JP2010161323A - チエノチオフェン骨格を特徴とする有機半導体材料を含有する有機トランジスタ - Google Patents
チエノチオフェン骨格を特徴とする有機半導体材料を含有する有機トランジスタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010161323A JP2010161323A JP2009004142A JP2009004142A JP2010161323A JP 2010161323 A JP2010161323 A JP 2010161323A JP 2009004142 A JP2009004142 A JP 2009004142A JP 2009004142 A JP2009004142 A JP 2009004142A JP 2010161323 A JP2010161323 A JP 2010161323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- chemical formula
- organic
- compound
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- VJYJJHQEVLEOFL-UHFFFAOYSA-N thieno[3,2-b]thiophene Chemical group S1C=CC2=C1C=CS2 VJYJJHQEVLEOFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 39
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 28
- -1 fluoroalkynyl group Chemical group 0.000 claims description 25
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 9
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 6
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 5
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000004991 fluoroalkenyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 claims description 5
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 5
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 claims description 5
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims description 5
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 37
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 11
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 20
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 19
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 10
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 10
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 10
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 9
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 5
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 4
- 150000000180 1,2-diols Chemical class 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N Triiodomethane Natural products IC(I)I OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 description 3
- 150000003938 benzyl alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 150000003944 halohydrins Chemical class 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N lithium butane Chemical compound [Li+].CCC[CH2-] DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N n-Butyllithium Substances [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RFCQDOVPMUSZMN-UHFFFAOYSA-N 2-Naphthalenethiol Chemical compound C1=CC=CC2=CC(S)=CC=C21 RFCQDOVPMUSZMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010541 McMurry coupling reaction Methods 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 2
- JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-phenylformamide Chemical compound O=CN(C)C1=CC=CC=C1 JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- APSMUYYLXZULMS-UHFFFAOYSA-N 2-bromonaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(Br)=CC=C21 APSMUYYLXZULMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002941 2-furyl group Chemical group O1C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000004105 2-pyridyl group Chemical group N1=C([*])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000000175 2-thienyl group Chemical group S1C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001255 4-fluorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C([H])=C1F 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100033215 DNA nucleotidylexotransferase Human genes 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003747 Grignard reaction Methods 0.000 description 1
