2), preferably 5 ~ 50 times the amount.
前記還元に用いる容器は乾燥させていても乾燥させていなくてもよいが、好ましくは反応開始直前に加熱乾燥させることが好ましい。また、前記式（３−１）、（３−２）で示される化合物を容器に入れた後、窒素置換してから溶媒を加えることがより好ましい。 The container used for the reduction may or may not be dried, but is preferably dried by heating immediately before the start of the reaction. Moreover, it is more preferable to add the solvent after nitrogen substitution, after putting the compound shown by said Formula (3-1) and (3-2) into a container.
前記還元剤は、前記式（３−１）、（３−２）で示される化合物と溶媒とを混合させた容器内に直接加えてもよいし（例えば、滴下）、溶媒に溶かして滴下してもよいが、収率向上の観点から、直接加えることが好ましい。 The reducing agent may be added directly into a container in which the compound represented by the formulas (3-1) and (3-2) and the solvent are mixed (for example, dropwise addition), or dissolved in the solvent and dropped. However, it is preferably added directly from the viewpoint of improving the yield.
前記還元の際の温度は、前記溶媒の沸点以下であれば特に制限されないが、−１００〜２００℃が好ましく、２０〜１５０℃がより好ましく、４０〜１２０℃が特に好ましい。 Although the temperature in the case of the said reduction | restoration will not be restrict | limited especially if it is below the boiling point of the said solvent, -100-200 degreeC is preferable, 20-150 degreeC is more preferable, 40-120 degreeC is especially preferable.
前記還元の反応終了後は、例えば、得られた反応液を水中に入れ、メタノール、エタノール等の有機溶媒を用いて抽出し、得られた有機層を濃縮することにより、前記式（１）で示される化合物等を得ることができる。必要に応じて、カラムクロマトグラフィー、再結晶、蒸留等により精製してもよい。 After completion of the reduction reaction, for example, the obtained reaction solution is put in water, extracted using an organic solvent such as methanol or ethanol, and the obtained organic layer is concentrated to obtain the formula (1). The compounds shown can be obtained. You may refine | purify by column chromatography, recrystallization, distillation, etc. as needed.
前記有機半導体層を形成する際に、有機溶媒可溶性の化合物を用いることが製造上有利であり好ましい。前記式（１）で示される化合物等を有機溶媒に溶解させ、得られた溶液を用いて有機薄膜を形成し、それを有機半導体層とすることが好ましい。 When forming the organic semiconductor layer, it is advantageous and preferable in production to use an organic solvent-soluble compound. It is preferable to dissolve the compound represented by the formula (1) in an organic solvent, form an organic thin film using the obtained solution, and use it as an organic semiconductor layer.
−ゲート電極−
ゲート電極には、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン、低抵抗ポリシリコン、低抵抗アモルファスシリコン等の金属や錫酸化物、酸化インジウム、インジウム・錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いることができる。これらは、１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記ゲート電極は、蒸着、スパッタリング、めっき、ＣＶＤ等で形成することができる。前記ゲート電極の厚さは、０．０５〜１００μｍであることが好ましい。なお、ゲート電極として、高濃度にドープされたｎ−型シリコン基板を用いることも可能である。高濃度にドープされたｎ−型シリコン基板は、ゲート電極としての性質と共に基板としての性質も有する。このように基板としての性質も有するゲート電極を用いた場合、第３、第４及び第７の有機薄膜トランジスタにおいて、基板１を省略することも可能である。
-Gate electrode-
For the gate electrode, metal such as gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, low-resistance polysilicon, low-resistance amorphous silicon, tin oxide, indium oxide, indium / tin oxide (ITO), or the like is used. be able to. These may be used alone or in combination of two or more.