- 101000800646 Homo sapiens DNA nucleotidylexotransferase Proteins 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007239 Wittig reaction Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 150000001787 chalcogens Chemical group 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOCFGAMKSYQRCI-UHFFFAOYSA-N dinaphtho[2,3-b:2',3'-d]furan Chemical compound C1=CC=C2C=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4OC3=CC2=C1 BOCFGAMKSYQRCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZWHMRTTWFJMBC-UHFFFAOYSA-N dinaphtho[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene Chemical compound C1=CC=C2C=C(SC=3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4SC=33)C3=CC2=C1 CZWHMRTTWFJMBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- VGWBXRXNERKBSJ-UHFFFAOYSA-N dithieno[2,3-a:2',3'-d]thiophene Chemical compound C1=CSC2=C1SC1=C2SC=C1 VGWBXRXNERKBSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005743 methylethenyl group Chemical group [H]\C(*)=C(\[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001037 p-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000538 pentafluorophenyl group Chemical group FC1=C(F)C(F)=C(*)C(F)=C1F 0.000 description 1
- 125000005007 perfluorooctyl group Chemical group FC(C(C(C(C(C(C(C(F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)F)(F)* 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940079827 sodium hydrogen sulfite Drugs 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
【解決手段】溶液中で安定であり、かつ、溶解性の高い、チエノチオフェン骨格を特徴とする新規有機半導体材料、ジナフト[2,1−b:2‘,1’−f]チエノ[3,2−b]チオフェン(以下2,1−DNTTとする。)を開発し、その新規有機半導体材料である2,1−DNTT誘導体を少なくとも一種含有している有機トランジスタを試作して、良好な結果を得た。
【選択図】 図1
Description
(以下,本非特許文献2の提案者は、この有機半導体をDNTTと称しているが、本発明である有機トランジスタに含有されるジナフト[2,1−b:2‘,1’−f]チエノ[3,2−b]チオフェンを2,1‐DNTTと称しているため、ここでは2,3−DNTTとする。)は、キャリアー移動度が2.0cm2/Vsと高い値を示すことが報告されている。
〔化11〕
ここでX1及びX2はそれぞれ独立してカルコゲン原子であり、nは1〜3の整数であり、R1及びR2はそれぞれ独立して、ハロゲン、C1−18アルキル、ハロゲンを有するC1−18アルキル、C1−18アルキルオキシ、C1−18アルキルチオもしくはアリール、またはハロゲン、C1−18アルキル、ハロゲンを有するC1−18アルキル、C1−18アルキルオキシもしくはC1−18アルキルチオの少なくとも1種を有するアリールであることを特徴としているものである。
〔化12〕
〔化13〕
2008−154756)。
〔化1〕
なお、置換基R1から R12の好ましい例は、水素原子、フッ素原子、アリール基、複素環基、アルキル基、フルオロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基である。
[化3]
1,2−ジオール類、アリルおよびベンジルアルコール類、キノン類、ハロヒドリン類、ニトロ化合物類、オキシム類、スルホキシド類などは、マクマリーカップリング反応で容易に還元されるため、適用できない。
10%水酸化ナトリウム水溶液150ml(37.5mmol)に2−ナフタレンチオール4.80g (30mmol)のTHF (10ml)溶液を滴下した。30分間撹拌後、ヨードメタン4.26g (30mmol)を滴下し、室温で1時間撹拌した。反応液に水を加え、トルエンで抽出し、減圧濃縮後、析出した結晶を濾過し、再結晶によって精製し、化合物Aの無色結晶4.8gを得た。(収率:93%)
以下に化合物Aの1H−NMRおよび13C−NMRの測定結果を示す。
1H−NMR(CDCl3, 400.4MHz)δ=2.57(s, 3H, −SMe), 7.35−7.47(m, 3H, Ar), 7.60(d, 1H, Ar ), 7.72(d, 2H, Ar), 7.76(d, 1H, Ar).
13C−NMR(CDCl3, 100.7MHz) δ=15.8, 123.5, 125.2, 125.7, 126.5, 126.8, 127.7, 128.2, 131.3, 133.9, 136.1.
また、化合物Aの1H−NMRスペクトルを図3に、13C−NMRスペクトルを図4に示す。
窒素雰囲気下、化合物A1.74g(10mmol)のDMF溶液(20ml)にNBS 1.78g (10mmol)のDMF溶液(10ml)を滴下し、1時間撹拌した。その後、反応液に水、トルエンを加え抽出し、減圧濃縮後、析出した結晶を濾過し、再結晶によって精製し、化合物Bの無色結晶2.2gを得た。(収率:87%)
以下に化合物Bの1H−NMRおよび13C−NMRの測定結果を示す。
1H−NMR(CDCl3, 400.4MHz)δ=2.55(s, 3H, −SMe), 7.29(d, 1H, Ar), 7.42(t, 1H, Ar ), 7.55(t, 1H, Ar), 7.76(d, 2H, Ar), 8.19(d, 2H, Ar).
13C−NMR(CDCl3, 100.7MHz) δ=16.2, 120.4, 122.9, 125.6, 126.3, 127.9, 128.0, 128.1, 131.9, 132.6, 137.7.
また、化合物Bの1H−NMRスペクトルを図5に、13C−NMRスペクトルを図6に示す。
以下に化合物Cの1H−NMRおよび13C−NMRの測定結果を示す。1H−NMR(CDCl3, 400.4MHz)δ=2.55(s, 3H, −SMe), 7.45(m, 2H, Ar), 7.58(t, 1H, Ar ), 7.77(d, 1H, Ar), 7.89(d, 1H, Ar), 8.83(d, 1H, Ar), 10.97(s, 1H, CHO).