The gate electrode can be formed by vapor deposition, sputtering, plating, CVD, or the like. The gate electrode preferably has a thickness of 0.05 to 100 μm. It is also possible to use a highly doped n-type silicon substrate as the gate electrode. A highly doped n-type silicon substrate has a property as a substrate as well as a property as a gate electrode. When the gate electrode having properties as a substrate is used as described above, the
−ソース電極及びドレイン電極−
ソース電極及びドレイン電極は、低抵抗の材料から構成されることが好ましく、例えば、金、白金、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、モリブデン等を用いることができる。これらは１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。
前記ゲート電極は、蒸着、スパッタリング、めっき、ＣＶＤ等で形成することができる。前記ゲート電極の厚さは、０．０５〜１０００μｍであることが好ましい。
-Source and drain electrodes-
The source electrode and the drain electrode are preferably made of a low-resistance material. For example, gold, platinum, chromium, palladium, aluminum, indium, molybdenum, or the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
The gate electrode can be formed by vapor deposition, sputtering, plating, CVD, or the like. The thickness of the gate electrode is preferably 0.05 to 1000 μm.
−絶縁層−
前記絶縁層には、電気の絶縁性が高い材料であれば特に制限されず、公知のものを用いることができ、例えば、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ、Ｔａ2Ｏ5、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、有機ガラス等が挙げられるが、低電圧化の観点から、誘電率の高い材料の方が好ましい。
−Insulating layer−
The insulating layer is not particularly limited as long as it has a high electrical insulating property, and a known material can be used, for example, SiOx, SiNx, Ta 2 O 5 , polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, organic Although glass etc. are mentioned, the material with a high dielectric constant is more preferable from a viewpoint of voltage reduction.
絶縁層の上に有機半導体層を形成する場合は、絶縁層と有機半導体層の界面特性を改善するため、シランカップリング剤等の表面処理剤で絶縁層の表面を処理して表面改質した後に有機半導体層を形成することも可能である。
前記表面処理剤としては、長鎖アルキルクロロシラン類、長鎖アルキルアルコキシシラン類、フッ素化アルキルクロロシラン類、フッ素化アルキルアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン化合物等が挙げられる。表面処理剤で処理する前に、絶縁層表面をオゾンＵＶ、Ｏ2プラズマで処理をしておくことも可能である。
When an organic semiconductor layer is formed on an insulating layer, the surface of the insulating layer was modified by a surface treatment agent such as a silane coupling agent to improve the interface characteristics between the insulating layer and the organic semiconductor layer. It is also possible to form an organic semiconductor layer later.
Examples of the surface treatment agent include long-chain alkylchlorosilanes, long-chain alkylalkoxysilanes, fluorinated alkylchlorosilanes, fluorinated alkylalkoxysilanes, and silylamine compounds such as hexamethyldisilazane. Prior to the treatment with the surface treatment agent, the surface of the insulating layer can be treated with ozone UV or O 2 plasma.
−基板−
前記基板は、有機薄膜トランジスタとしての特性を阻害しなければ特に制限されないが、ガラス基板、フレキシブルなフィルム基板、プラスチック基板等が挙げられる。
-Board-
Although the said board | substrate will not be restrict | limited especially if the characteristic as an organic thin-film transistor is not inhibited, A glass substrate, a flexible film substrate, a plastic substrate etc. are mentioned.
また、第３、４、７実施形態のように、ゲート電極が基板と接する構造をとる電界効果型有機薄膜トランジスタにおいては、シリコン等の導電性基板を用いることにより、基板にゲート電極の役割を持たせることができる。 In the field effect organic thin film transistor having a structure in which the gate electrode is in contact with the substrate as in the third, fourth, and seventh embodiments, the substrate has a role of the gate electrode by using a conductive substrate such as silicon. Can be made.
−保護膜−
有機トランジスタを作製後、素子を保護するために有機トランジスタ上に保護膜を形成することが好ましい。これにより、有機トランジスタが、大気から遮断され、有機トランジスタの特性の低下を抑えることができる。また、保護膜により有機トランジスタの上に駆動する表示デバイスを形成するときの影響を低減することができる。
-Protective film-
After producing the organic transistor, it is preferable to form a protective film on the organic transistor in order to protect the element. Thereby, an organic transistor is interrupted | blocked from air | atmosphere and the fall of the characteristic of an organic transistor can be suppressed. Moreover, the influence at the time of forming the display device driven on an organic transistor with a protective film can be reduced.