13C−NMR(CDCl3, 100.7MHz) δ=17.1, 123.5, 124.3, 126.3, 127.8, 128.8, 129.4, 131.4, 132.4, 134.4, 146.0, 191.2.
また、化合物Cの1H−NMRスペクトルを図7に、13C−NMRスペクトルを図8に示す。
窒素雰囲気下、化合物C1.01g(5mmol)のTHF溶液(15ml) に、氷浴下0℃で四塩化チタン1.0ml(9mmol)を滴下し、亜鉛1.8gのTHF 5mlの懸濁液を、0℃で滴下し、2時間加熱還流した。
室温に冷却後、反応液に5%炭酸水素ナトリウム水溶液、トルエンを加え、抽出し、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物Dの黄色結晶0.3gを得た。(収率:27%)
以下に化合物Dの1H−NMRおよび13C−NMRの測定結果を示す。
1H−NMR(CDCl3, 400.4MHz)δ=2.58(s, 6H, −SMe), 7.28(s, 2H, −CH=CH−), 7.45(t, 2H, Ar), 7.51(d, 2H, Ar ), 7.53(t, 2H, Ar), 7.79(d, 2H, Ar), 7.83(d, 2H, Ar), 8.59(d, 2H, Ar).
13C−NMR(CDCl3, 100.7MHz) δ=16.7, 124.0, 125.2, 125.6, 126.7, 127.9, 128.2, 131.7, 132.0, 132.5, 133.8, 134.8. MS m/z:372
また、化合物Dの1H−NMRスペクトルを図9に、13C−NMRスペクトルを図10に示す。
化合物D 0.16g(0.43mmol)、ヨウ素3.49g(25.8mmol)のCHCl3溶液(10ml)を9時間加熱還流した。
室温に冷却後、反応液に飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液を加え、トルエンで抽出し、有機層を10%食塩水で洗浄、減圧濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより精製し、2,1−DNTTの結晶0.03gを得た。(収率:18%)
以下に2,1−DNTTの1H−NMRおよび13C−NMRの測定結果を示す。 1H−NMR(CDCl2CDCl2, 400.4MHz)δ= 7.76(t, 2H, Ar ), 7.91(t, 2H, Ar), 8.00(d, 2H, Ar), 8.16(d, 2H, Ar), 8.17(d, 2H, Ar) , 8.65(d, 2H, Ar).
13C−NMR(CDCl2CDCl2, 100.7MHz) δ=122.4, 124.7, 126.5, 126.7, 127.9, 128.6, 129.1, 129.6, 132.1, 133.6, 141.3. MS m/z:340
また 2,1−DNTTの1H−NMRスペクトルを図11に、13C−NMRスペクトルを図12に示す。
定であり、かつ溶解性の高いことがその特徴である。しかし、これを有機トランジスタの半導体層に使用して、その基本的な特性を評価する場合には、多結晶やアモルファス状態の薄膜として使用するよりも、単結晶の薄膜を用いて評価するほうが、欠陥が少ないために、材料本来のポテンシャルを評価することができると考えられている。
そこで、本発明では、2,1−DNTT誘導体の少なくとも一種の単結晶を含有してなる
有機トランジスタを試作し、その性能を評価した。次いで、2,1−DNTT誘導体の少なくとも一種を溶液化し塗布した半導体層を使用した有機トランジスタを試作し、その性能を評価するとともに単結晶での性能と比較した。
2,1−DNTTを280℃に加熱しながら、Arガスをキャリアガスとして100ml/minの流速で流し、結晶析出部分の温度を250℃にすることで、2,1−DNTTの単結晶サンプル(フィルム状)を作成した。
上記方法で作成したフィルム状の単結晶2,1―DNTTを用いて、図1に示す構造の薄膜デバイスを作製した。具体的には、厚さ210nmの熱酸化膜を形成したシリコンウェハーに、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のトルエン溶液(3wt%)を大気下にてスピンコート(回転数2000rpm、30sec)し、窒素雰囲気下にて70℃で一晩、続けて100℃で3時間熱処理をおこなうことでPMMA絶縁膜を作製した。
その測定結果を下記の表1に示す。電界効果移動度は0.04cm2/V・sで、On/Off電流比は102であった。
厚さ210nmの熱酸化膜を形成したシリコンウェハーに、レジストパターンを形成し、その上にリフトオフによってソースドレイン(Au)の櫛形電極(チャンネル幅W=2cm、チャンネル長L=10μm)を作製し、これを、ボトム型基板として用いた。
20 薄膜デバイス 21 Source 22 Drain
23 PMMA Dielectric Layer 24 Si/SiO2 Substrate
25 Gate 26 Organic Single Crystal
Claims (5)
- 下記の化学式〔化1〕で示されるような、チエノチオフェン骨格を特徴とする化合物を含有する有機トランジスタ。
〔化1〕
ただし、化学式〔化1〕中の置換基R1から R12は、水素原子及びハロゲン原子、アリール基、複素環基、アルキル基、フルオロアルキル基、アルケニル基、フルオロアルケニル基、アルキニル基、フルオロアルキニル基、アルコキシル基、フルオロアルコキシル基、アミノ基、アミド基、イミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エステル基、ニトロ基、ニトリル基、スルフィド基、メルカプト基、スルホニル基、シリル基のうち、少なくとも一つを含んでいる。 - 化学式〔化1〕中のR2、R8が水素原子以外の同一の置換基であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料を含有する有機トランジスタ。
- 化学式〔化1〕中のR3、R9が水素原子以外の同一の置換基であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料を含有する有機トランジスタ。
- 化学式〔化1〕中のR4、R10が水素原子以外の同一の置換基であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料を含有する有機トランジスタ。
- 請求項1から請求項4のいずれかの有機トランジスタに使用される有機半導体材料の複数を組み合わせてからなる、有機トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009004142A JP5438326B2 (ja) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | チエノチオフェン骨格を特徴とする化合物からなる有機半導体材料を半導体層に使用する有機トランジスタ。 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009004142A JP5438326B2 (ja) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | チエノチオフェン骨格を特徴とする化合物からなる有機半導体材料を半導体層に使用する有機トランジスタ。 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010161323A true JP2010161323A (ja) | 2010-07-22 |
JP5438326B2 JP5438326B2 (ja) | 2014-03-12 |
Family
ID=42578260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009004142A Active JP5438326B2 (ja) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | チエノチオフェン骨格を特徴とする化合物からなる有機半導体材料を半導体層に使用する有機トランジスタ。 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5438326B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015156412A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料 |
JPWO2016147773A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2017-12-28 | 富士フイルム株式会社 | 有機半導体膜形成用組成物、有機薄膜トランジスタ、電子ペーパー、および、ディスプレイデバイス |
JP2019135210A (ja) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 東ソー株式会社 | ジチアゾロナフトジチオフェン化合物、その製造方法及びトランジスタ素子 |
CN114195825A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 北京大学深圳研究生院 | 一种萘并五元杂环并苯并五元杂环电子传输材料及其制备方法与有机发光器件 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006077888A1 (ja) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | National University Of Corporation Hiroshima University | 新規な縮合多環芳香族化合物およびその利用 |
JP2008290963A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Nippon Kayaku Co Ltd | 芳香族化合物の製造方法 |
-
2009
- 2009-01-11 JP JP2009004142A patent/JP5438326B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006077888A1 (ja) * | 2005-01-19 | 2006-07-27 | National University Of Corporation Hiroshima University | 新規な縮合多環芳香族化合物およびその利用 |
JP2008290963A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Nippon Kayaku Co Ltd | 芳香族化合物の製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015156412A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜トランジスタ、有機半導体薄膜および有機半導体材料 |