保護膜を形成する方法としては、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂、熱硬化樹脂や無機のＳｉＯＮｘ膜等でカバーする方法等が挙げられる。大気との遮断を効果的に行うため有機薄膜トランジスタを作成後、保護膜を形成するまでの工程を大気に曝すことなく（例えば、乾燥した窒素雰囲気中、真空中等で）行うことが好ましい。 Examples of the method for forming the protective film include a method of covering with an ultraviolet (UV) curable resin, a thermosetting resin, an inorganic SiONx film, or the like. In order to effectively cut off from the atmosphere, it is preferable to carry out the steps from the creation of the organic thin film transistor to the formation of the protective film without exposure to the atmosphere (for example, in a dry nitrogen atmosphere or in a vacuum).
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、これらは本発明を何ら限定するものではない。なお、実施例中のスペクトルデータにおいて、1H NMR、IRのsはsingletを表し、dはdoubletを表し、mはmultipletを表し、brはbroadを表し、wはweakを表す。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated using an Example, these do not limit this invention at all. In the spectrum data in the examples, 1 H NMR, IR s represents singlet, d represents doublet, m represents multiplet, br represents broad, and w represents weak.
＜合成例１＞（1,4,5,8-テトラフェニル-9,10-ジ-p-トリル-アントラセンの製法）
5mL二つ口フラスコ、テフロン（登録商標）コーティングした磁気撹拌子、還流冷却管、吹き込み管を定温乾燥機に入れ、加熱した。十分加熱した後、定温乾燥機から取り出し、フラスコに磁気撹拌子を入れ、還流冷却管、吹き込み管を取り付けた。この吹き込み管を減圧／窒素ラインに繋ぎ、反応装置全体を窒素置換した。反応容器を室温まで放冷後、4-ブロモトルエン(0.50 mmol、86.0 mg)を加えた。再び反応装置全体を窒素置換した後、テトラヒドロフラン(0.5 mL)を加えた。反応容器をドライアイス／アセトンバスで-78℃に冷却しノルマルブチルリチウム(1.57Mヘキサン溶液、0.50 mmol、320μL)を加え、10分間攪拌した。攪拌後、1,4,5,8-テトラフェニル-アントラキノン反応容器に入れ、反応容器を室温までゆっくり昇温した。室温で一晩攪拌した後、反応容器を0℃に冷やし、水と1M塩酸水溶液(2.0 mL)を加えた。反応溶液をジエチルエーテルで三回抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗った後、得られた有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた生成物の単離は、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(内径：15mm、カラム長：120mm、溶離液：ヘキサン:酢酸エチル＝10:1)で行った。得られた生成物において、一置換体と二置換体の分離が困難であったため、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（溶離液：CHCl3）を用いて精製を行ったところ、下記式：
で表される1,4,5,8-テトラフェニル-9,10-ジ-p-トリル-9,10-ジヒドロアントラセン-9,10-ジオールを収率35％で得た。
<Synthesis Example 1> (Production Method of 1,4,5,8-Tetraphenyl-9,10-di-p-tolyl-anthracene)
A 5 mL two-necked flask, a Teflon (registered trademark) -coated magnetic stirring bar, a reflux condenser, and a blowing tube were placed in a constant temperature dryer and heated. After sufficiently heating, the product was taken out from the constant temperature dryer, a magnetic stir bar was placed in the flask, and a reflux condenser and a blowing pipe were attached. This blowing tube was connected to a vacuum / nitrogen line, and the whole reactor was replaced with nitrogen. The reaction vessel was allowed to cool to room temperature, and 4-bromotoluene (0.50 mmol, 86.0 mg) was added. The whole reaction apparatus was again purged with nitrogen, and tetrahydrofuran (0.5 mL) was added. The reaction vessel was cooled to −78 ° C. with a dry ice / acetone bath, normal butyl lithium (1.57 M hexane solution, 0.50 mmol, 320 μL) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes. After stirring, the mixture was placed in a 1,4,5,8-tetraphenyl-anthraquinone reaction vessel, and the reaction vessel was slowly warmed to room temperature. After stirring overnight at room temperature, the reaction vessel was cooled to 0 ° C., and water and 1M aqueous hydrochloric acid solution (2.0 mL) were added. The reaction solution was extracted three times with diethyl ether, and the obtained organic layer was washed with saturated brine, and then the obtained organic layer was dried over sodium sulfate. The obtained product was isolated by silica gel column chromatography (inner diameter: 15 mm, column length: 120 mm, eluent: hexane: ethyl acetate = 10: 1). In the obtained product, since it was difficult to separate the mono-substituted product and the di-substituted product, purification was performed using gel permeation chromatography (eluent: CHCl 3 ).
Thus, 1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-di-p-tolyl-9,10-dihydroanthracene-9,10-diol represented by the following formula was obtained in a yield of 35%.
次いで、5mL二つ口フラスコに、磁気撹拌子、1,4,5,8-テトラフェニル-9,10-ジ-p-トリル-9,10-ジヒドロアントラセン-9,10-ジオール(17.8μmol, 12.4 mg)、ヨウ化ナトリウム(178μmol、26.8mg)、ホスフィン酸ナトリウム一水和物(178μmol、19.1mg)、及び酢酸(0.5 mL)を入れた。フラスコに還流冷却管、吹き込み管を取り付け、オイルバスで加熱し、還流条件で3時間反応させた。生成した黄色沈殿をろ別し、水とメタノールで洗浄したところ、下記式：
1H NMR (CDCl3) δ 1.954 (s, 6H, CH3), 6.263 (d, J = 7.8 Hz, 4H, ArH), 6.659 (d, J = 7.8 Hz, 4H, ArH), 6.759 - 6.830 (m, 20H, ArH), 7.169 (s, 4H, ArH)
13C NMR (CDCl3) δ 20.739, 124.551, 126.580, 127.124, 128.164, 129.294, 131.043, 135.093, 135.151, 135.498, 137.510, 140.093, 143.871
IR (KBr) 3449 s br, 3053 w, 3026 w, 2918 w, 1635 m, 1598 w, 1514 w, 1490 w, 1444 w, 1378 w, 1182 w, 1112 w, 1072 w, 1022 w, 910 w, 836 m, 827 m, 762 s, 697 s, 666 w, 605 w, 580 w, 568 w, 550 w, 538 w, 527 w, 508 w, cm-1 1 H NMR (CDCl 3 ) δ 1.954 (s, 6H, CH 3 ), 6.263 (d, J = 7.8 Hz, 4H, ArH), 6.659 (d, J = 7.8 Hz, 4H, ArH), 6.759-6.830 ( m, 20H, ArH), 7.169 (s, 4H, ArH)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ 20.739, 124.551, 126.580, 127.124, 128.164, 129.294, 131.043, 135.093, 135.151, 135.498, 137.510, 140.093, 143.871
IR (KBr) 3449 s br, 3053 w, 3026 w, 2918 w, 1635 m, 1598 w, 1514 w, 1490 w, 1444 w, 1378 w, 1182 w, 1112 w, 1072 w, 1022 w, 910 w, 836 m, 827 m, 762 s, 697 s, 666 w, 605 w, 580 w, 568 w, 550 w, 538 w, 527 w, 508 w, cm -1
＜合成例２＞（1,4,5,8-テトラ-p-トリル-アントラセンの製法）
5mL二つ口フラスコ、テフロン（登録商標）コーティングした磁気撹拌子、還流冷却管、及び吹き込み管を定温乾燥機に入れ、加熱した。十分加熱した後、定温乾燥機から取り出し、フラスコに磁気撹拌子を入れ、還流冷却管及び吹き込み管を取り付けた。吹き込み管を減圧／窒素ラインに繋ぎ、反応装置全体を窒素置換した。反応容器を室温まで放冷後、1,4,5,8-テトラ-p-トリル-アントラキノン(0.10mmol、57.1mg)を加えた。再び反応装置全体を窒素置換した後、酢酸(1.0 mL)、及び55重量％ヨウ化水素酸(1.0mmol、140μL)を加えた。オイルバスで加熱し、還流及び遮光条件で24時間反応させた。生成物の単離は、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(内径：20mm、カラム長：140 mm、溶離液＝ヘキサン:酢酸エチル＝30：1)で行った。原料と生成物の分離が困難であったため、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（溶離液＝CHCl3）を用いて精製を行ったところ、下記式：
1H NMR (C6D6) δ 2.224(12H, s)、7.046(8H, d, J = 7.8 Hz)、7.422(4H, s)、7.443(8H, d, J = 7.8 Hz)、9.155(2H, s)
13C NMR (CDCl3) δ 21.205, 124.665, 125.717, 128.841, 129.958, 130.205, 136.723, 137.610, 139.714
IR ( KBr )3436 w, 3026 w, 2920 w, 2854 w, 1647 w, 1512 m, 1443 w, 1334 w, 1111 w, 1040 m br, 908 w, 855 w, 844 w, 817 s, 795 w, 783 w, 534 m
<Synthesis Example 2> (Production method of 1,4,5,8-tetra-p-tolyl-anthracene)
A 5 mL two-necked flask, a Teflon (registered trademark) -coated magnetic stir bar, a reflux condenser, and a blowing tube were placed in a constant temperature dryer and heated. After sufficiently heating, the product was taken out from the constant temperature dryer, a magnetic stirring bar was put in the flask, and a reflux condenser and a blowing pipe were attached. The blowing tube was connected to a vacuum / nitrogen line, and the whole reactor was replaced with nitrogen. The reaction vessel was allowed to cool to room temperature, and 1,4,5,8-tetra-p-tolyl-anthraquinone (0.10 mmol, 57.1 mg) was added. The whole reaction apparatus was again purged with nitrogen, and acetic acid (1.0 mL) and 55 wt% hydroiodic acid (1.0 mmol, 140 μL) were added. The mixture was heated in an oil bath and reacted for 24 hours under reflux and light-shielding conditions. The product was isolated by silica gel column chromatography (inner diameter: 20 mm, column length: 140 mm, eluent = hexane: ethyl acetate = 30: 1). Since separation of the raw material and the product was difficult, purification was performed using gel permeation chromatography (eluent = CHCl 3 ).
1 H NMR (C 6 D 6 ) δ 2.224 (12H, s), 7.046 (8H, d, J = 7.8 Hz), 7.422 (4H, s), 7.443 (8H, d, J = 7.8 Hz), 9.155 ( 2H, s)
13 C NMR (CDCl 3 ) δ 21.205, 124.665, 125.717, 128.841, 129.958, 130.205, 136.723, 137.610, 139.714
IR (KBr) 3436 w, 3026 w, 2920 w, 2854 w, 1647 w, 1512 m, 1443 w, 1334 w, 1111 w, 1040 m br, 908 w, 855 w, 844 w, 817 s, 795 w, 783 w, 534 m
＜実施例１＞
1,4,5,8-テトラフェニル-9,10-ジ-p-トリル-アントラセンのトランジスタ特性を、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製して測定した。ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板の表面を熱酸化し、２００ｎｍのシリコン酸化膜（以下、熱酸化膜という）を形成した。次に、フォトリソ工程により熱酸化膜上に、チャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極、及びドレイン電極（熱酸化膜側から、クロム、金の順番で蒸着）を作製した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いて、スピンコート法により基板表面をシラン処理した。1,4,5,8-テトラ-p-トリル-アントラセンをクロロホルムに溶解して０．５重量％の溶液を作製し、メンブランフィルターでろ過した後、前記表面処理した基板上にスピンコート法により約６０ｎｍの有機半導体層を形成した。
こうして得られた電界効果型有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを０〜−６０Ｖに変化させてトランジスタ特性を測定する。
<Example 1>
The transistor characteristics of 1,4,5,8-tetraphenyl-9,10-di-p-tolyl-anthracene were measured by fabricating field effect organic thin film transistors. The surface of the heavily doped n-type silicon substrate to be the gate electrode was thermally oxidized to form a 200 nm silicon oxide film (hereinafter referred to as a thermal oxide film). Next, a source electrode and a drain electrode (deposited in the order of chromium and gold from the thermal oxide film side) having a channel length of 20 μm and a channel width of 2 mm were formed on the thermal oxide film by a photolithography process. After thoroughly washing the substrate thus obtained, the substrate surface was silane treated by spin coating using hexamethylene disilazane (HMDS). 1,4,5,8-Tetra-p-tolyl-anthracene was dissolved in chloroform to prepare a 0.5 wt% solution, filtered through a membrane filter, and then spin coated onto the surface-treated substrate. An organic semiconductor layer of about 60 nm was formed.
The transistor characteristics are measured by changing the gate voltage Vg to 0 to −60 V and the source-drain voltage Vsd to 0 to −60 V to the field effect organic thin film transistor thus obtained.
＜実施例２＞
1,4,5,8-テトラ-p-トリル-アントラセンのトランジスタ特性を、電界効果型有機薄膜トランジスタを作製して測定した。ゲート電極となる高濃度にドーピングされたｎ−型シリコン基板の表面を熱酸化し、２００ｎｍのシリコン酸化膜（以下、熱酸化膜という）を形成した。次に、フォトリソ工程により熱酸化膜上に、チャネル長２０μｍ、チャネル幅２ｍｍのソース電極、及びドレイン電極（熱酸化膜側から、クロム、金の順番で蒸着）を作製した。こうして得られた基板を十分洗浄した後、ヘキサメチレンジシラザン（ＨＭＤＳ）を用いて、スピンコート法により基板表面をシラン処理した。1,4,5,8-テトラ-p-トリル-アントラセンをクロロホルムに溶解して０．５重量％の溶液を作製し、メンブランフィルターでろ過した後、前記表面処理した基板上にスピンコート法により約６０ｎｍの有機半導体層を形成した。
こうして得られた電界効果型有機薄膜トランジスタに、ゲート電圧Ｖｇを０〜−６０Ｖ、ソース・ドレイン間電圧Ｖｓｄを０〜−６０Ｖに変化させてトランジスタ特性を測定する。
<Example 2>
The transistor characteristics of 1,4,5,8-tetra-p-tolyl-anthracene were measured by fabricating field effect organic thin film transistors. The surface of the heavily doped n-type silicon substrate to be the gate electrode was thermally oxidized to form a 200 nm silicon oxide film (hereinafter referred to as a thermal oxide film). Next, a source electrode and a drain electrode (deposited in the order of chromium and gold from the thermal oxide film side) having a channel length of 20 μm and a channel width of 2 mm were formed on the thermal oxide film by a photolithography process. After thoroughly washing the substrate thus obtained, the substrate surface was silane treated by spin coating using hexamethylene disilazane (HMDS). 1,4,5,8-Tetra-p-tolyl-anthracene was dissolved in chloroform to prepare a 0.5 wt% solution, filtered through a membrane filter, and then spin coated onto the surface-treated substrate. An organic semiconductor layer of about 60 nm was formed.
The transistor characteristics are measured by changing the gate voltage Vg to 0 to −60 V and the source-drain voltage Vsd to 0 to −60 V to the field effect organic thin film transistor thus obtained.
１：基板
２、２ａ：有機半導体層
３：絶縁層
４：ゲート電極
５：ソース電極
６：ドレイン電極
１００：第１実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１１０：第２実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１２０：第３実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１３０：第４実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１４０：第５実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１５０：第６実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
１６０：第７実施形態に係る有機薄膜トランジスタ
1:
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008014916A JP2009176999A (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008014916A JP2009176999A (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009176999A true JP2009176999A (en) | 2009-08-06 |
Family
ID=41031777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008014916A Pending JP2009176999A (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009176999A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10255985A (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-25 | Xerox Corp | Oragnic el device |
| JP2007535163A (en) * | 2004-04-27 | 2007-11-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method of forming an organic semiconductor device by a melting technique |
| JP2008283104A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Konica Minolta Holdings Inc | Organic semiconductor material, and organic thin-film transistor and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-01-25 JP JP2008014916A patent/JP2009176999A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10255985A (en) * | 1997-02-27 | 1998-09-25 | Xerox Corp | Oragnic el device |
| JP2007535163A (en) * | 2004-04-27 | 2007-11-29 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method of forming an organic semiconductor device by a melting technique |
| JP2008283104A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Konica Minolta Holdings Inc | Organic semiconductor material, and organic thin-film transistor and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7935828B2 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor structure and organic semiconductor apparatus | |
| JP5220005B2 (en) | Thiazolothiazole derivatives and organic electronic devices using the same | |
| KR101096981B1 (en) | New fused ring compound and organic electronic device using the same | |
| JP5502923B2 (en) | Device comprising a small molecule thiophene compound having a bivalent bond | |
| JP5569774B2 (en) | Tetrathiafulvalene derivative | |
| JP2006008679A (en) | Process for preparing small-molecular thiophene compound | |
| US20100006830A1 (en) | Organic semiconductor compound based on 2,7-bis-(vinyl)[1]benzothieno[3,2-b]benzothiophene, organic semiconductor thin film and transistor using the same and methods of forming the same | |
| JP2009215279A (en) | Branched compound, and organic thin film and organic thin film element by using the same | |
| WO2012070582A1 (en) | Conjugated compound, and organic thin film and organic thin film element using same | |
| JP2006013483A (en) | Apparatus equipped with small molecular thiophene compound | |
| WO2010084960A1 (en) | Aromatic compound and method for producing same | |
| WO2014123215A1 (en) | Organic thin film transistor, organic semiconductor thin film, and organic semiconductor material | |
| KR20120118424A (en) | Semiconductor composition | |
| WO2010104118A1 (en) | Branched compound, and organic thin film and organic thin film element each comprising same | |
| WO2013035564A1 (en) | Polymer compound and organic transistor | |
| US8263431B2 (en) | Thiazole-based semiconductor compound and organic thin film transistor using the same | |
| JP5228411B2 (en) | [1] Benzochalcogeno [3,2-b] [1] Compound having benzochalcogenophene skeleton and organic transistor using the same | |
| JP2007176929A (en) | Novel aromatic endiyne derivative, precursor solution for manufacturing organic semiconductor containing this derivative, organic semiconductor thin film using precursor solution and manufacturing method thereof, and electronic device | |
| JP2017193521A (en) | Benzobisthiadiazole compound, organic thin film containing the same, and organic semiconductor element | |
| JP2009176999A (en) | Organic transistor using aromatic compound with fused-ring structure | |
| US20100224869A1 (en) | Organic semiconductor material, organic semiconductor structure and organic semiconductor apparatus | |
| JP5363771B2 (en) | Nitrogen-containing condensed ring compound, nitrogen-containing condensed ring polymer, organic thin film and organic thin film element | |
| KR101000784B1 (en) | Novel polyacene compounds substituted with dendron and organic thin film transistor using the same | |
| JP5035958B2 (en) | Branched compound, organic thin film and organic thin film element using the same | |
| JP7464397B2 (en) | Perylene derivative compound, organic semiconductor composition using said compound, and organic thin film transistor using said organic semiconductor composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101203 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130129 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130528 |