JPWO2016147773A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2017-12-28 | 富士フイルム株式会社 | 有機半導体膜形成用組成物、有機薄膜トランジスタ、電子ペーパー、および、ディスプレイデバイス |
US10510965B2 (en) | 2015-03-13 | 2019-12-17 | Fujifilm Corporation | Composition for forming organic semiconductor film, organic thin film transistor, electronic paper, and display device |
JP2019135210A (ja) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 東ソー株式会社 | ジチアゾロナフトジチオフェン化合物、その製造方法及びトランジスタ素子 |
JP7085848B2 (ja) | 2018-02-05 | 2022-06-17 | 東ソー株式会社 | ジチアゾロナフトジチオフェン化合物、その製造方法及びトランジスタ素子 |
CN114195825A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 北京大学深圳研究生院 | 一种萘并五元杂环并苯并五元杂环电子传输材料及其制备方法与有机发光器件 |
CN114195825B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-02-02 | 北京大学深圳研究生院 | 一种萘并五元杂环并苯并五元杂环电子传输材料及其制备方法与有机发光器件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5438326B2 (ja) | 2014-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4612786B2 (ja) | 有機電界効果型トランジスタの製造方法 | |
JP5581596B2 (ja) | 有機半導体材料 | |
JP6080870B2 (ja) | 溶液プロセス用有機半導体材料及び有機半導体デバイス | |
JP5202545B2 (ja) | チアゾロチアゾール誘導体を用いた有機トランジスタおよびその製造方法 | |
JP2008513544A (ja) | カルボニル官能化チオフェン化合物および関連する装置構造 | |
JP2006206503A (ja) | π電子系化合物、及びそれを用いたn−型有機電界効果トランジスタ | |
TWI469973B (zh) | 四硫富瓦烯衍生物,以及利用彼之有機膜與有機電晶體 | |
JP5438326B2 (ja) | チエノチオフェン骨格を特徴とする化合物からなる有機半導体材料を半導体層に使用する有機トランジスタ。 | |
JP5314814B2 (ja) | チエノチオフェン骨格を特徴とする有機半導体材料 | |
JP2007042717A (ja) | テトラチアフルバレン誘導体、テトラセレナフルバレン誘導体及びp型有機電界効果トランジスタ | |
JP5478189B2 (ja) | 大気安定性に優れた有機トランジスタ | |
JP5335379B2 (ja) | 有機半導体材料及びこれを使用する有機電子デバイス | |
JP2006248982A (ja) | ヘテロアセン化合物及びその製造方法 | |
JP2008100980A (ja) | 有機半導体化合物、有機半導体薄膜、有機半導体塗布液、有機薄膜トランジスタ、ビス(ベンゾ[4,5]チエノ)[2,3−b:3’2’−e][1,4]ジチインの製造方法、およびビス(ベンゾ[4,5]チエノ)[2,3−b:2’3’−e][1,4]ジチインの製造方法 | |
JP2010083785A (ja) | 平面性の高い分子構造を有する化合物およびこれを用いた有機トランジスタ | |
JP5035587B2 (ja) | 有機半導体素子 | |
JP7494456B2 (ja) | ビフェニレン誘導体、有機半導体層、及び有機薄膜トランジスタ | |
JP2013191821A (ja) | 有機半導体デバイスとその製造方法、および化合物 | |
JP6404133B2 (ja) | 末端にチオフェンを有する屈曲型のチエノチオフェン骨格を特徴とする有機半導体材料を有機半導体層に使用した有機トランジスタ。 | |
JP2005145968A (ja) | 非対称直鎖有機オリゴマー及びその製造方法と用途 | |
JP6420143B2 (ja) | 末端にチオフェンを有する屈曲型のチエノチオフェン骨格を特徴とする有機半導体材料。 | |
WO2011071018A1 (ja) | チエノピラジン化合物、およびそれを含有した電界効果トランジスタ | |
JP2002265466A (ja) | テトラチアフルバレン誘導体及びそれらの製造方法 | |
JP6093493B2 (ja) | クリセン化合物を使用した有機半導体デバイス。 | |
JP4911522B2 (ja) | 液晶化合物およびこれを用いた薄膜トランジスター |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130722 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131113 |
|
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: 20131209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5438326 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |