JP2023055647A - 有機半導体化合物及びそれを用いた有機光電素子 - Google Patents

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Wei-Long Li
シァオ ユ－タン
Yu-Tang Hsiao
ツァイ チャ－ファ
Chia-Hua Tsai
リァオ チュア－イ
Chuang-Yi Liao
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Abstract

【解決手段】下記式の有機化合物であって、JPEG2023055647000057.jpg9169Ａ０は、電子求引基であり、Ａ１及びＡ２は、Ａ０とは異なる電子求引基であり、Ａ１とＡ２とは同一または異なっており、Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ独立して、電子供与基であり、ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ独立して、０～５の整数であり、ａ、ｂ、ｃは、実数であり、且つ、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ≦１、０＜ｂ≦１、０＜ｃ≦１である、有機化合物を提供する。【効果】有機半導体化合物の新規な化学構造は、改善された赤外光範囲応答値を可能にする。有機半導体化合物は、有機光検出器（ＯＰＤ）、有機光起電力電池（ＯＰＶ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）などの有機光電素子に応用できる。それゆえ、有機光電素子の使用においては、吸光範囲及び光電応答が改善される。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、化合物及び該化合物を含む光電素子に関する。特に、優れた物理的及び化学的特性を有する有機半導体化合物及び該化合物を含む有機光電素子に関する。有機半導体化合物は、環境に優しい有機溶媒で処理可能で、生産の利便性を向上させ、環境への影響を低減する。有機光電素子は、赤外線範囲における優れた応答及び低い暗電流密度を有する。
近年、より低コストで汎用電子素子を製造するために、有機半導体化合物に対する需要が高まっている。従来の半導体材料に比べて、有機半導体化合物は、吸光範囲が広く、吸光係数が大きく、構造が調整可能である。有機半導体化合物の吸光範囲、エネルギーギャップ、及び溶解度も、ユーザーの要求に応じて調整することができる。また、有機材料には有機素子の製造の観点から、低コスト、可撓性、低毒性、及び量産適性という利点がある。それゆえ、様々な分野及び用途において、有機光電子材料の競争力は高い。分野及び用途の例としては、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機光検出器（ＯＰＤ）、有機光起電力（ＯＰＶ）電池、トランスデューサ、記憶素子や論理回路の様々な素子またはアセンブリがある。有機半導体材料は、上述の用途の素子またはアセンブリにおいて、通常、厚さ約５０ｎｍ～１μｍの薄膜の形態で存在する。
有機光検出器は、近年、有機光電子科学における新規で開発途上の分野となっている。このような装置は環境中の様々な光源を検出することができ、医療、健康管理、自動運転、無人航空機、デジタルホームなどの様々な分野で応用される。したがって、異なる応用分野に対して異なる材料要件が存在する。さらに、有機材料で素子を作製することにより、良好な可撓性を与えられる。材料科学の急速な発展の恩恵を受けて、ＯＰＤは、薄膜層にすることができるだけでなく、特定の波長の吸光するためにも使用される。光源が異なるため、市販されている製品は、異なる波長帯を吸光する。有機材料は吸光範囲を調整できるので、干渉の低減に要求される特定の波長を吸光するように設計できる。有機材料の高い消光係数によっても、検出効率を効果的に向上させることができる。近年、ＯＰＤの開発は、紫外線及び可視光から近赤外線（ＮＩＲ）光へと徐々に変化している。
素子の性能に直接寄与するため、有機光検出器における活性層の材料は重要な役割を果たす。活性層の材料は、ドナー及びアクセプターに分類される。最も一般的なドナー材料は、有機ポリマー、オリゴマー、または低分子単位である。今日では、Ｄ－Ａタイプ共役ポリマーが主流となっている。ポリマー中の電子リッチユニットと電子欠損ユニットとの間の相互作用に起因するプッシュプル電子効果を利用して、ポリマーのエネルギー準位及びエネルギーギャップを制御することができる。ドナー材料と組合せて使用するアクセプター材料は、フラーレン誘導体（導電性が高く、約４００～６００ｎｍの吸光範囲を有する）、グラフェン、金属酸化物、量子ドット、フラーレン以外の有機化合物（近年台頭してきた）などがある。
自動運転及び無人航空機の分野では、強力な可視光を避けるために、近赤外光を吸光する有機光検出器が開発されてきた。さらに、透過率及び長距離検出を向上させるためには、適用波長は１，０００ｎｍを超える必要がある。この分野の要求に応えるためには、より高い応答性及びより低い暗電流密度（Ｊｄ）を有する光電素子を採用する必要がある。様々な国における環境コンプライアンスに配慮し、また加工性のためにも、材料の加工に際しては環境に優しい溶媒を可能な限り使用する必要がある。現在のところ有望な有機半導体材料（ドナー－アクセプター共役ポリマーまたは低分子のみ）は、＜１０００ｎｍの吸光範囲では良好に機能するが、＞１０００ｎｍの吸光範囲では該材料を使用した素子の性能は不良である。例えば、J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 10098-10103などに記載されたものなどの現在競争力のある有機半導体ポリマーは、＞１０００ｎｍの範囲に適用できる。しかし、７００ｎｍの波長では光電応答の低下が原因となって深刻なギャップが形成される。そのため、全波長帯で良好な応答効果を達成することが困難である。また、本分野でよく使われているＰ３ＨＴポリマーはスタックしやすいので、添加剤を使用してスタックを避けることによって、製造した有機光電素子の暗電流密度を下げる必要がある。しかし、添加剤の使用は素子の安定度を低下させ、有機光電素子の寿命に影響する。さらに、有機半導体材料の湿式加工で使用される溶媒は主にハロゲン系有機溶媒であり、環境に悪影響を及ぼす。したがって、赤外領域でより優れた光応答性能を有し、優れた電気特性を有し、スタックの影響が小さく、ハロゲン系有機溶媒を用いた操作を必要としない、新規な有機半導体化合物の開発が求められている。
本発明の目的は、先行技術に基づく有機半導体化合物の欠点を克服することができ、さらに上述した特性のうち１つ以上に優れる新規な有機半導体化合物、特にｐ型有機半導体化合物を提供することである。また、この有機半導体化合物は、大量生産に適した方法で合成でき、１０００ｎｍ超の波長帯における全波長光と反応し、良好な素子効率をもたらし、製造工程において分子がスタックしにくく、加工性及び環境に優しい溶媒中における溶解度に優れる。これら点は、溶液による大量生産にとって有益である。
本発明の別の目的は、本発明の有機半導体化合物を含む新規な有機光電素子であって、紫外光－可視光－近赤外光（ＮＩＲ）の広範囲の波長での光応答性能を有し、より低い暗電流密度、優れた検出感度を有する有機光電素子を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機半導体化合物は、以下の化学式で表される：
Figure 2023055647000002
式中、Ａ０は、電子求引基であり、Ａ１及びＡ２は、Ａ０とは異なる電子求引基であり、Ａ１とＡ２とは同一または異なっており、Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ独立して、同一または異なる電子供与基であり、ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ独立して、０～５の整数であり、ａ、ｂ、ｃは、実数であり、且つ、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ≦１、０＜ｂ≦１、０＜ｃ≦１である。
上記の目的を達成するために、本発明に係る有機光電素子は、基板と、前記基板上に配置された電極モジュールと、活性層と、を備える。前記電極モジュールは、第１の電極及び第２の電極からなり、前記活性層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置される。前記活性層は、本発明に係る有機半導体化合物を少なくとも１つ含む材料から作製される。前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方は、透明または半透明である。
上記目的または他の目的を達成するために本発明で採用される構造及び技術的手段は、好ましい実施形態及び図面に関する以下の詳細な記述を通してより理解できる。
本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機光電素子の実施形態の構造の概略図である。 本発明の有機半導体化合物の実施形態の溶液状態及び薄膜状態における吸光スペクトルである。 本発明の有機半導体化合物の実施形態の溶液状態及び薄膜状態における吸光スペクトルである。 本発明の有機光電素子の実験結果である。 本発明の有機光電素子の実験結果である。 本発明の有機光電素子の実験結果である。 本発明の有機光電素子の実験結果である。
本発明の有機半導体化合物は、合成が容易であるだけでなく、製造工程中に良好な加工性及び一般的な溶媒に対する良好な溶解性をも示す。これらの特性は、有機半導体化合物を大量生産できる溶液工程にとって有益である。
本発明による有機半導体化合物の調製は、本発明を包含する技術分野における通常の知識を有する者に公知の方法及び文献の記載に基づいて達成することができ、これを実施形態においてさらに説明する。
本発明により提供される有機半導体化合物は、下記式で表される：
Figure 2023055647000003
式中、Ａ０は、電子求引基であり；Ａ１及びＡ２は、Ａ０とは異なる電子求引基であり、Ａ１とＡ２とは同一または異なっており；Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ独立して、電子供与基であり；ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ独立して、０～５の整数であり；ａ、ｂ、ｃは、実数であり、且つ、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ≦１、０＜ｂ≦１、０＜ｃ≦１である。
本発明の有機半導体化合物では、Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ、以下の基
Figure 2023055647000004
から選択される基であり、
式中、Ｒ０～Ｒ３は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ｒａは、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択される。
本発明の有機半導体化合物では、Ａ０は、以下の基
Figure 2023055647000005
からなる群から選択される基であり、
式中、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ａｒ５は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ｒａ及びＲｂは、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
ｇは１～８の正の整数である。
本発明の有機半導体化合物では、Ａ１は、以下の基
Figure 2023055647000006
からなる群から選択される基であり、
式中、Ｒ４～Ｒ６は、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅから選択され、
Ａｒ６及びＡｒ７は、それぞれ、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ａｒ８は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ｒａ及びＲｂは、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
ｈは、１～８の正の整数である。
本発明の有機半導体化合物では、Ａ２は、以下の基
Figure 2023055647000007
から選択される基であり、
式中、Ｒ７～Ｒ１４は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
Ｒｂは、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅからなる群から選択される。
本発明に係る有機半導体化合物の調製方法を、以下の実施形態において説明する。
有機化合物Ｃ１０の調製方法：
Figure 2023055647000008
Figure 2023055647000009
Figure 2023055647000010
Figure 2023055647000011
Figure 2023055647000012
まず、化学反応式１を参照する。１０ｇ（８６．３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１を５００ｍＬの四口フラスコに入れ、５０ｍＬの無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。撹拌して溶解させ、温度を１５℃に下げた。３４．５ｍＬのｎ－ブチルリチウム（ｎ－ＢｕＬｉ）をゆっくりと滴下し、薄いオレンジ色の溶液とした。室温に戻して１時間撹拌した。１５℃で、１９．８１ｇ（５．６２ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２を滴下し、淡黄色で透明な溶液を得た。反応物を室温に戻し、２０時間撹拌し、５ｍＬの水を加えて反応を終了させた。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した後、１００ｍＬのヘプタンを加えて溶解させ、２０ｍＬの水で３回抽出した（３×２０ｍＬ）。有機層を回収し、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させ、ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去して粗生成物を得た。減圧蒸留法で出発物質及び不純物を除去した（０．２５トル、８０～１００℃）。フラスコの残渣をシリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン）で精製した。主要な画分を回収し、ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去し、真空下５０℃で乾燥させ、淡黄色で油状である化合物Ｃ３を９．３ｇ得た（収率５１％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．０９（ｄ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、１Ｈ）、６．８５（ｄ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、１Ｈ）、２．７２（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、２Ｈ）、１．６８（ｍ、１Ｈ）、１．２７（ｍ、２４Ｈ）、０．８８（ｍ、６Ｈ）。
化学反応式２を参照する。２０ｇ（５８．３１ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ３を２５０ｍＬの三口フラスコに入れ、１６０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。フラスコを氷浴（＜１０℃）に入れ、２３．３２ｍＬ（５８．３１ｍｍｏｌ）のｎ－ブチルリチウム（ｎ－ＢｕＬｉ）を加え、１時間撹拌し続けた。また、８．３６ｇ（５８．３１ｍｍｏｌ）の臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）及び５．０６ｇ（５８．３１ｍｍｏｌ）の臭化リチウム（ＬｉＢｒ）を別の５００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコを氷浴して、１６０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。２５０ｍＬの三口フラスコ中の反応物を氷浴中の５００ｍＬの三口フラスコに加え、１時間撹拌した。氷浴中のフラスコに３．３６ｇ（２．２７ｍＬ、２６．５ｍｍｏｌ）の塩化オキサリルを加え、室温に戻して１８時間撹拌した。１００ｍＬの水を加えて反応を終了させた。２００ｍＬのヘプタンを加え、１００ｍＬの水で３回抽出した（３×１００ｍＬ）。有機層を回収し、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させた。溶媒を除去した後、シリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン／ジクロロメタン＝４／１）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮乾燥し、黄橙色の油状液体である化合物Ｃ４を１２ｇ得た（収率６１．２％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．８８（ｓ、２Ｈ）、２．８０（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、４Ｈ）、１．７６（ｍ、２Ｈ）、１．２９（ｍ、４８Ｈ）、０．８８（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式３を参照する。２ｇ（５．２１ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ５を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、６０ｍＬの氷酢酸を加えた。マグネティックスターラーで激しく撹拌しながら、５．８３ｇ（１０４．４ｍｍｏｌ）の鉄粉を加えた。８０℃まで加熱し１６時間反応させた。反応混合物を室温に戻し、２００ｍＬの氷水に投入し、固体をろ過によって回収した。蒸留水で固体を洗浄し、真空乾燥させた。粗生成物を２００ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）で溶解させ、鉄粉をろ過によって除去した。ロータリーエバポレーションによって真空下で乾燥させて有機溶媒を除去し、１．３５ｇの化合物Ｃ６を得た（収率８０％）。別のフラスコに、化合物Ｃ６、２．７ｇ（３．６５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ４及び４０ｍＬの酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）を加えた。マグネティックスターラーで激しく撹拌しながら、混合物を１２０℃まで加熱して１６時間反応させ、室温に戻した。反応混合物を５０ｍＬの氷水に投入した。ジクロロメタン（ＤＣＭ）で抽出し、有機層を５０ｍＬの蒸留水で３回洗浄した（３×５０ｍＬ）。硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で有機相から乾燥させ、ロータリーエバポレーションによって溶媒を除去して、粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン／ジクロロメタン＝４／１）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗赤色の固体であるＣ７を２．４ｇ得た（真空乾燥後の収率６１．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．４５（ｓ、２Ｈ）、２．８３（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、４Ｈ）、１．８３（ｍ、２Ｈ）、１．３０（ｍ、４８Ｈ）、０．８９（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式４を参照する。２ｇ（１．９４２ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ７及び１．６０ｇ（４．２８７ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ８を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、４０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。１５分間アルゴンガスを導入して酸素を除去した。０．０７１ｇ（０．０７８ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（Ｐｄ２（ｄｂａ）３）及び０．０９５ｇ（０．３１１ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、６６℃まで加熱して２時間撹拌した。温度を下げ、反応物をセライトでろ過し、ヘプタンで洗浄した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラム（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン=１／４）で精製した。主要な画分を回収し、茶色の粘稠液体である化合物Ｃ９を１．８１ｇ得た（収率９０．１％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．８８（ｄ、Ｊ＝４．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．７１（ｄ、Ｊ＝４．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．４３（ｓ、２Ｈ）、７．３４（ｔ、Ｊ＝６．０Ｈｚ、２Ｈ）、２．８５（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、４Ｈ）、１．８３（ｍ、２Ｈ）、１．３０（ｍ、４８Ｈ）、０．８８（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式５を参照する。１．８１ｇ（１．７５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ９を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で１０７ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。氷浴中で０．７１６ｇ（４．０２３ｍｍｏｌ）のＮ－ブロモスクシンイミド（ＮＢＳ）を加え、ゆっくり室温に戻し、１８時間撹拌した。ロータリーエバポレーションによって、有機溶媒を除去し、粗生成物を得た。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン=１／４）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗褐色の粘稠液体である化合物Ｃ１０を１．８８ｇ得た（収率８９．８％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．７３（ｄ、Ｊ＝５．４Ｈｚ、２Ｈ）、７．３８（ｓ、２Ｈ）、７．２１（ｔ、Ｊ＝４．８Ｈｚ、２Ｈ）、２．８８（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、４Ｈ）、１．８７（ｍ、２Ｈ）、１．２９（ｍ、４８Ｈ）、０．８５（ｍ、１２Ｈ）。
有機化合物Ｃ１６の調製方法：
Figure 2023055647000013
Figure 2023055647000014
Figure 2023055647000015
Figure 2023055647000016
Figure 2023055647000017
化学反応式６を参照する。２０ｇ（６４．８３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１１を２５０ｍＬの三口フラスコに入れた。１６０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。フラスコを氷浴して、２５．９３ｍＬ（６４．８３ｍｍｏｌ）のｎ－ブチルリチウム（ｎ－ＢｕＬｉ）を加えた後、１時間撹拌した。また、９．３０ｇ（６４．８３ｍｍｏｌ）の臭化銅（Ｉ）及び５．６３ｇ（６４．８３ｍｍｏｌ）の臭化リチウムを別の５００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコを氷浴して、１６０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。氷浴中で、２５０ｍＬの三口フラスコ中の反応物を５００ｍＬの三口フラスコに加え、１時間撹拌した。氷浴中で、２．６５ｇ（３０．８７ｍｍｏｌ）の塩化オキサリルを加え、室温に戻して１８時間撹拌した。１００ｍＬの水を加えて反応を終了させた。ロータリーエバポレーションによってテトラヒドロフランを除去した後、２００ｍＬのヘプタンを加え、１００ｍＬの水で３回抽出した（３×１００ｍＬ）。有機層を回収し、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させた。溶媒を除去した後、シリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン／ジクロロメタン＝４／１）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、オレンジ色の油状液体である化合物Ｃ１２を９．３ｇ得た（収率６６．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．８７（ｄ、Ｊ＝４．２Ｈｚ、２Ｈ）、７．８６（ｄ、Ｊ＝４．２Ｈｚ、２Ｈ）、２．８２（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、４Ｈ）、１．６９（ｍ、２Ｈ）、１．２９（ｍ、４８Ｈ）、０．８７（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式７を参照する。１ｇ（２．６０ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ５及び２．３３ｇ（６．２５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ８を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、３０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。１５分間アルゴンガスを導入して酸素を除去した。０．０９５ｇ（０．１０４ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム及び０．１２６ｇ（０．４１６ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、６６℃まで加熱して２時間撹拌した。温度を下げた後、セライトでろ過し、テトラヒドロフランで洗浄した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去し、イソプロピルアルコール及びテトラヒドロフランの混合物で再結晶させた。ろ過によって固体を回収し、化合物Ｃ１３を０．８７ｇ得た（真空乾燥後の収率８５．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．７５（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝５．１Ｈｚ、Ｊ＝０．７Ｈｚ）、７．５２（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝４．７Ｈｚ、Ｊ＝１．１Ｈｚ）、７．２５（ｍ、２Ｈ）。
化学反応式８を参照する。０．８６ｇ（２．２０ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１３を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、３０ｍＬの氷酢酸を加えた。１．７３ｇ（３０．８ｍｍｏｌ）鉄粉を加え、マグネティックスターラーで激しく撹拌しながら、８０℃まで加熱して５時間反応した。室温に戻し、反応混合物を２００ｍＬの氷水に投入し、固体をろ過によって回収した。蒸留水で固体を洗浄し、真空乾燥させた。酢酸エチルで粗生成物を溶解させ、ろ過によって鉄粉を除去した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去し、残渣を真空乾燥させて、化合物Ｃ１４を０．６９ｇ得た（収率＝９５％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．５７（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝５．５Ｈｚ、Ｊ＝１．１Ｈｚ）、７．３７（ｄｄ、２Ｈ、Ｊ＝３．３Ｈｚ、Ｊ＝１．１Ｈｚ）、７．２６（ｔ、２Ｈ、Ｊ＝４．７Ｈｚ）、４．３９（ｂｒ、４Ｈ）。
化学反応式９を参照する。０．５ｇ（１．５２ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１４及び１．０２ｇ（１．５２ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１２を１００ｍＬの三口フラスコに入れた。１５ｍＬの氷酢酸を加えた。激しく撹拌しながら、１２０℃まで加熱して３時間反応させ、室温に戻した。反応混合物を５０ｍＬの氷水に投入した。ジクロロメタン（ＤＣＭ）で抽出し、５０ｍＬの蒸留水で有機層を３回洗浄した（３×５０ｍＬ）。有機層を硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させ、真空濃縮して粗生成物を得た。シリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン／ジクロロメタン＝４／１）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗赤色の固体である化合物Ｃ１５を０．７５ｇ得た（真空乾燥後の収率５１．３％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．９０（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．７０（ｄ、Ｊ＝５．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．４９（ｄ、Ｊ＝３．５Ｈｚ、２Ｈ）、７．３２（ｔ、Ｊ＝４．５Ｈｚ、２Ｈ）、６．７３（ｄ、Ｊ＝３．５Ｈｚ、２Ｈ）、２．８６（ｄ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、４Ｈ）、１．７５（ｍ、２Ｈ）、１．３２（ｍ、４８Ｈ）、０．８８（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式１０を参照する。０．７５ｇ（０．７７７ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１５を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で２３ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。氷浴中で、０．３１８ｇ（１．７８７ｍｍｏｌ）のＮ－ブロモスクシンイミドを加え、室温に戻し、１８時間撹拌した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン＝１／４）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗褐色の粘稠液体である化合物Ｃ１６を０．８１ｇ得た（収率９２．８％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．７７（ｄ、Ｊ＝４．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．４７（ｄ、Ｊ＝３．５Ｈｚ、２Ｈ）、７．２２（ｄ、Ｊ＝４．０Ｈｚ、２Ｈ）、６．７５（ｄ、Ｊ＝３．５Ｈｚ、２Ｈ）、２．８８（ｄ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、４Ｈ）、１．８７（ｍ、２Ｈ）、１．２９（ｍ、４８Ｈ）、０．８７（ｍ、１２Ｈ）。
有機化合物Ｃ２１の調製方法：
Figure 2023055647000018
Figure 2023055647000019
Figure 2023055647000020
Figure 2023055647000021
化学反応式１１を参照する。２．００ｇ（２１．２５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１７、２．８２ｍＬ（１９．１３ｍｍｏｌ）の１－ヨードヘキサン、及び２．９４ｇ（２１．２５ｍｍｏｌ）の炭酸ナトリウムを１００ｍＬの二口フラスコに入れた。４０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を加えた。９０℃まで加熱して１８時間反応させた。反応後に温度を下げて、水及び酢酸エチルを加えて抽出した。有機層を回収し、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）で乾燥させ、減圧ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラム（溶離液としてヘプタン／ジクロロメタン＝１／５）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、透明な液体である化合物Ｃ１８を２．７０ｇ得た（収率７１．２％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．２８（ｍ、１Ｈ）、６．９１（ｍ、４Ｈ）、３．９６（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、１．７９（ｍ、２Ｈ）、１．４９（ｍ、６Ｈ）、０．９２（ｍ、３Ｈ）。
化学反応１２を参照する。１．１７ｇ（８．８ｍｍｏｌ）の塩化アルミニウム(ＡｌＣｌ３）を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、２５ｍＬの無水ジクロロメタンを加えた。アルゴンガス雰囲気下で－２０℃まで温度を下げ、０．２５４ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の塩化オキサリルを加えた。０℃に戻した後、０．７８３ｇ（４．４ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１８及び０．１６ｍＬ（２．０ｍｍｏｌ）の無水ピリジンを５ｍＬの無水ジクロロメタンで溶解させて三口フラスコに加えた。室温にゆっくり戻し、１８時間反応させた。１００ｍＬの水を加えて反応を終了させ、ジクロロメタン及び水で抽出した。有機層を回収し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラム（溶離液として酢酸エチル／ヘプタン＝１／２）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、白色固体である化合物Ｃ１９を０．３６ｇ得た（収率４３．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．２２（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、４Ｈ）、６．９４（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、４Ｈ）、４．０３（ｔ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、４Ｈ）、１．８１（ｍ、４Ｈ）、１．３８（ｍ、１２Ｈ）、０．９１（ｍ、６Ｈ）。
化学反応式１３を参照する。０．２０２ｇ（０．４９２ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１９及び０．１７ｇ（０．５１７ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１４を１００ｍＬの二口フラスコに入れた。窒素雰囲気下で２０ｍＬの酢酸を加えた。１２０℃まで加熱して１８時間反応させた。水に投入して反応を終了させ、ジクロロメタン及び水で抽出し、有機層を回収し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラム（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン＝１／２）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗緑色の固体である化合物Ｃ２０を０．３１ｇ得た（収率８９．０％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．９９（ｄ、Ｊ＝３．５Ｈｚ、２Ｈ）、７．８０（ｄ、Ｊ＝９．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．６８（ｄ、Ｊ＝５．５Ｈｚ、２Ｈ）、７．３２（ｍ、２Ｈ）、６．９４（ｄ、Ｊ＝９．０Ｈｚ、４Ｈ）、４．０３（ｔ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、４Ｈ）、１．８３（ｍ、４Ｈ）、１．３８（ｍ、１２Ｈ）、０．９１（ｍ、６Ｈ）。
化学反応式１４を参照する。０．３０ｇ（０．４２６ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２０及び９ｍＬのテトラヒドロフランを１００ｍＬの二口フラスコに入れた。氷浴中、窒素雰囲気下で、０．１６７ｇ（０．９３７ｍｍｏｌ、２．２当量）のＮ－ブロモスクシンイミドをゆっくり添加した。室温で１８時間反応させた。水を加えて反応を終了させ、ジクロロメタンおよび水で抽出した。有機層を回収し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラム（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン＝２／３）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗緑色の固体である化合物Ｃ２１を０．２９６ｇ得た（収率８０．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．８７（ｄ、Ｊ＝４．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．２０（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、４Ｈ）、７．２３（ｄ、Ｊ＝４．０Ｈｚ、２Ｈ）、６．９５（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、４Ｈ）、４．０５（ｔ、Ｊ＝６．５Ｈｚ、４Ｈ）、１．８３（ｍ、４Ｈ）、１．３８（ｍ、１２Ｈ）、０．９１（ｍ、６Ｈ）。
有機化合物Ｃ２５の調製方法：
Figure 2023055647000022
Figure 2023055647000023
化学反応式１５を参照する。１．０ｇ（２．２２６ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２２及び２．４ｇ（５．７７９ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２３を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、４５ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えた。１５分間アルゴンガスを導入した。０．０８２ｇ（０．０９０ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム及び０．１０８ｇ（０．３５５ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、６６℃まで加熱し、２時間撹拌した。温度を下げた後、セライトでろ過し、ヘプタンで洗浄した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン=１／４）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、茶色の粘稠液体である化合物Ｃ２４を１．６４ｇ得た（収率９３．２％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．６９（ｓ、２Ｈ）、７．２３（ｓ、２Ｈ）、４．９１（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、２Ｈ）、２．７６（ｍ、４Ｈ）、２．３８（ｓ、１Ｈ）、１．７４（ｍ、４Ｈ）、１．３８（ｍ、２Ｈ）、１．０７（ｍ、４２Ｈ）、０．８９（ｍ、１２Ｈ）。
化学反応式１６を参照する。１．０ｇ（１．２６５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２４を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で、４５ｍＬのテトラヒドロフランを加えた。氷浴中で、０．４５０ｇ（２．５２８ｍｍｏｌ）のＮ－ブロモスクシンイミド（ＮＢＳ）を加えた。室温で１８時間撹拌した。ロータリーエバポレーションによって有機溶媒を除去した。カラムクロマトグラフィー（溶離液としてジクロロメタン／ヘプタン＝１／４）で精製した。主要な画分を回収し、濃縮して、暗褐色の粘稠液体である化合物Ｃ２５を１．１５ｇ得た（収率９５．６％）。１Ｈ ＮＭＲ（６００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ８．５４（ｓ、２Ｈ）、４．９５（ｍ、２Ｈ）、２．７０（ｍ、４Ｈ）、２．３８（ｓ、１Ｈ）、１．７４（ｍ、４Ｈ）、１．３８（ｍ、２Ｈ）、１．０７（ｍ、４２Ｈ）、０．８８（ｍ、１２Ｈ）。
有機半導体化合物ＤＰ１の調製方法：
Figure 2023055647000024
０．１５ｇ（０．３６６ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２７、０．２１８ｇ（０．１８３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１０、０．０６３ｇ（０．０７３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２１、及び０．０５０ｇ（０．１０９ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２６を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、３６．６ｍＬのクロロベンゼンを加えた。１５分間アルゴンガスを導入した。３．３５ｍｇ（０．００３７ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム及び４．４６ｍｇ（０．０１４７ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、１３０℃まで加熱し、０．５時間撹拌した。７０ｍＬのメタノールに投入した後にろ過し、固体を回収した。メタノール及び酢酸エチルによるソックスレー抽出で精製した。残留固体を真空乾燥させてＤＰ１を０．２５８ｇ得た（収率８５．０％）。
Figure 2023055647000025
０．１２３４ｇ（０．１１０ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１６、０．２１８２ｇ（０．１８３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１０、０．０７７３ｇ（０．０７３ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２８、及び０．１８０ｇ（０．３６６ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２９を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、３６．６ｍＬのクロロベンゼンを加えた。１５分間アルゴンガスを導入した。３．３５ｍｇ（０．００３７ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム及び４．４６ｍｇ（０．０１４７ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、１３０℃まで加熱し、１時間撹拌した。７０ｍＬのメタノールに投入した後でろ過し、固体を回収した。メタノール及び酢酸エチルによるソックスレー抽出で固体を精製した。残留固体を真空乾燥させてＤＰ２を０．２０ｇ得た（収率９５．０％）。
Figure 2023055647000026
０．０３５５ｇ（０．０３７４ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ２５、０．０４２ｇ（０．０３７４ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ１６、０．０１３１ｇ（０．０１８７ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ３０及び０．０５７６ｇ（０．０９３５ｍｍｏｌ）の化合物Ｃ３３を１００ｍＬの三口フラスコに入れ、２０ｍＬのクロロベンゼンを加えた。１５分間アルゴンガスを導入した。０．８６ｍｇ（０．０００９ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム及び１．１４ｍｇ（０．０００４ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ－トリル）ホスフィンを加え、１３０℃まで加熱し、１時間撹拌した。４０ｍＬのメタノールに投入して沈殿させた後、ろ過して固体を回収した。メタノール及び酢酸エチルによるソックスレー抽出で固体を精製した。残留固体を真空乾燥させてＤＰ５を０．０９１ｇ得た（収率８８．６％）。
本発明に基づく有機半導体化合物の複数の実施形態を表１に示す。
Figure 2023055647000027
Figure 2023055647000028

Figure 2023055647000029

Figure 2023055647000030
本発明の有機半導体化合物は、有機光電素子のための電子ドナーまたはｐ型半導体として使用でき、同様に、有機光検出器素子などの分野における適用のためのｎ型及びｐ型半導体の混合物を調製するのに適している。ここで、「ｎ型」または「ｎ型半導体」という用語は電子の密度が正孔の密度を超える外因性半導体を指し、一方、「ｐ型」または「ｐ型半導体」という用語は、正孔の密度が電子の密度を超える外因性半導体を指す（J. Thewlis, Concise Dictionary of Physics, Pergamon Press, Oxford, 1973も参照されたい）。
本発明の有機半導体化合物を加工する場合、第１の成分の調製のために、電荷輸送、半導電性、導電性、光導電性、正孔阻止、電子阻止などの特性を有する１種以上の低分子化合物及び／またはポリマーを加え、有機半導体化合物に混合する必要がある。
さらに、本発明の有機半導体化合物は、第２の成分の調製のために、１種以上の有機溶媒と混合することができる。有機溶媒は、例えば、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン、エーテル及びそれらの混合物である（例えば、トルエン、ｏ－キシレン、ｐ－キシレン、１，３，５－トリメチルベンゼンまたは１，２，４－トリメチルベンゼン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン）。
有機半導体化合物は、素子のパターン化有機半導体層にも使用することができる。今日のマイクロコンピュータ用途において、薄い有機半導体層のパターニングや、小さい構造またはパターンの生産は、フォトリソグラフィー、電子ビームリソグラフィーまたはレーザーパターニングにより実施できる。これにより、コストが低下し（単位面積あたりの素子の数が増える）、電力消費が低減する。
電子素子または光電子素子における薄層を形成するために、本発明の有機半導体化合物から形成される第１の成分または第２の成分を、任意の適切な方法によって堆積させることができる。溶液処理コーティングは、真空蒸着技術よりも優れている。本発明の有機半導体化合物から形成される第２の成分は、いくつかの溶液処理コーティング技術の使用を可能にする。
好ましくは、堆積技術は、ディップコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷、ノズル印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、ブレードコーティング、ロール印刷、リバースロールコーティング、平版印刷、ドライオフセット印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレーコーティング、カーテンコーティング、ブラシコーティング、スロットダイコーティング、またはパッド印刷を含むが、これらに限定されない。
本発明の有機半導体化合物を含む有機光電素子、該有機半導体化合物により形成される第１の成分または該有機半導体化合物により形成される第２の成分も提供する。該有機光電素子は、基板と、第１の電極及び第２の電極を含む、前記基板上に配置された電極モジュールと、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された活性層と、を備え、前記活性層の材料が本発明に記載の有機半導体化合物を少なくとも１つ含む。前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、透明または半透明である。
図１Ａに示すように、好適な実施形態では、有機光電素子１０は、基板１００、電極モジュール１１０及び活性層１２０を備える。電極モジュール１１０は、第１の電極１１２及び第２の電極１１４からなり、基板１００の上に配置される。活性層１２０は、第１の電極１１２と第２の電極１１４との間に配置される。第１の電極１１２は、基板１００と活性層１２０との間に位置する。第２の電極１１４は、活性層１２０の上に位置する。
該実施形態では、活性層１２０は、本発明に記載の有機半導体化合物を少なくとも１つ含む。第１の電極１１２及び第２の電極１１４のうちの少なくとも一方は、透明または半透明である。
図１Ｂに示すように、他の実施形態では、有機光電素子１０は、基板１００、電極モジュール１１０及び活性層１２０を備える。電極モジュール１１０は、基板１００の上に配置され、第１の電極１１２及び第２の電極１１４を含む。活性層１２０は、第１の電極１１２と第２の電極１１４との間に配置される。第２の電極１１４は、基板１００と活性層１２０との間に位置する。第１の電極１１２は、活性層１２０の上に位置する。
上述の基板１００は、好ましくは機械的強度熱強度及び透明性を有するガラス基板または透明フレキシブル基板である。透明フレキシブル基板の材料は、ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、エチレン－ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、テトラフルオロエチレンエチレン－ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリフッ化ビニル、エチレン－テトラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンジフルオリド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミドなどであり得る。
第１の電極１１２は、金属酸化物及びそのフッ素ドープ誘導体（透明酸化インジウム、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）など）、または複合体金属酸化物（酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）など）から作製される。
上記第２の電極１１４は、金属酸化物、金属（銀、アルミニウム、金）、導電性ポリマー、炭素系導電体、金属化合物、または上記材料の組合せを含む導電膜から作製できる。
好ましくは、有機光電素子１０の活性層１２０は、本発明の有機半導体化合物などの少なくとも１種のｐ型有機半導体化合物と、少なくとも１種のｎ型有機半導体化合物とを含む。
より好ましくは、有機光電素子１０のｎ型有機半導体化合物は、以下の化学式を有する：
Figure 2023055647000031
Figure 2023055647000032

Figure 2023055647000033

Figure 2023055647000034

Figure 2023055647000035

Figure 2023055647000036

Figure 2023055647000037

Figure 2023055647000038

Figure 2023055647000039
図１Ｃに示すように、さらなる実施形態では、有機光電素子１０の構成要素の配置は本発明の第１の実施形態と同じである。有機光電素子１０は、第１のキャリア輸送層１３０及び第２のキャリア輸送層１４０をさらに備える。第１のキャリア輸送層１３０は、第１の電極１１２と活性層１２０との間に配置される。第２のキャリア輸送層１４０は、第２の電極１１４と活性層１２０との間に配置される。
図１Ｄに示すように、本発明の第４の実施形態では、有機光電素子１０の構成要素の配置は本発明の第１の実施形態と同じである。有機光電素子１０は、第２の電極１１４と活性層１２０との間に配置された第１のキャリア輸送層１３０と、第１の電極１１２と活性層１２０との間に配置された第２のキャリア輸送層１４０とをさらに備える。
図１Ｅに示すように、本発明の第５の実施形態では、有機光電素子１０の構成要素の配置は本発明の第２の実施形態と同じである。有機光電素子１０は、第２の電極１１４と活性層１２０との間に配置された第１のキャリア輸送層１３０と、第１の電極１１２と活性層１２０との間に配置された第２のキャリア輸送層１４０とをさらに備える。
図１Ｆに示すように、本発明の第６の実施形態では、有機光電素子１０の構成要素の配置は本発明の第２の実施形態と同じである。有機光電素子１０は、第１のキャリア輸送層１３０及び第２のキャリア輸送層１４０をさらに備える。第１のキャリア輸送層１３０は、第１の電極１１２と活性層１２０との間に配置される。第２のキャリア輸送層１４０は、第２の電極１１４と活性層１２０との間に配置される。
前述の第３～第６の実施形態において、第１のキャリア輸送層１３０は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの共役ポリマー電解質；またはポリアクリレートなどのポリ酸；またはポリ［ビス（４－フェニル）（２，４，６－トリメチルフェニル）アミン］（ＰＴＡＡ）などの共役ポリマー；またはナフィオンフィルム、ポリエチレンイミン、もしくはポリスチレンスルホネートなどの絶縁ポリマー；またはＭｏＯｘ、ＮｉＯｘ、ＷＯｘ、ＳｎＯｘなどの金属酸化物によりドープされているポリマー；またはＮ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（１－ナフチル）（１，１’ビフェニル）－４，４’－ジアミン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－（３－メチルフェニル）－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン（ＴＰＤ）などの有機低分子化合物；または前述の材料のうちの１つ以上の組合せから選択され得る。
前述の第３～第６の実施形態では、第２のキャリア輸送層１４０は、共役ポリマー電解質、例えばポリエチレンイミン；または共役ポリマー、例えばポリ［３－（６－トリメチル）アンモニウムヘキシル）チオフェン］、ポリ（９，９－ビス（２－エチルヘキシル－フルオレン）－ｂ－ポリ［３－（６－トリメチルアンモニウムヘキシル）チオフェン］、及びポリ［（９，９－ビス（３’－（Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノ）プロピル）－２，７－フルオレン）－alt－２，７－（９，９－ジオクチルフルオレン）］；または有機低分子化合物、例えばトリス（８－ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ３）、４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン；または金属酸化物、例えばＺｎＯｘ、アルミニウムドープＺｎＯ（ＡＺＯ）、ＴｉＯｘもしくはそのナノ粒子；または塩、例えばＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＣＯ３；またはアミン、例えば第１級、第２級または第３級アミンから選択され得る。
本発明の有機半導体化合物によってもたらされる有機光電素子の性能の改善を説明するために、本発明の有機半導体化合物を含む有機光電素子の特性及び性能を試験する。結果を要約すると以下の通りである。
（材料吸光スペクトル試験）
紫外／可視分光光度計を用いて、試料の吸光スペクトルを測定する。ｏ－キシレンで試料を溶解させた後、溶液状態における吸光スペクトルを測定する。薄膜試料は、濃度１０ｍｇ／ｍｌの試料及び基板であるガラスを使用して作製した。スピンコート法によりガラス上に試料をコーティングし薄膜を形成させる。固体薄膜の吸光スペクトルを測定する。各試料の吸光スペクトルを図２Ａ～図２Ｂに示し、測定結果を表２に示す。
Figure 2023055647000040
比較例１のＰＣＢＯＴＱは、J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8379-8386に記載され、比較例２のＰＴＴＱ（ＢＯ）はJ. Mater. Chem. C, 2020, 8, 10098-10103に記載された。本実施例では、ＤＰ２およびＤＰ５は、環境に優しいｏ－キシレンに溶解し、加工可能である。しかし、ＰＣＢＯＴＱおよびＰＴＴＱ（ＢＯ）は、ハロゲン系溶媒で加工を行う必要がある、ハロゲン系溶媒を使用する従来の技術と比べて、本発明の有機半導体は、加工時における環境への影響がより小さい。試験材料の薄膜状態における吸収範囲では、本発明のポリマーは、最大吸収ピークを１１００ｎｍ超に赤方偏移している。また薄膜の吸収開始値は、１３５０ｎｍを超えている。一方、比較例のＰＣＢＯＴＱの吸収開始値はわずか８１６ｎｍであり、本発明の吸収範囲よりはるかに小さい。図２Ａ及び図２Ｂによれば、本発明のポリマーを使用した有機光検出器には、１３５０ｎｍ以上の波長帯に応答する外部量子効率（ＥＱＥ）がある。
（材料の電気化学的特性試験）
本発明の化合物の酸化還元電位は電気化学的分析装置を用いて記録される。電解液として０．１Ｍのテトラ－１－ブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（Ｂｕ４ＮＰＦ６）アセトニトリル溶液を電解質に用いる。０．０１Ｍの硝酸銀（ＡｇＮＯ３）及び０．１ＭのＴＢＡＰ（過塩素酸テトラブチルアンモニウム）のアセトニトリル溶液中のＡｇ／ＡｇＣｌを基準電極とした。白金（Ｐｔ）を対極とし、炭素ガラス電極を作用極とする。ｏ－キシレンを用いて材料を溶解し、それらを作用極上に滴下し、薄膜を形成させて測定する。５０ｍＶ／ｓｅｃの速度で該薄膜をスキャンし、サイクリックボルタンメトリー曲線を得る。同時に、フェロセン／フェロセニウム（Ｆｃ／Ｆｃ＋）のサイクリックボルタンメトリーを内部標準とし、補正を行い、測定対象である試料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯのエネルギー準位を得る。計算式は以下の通りである：
ＨＯＭＯ＝－（４．７１＋Ｅｏｘ－Ｅｆｅｒｒｏｎｃｅｎｅ）
ＬＵＭＯ＝ＨＯＭＯ＋Ｅｇ ｏｐｔ
各試料の試験結果を表２に示す。
実施形態では、ＤＰ２及びＤＰ５について、サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）を用いて酸化を測定した。ＨＯＭＯ＝－（４．７１＋Ｅｏｘ－Ｅｆｅｒｒｏｎｃｅｎｅ）を計算することによって、最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）を求めた。薄膜状態の材料の紫外－可視－近赤外（ＵＶ－Ｖｉｓ－ＮＩＲ）吸光スペクトルの吸収開始位置（λｏｎｓｅｔ）に基づいて、材料の光学エネルギーギャップ（Ｅｇ＝１２４１／λｏｎｓｅｔ）及び最低空分子軌道（ＬＵＭＯ、ＬＵＭＯ＝ＨＯＭＯ＋Ｅｇ ｏｐｔ）を求める。
（有機光検出器（ＯＰＤ）性能試験）
基板として、シート抵抗を有する予めパターン化されたＩＴＯ被覆ガラスを採用する。中性洗剤、脱イオン水、アセトン、及びイソプロパノール中で、基板を順次超音波処理する。それぞれの工程において、１５分間洗浄する。洗浄した基板を、ＵＶ－Ｏ３クリーナーで１５分間さらに処理した。ＡＺＯのトップコーティング層を、２，０００ｒｐｍの速度で４０秒間、ＩＴＯ基板上にスピンコーティングにより塗布する。１２０℃で５分間、空気中で加熱する。活性層溶液をｏ－キシレン（ドナーポリマーと低分子との重量比率は１：１）中で調製する。合計濃度は２０ｍｇ／ｍｌである。ポリマーを完全に溶解させるために、活性層溶液をホットプレート上で、１００℃で少なくとも３時間撹拌する。活性層溶液をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）メンブレンフィルター（孔径０．４５～１．０μｍ）でろ過し、活性層溶液を１時間加熱する。その後、溶液を室温まで冷却する。膜厚が１００ｎｍ前後になるように塗布速度を制御してスピンコーティングする。実施後、複合膜を１００℃で５分間アニール処理し、次いで、蒸着器に移した。３×１０－６トル未満の真空で、正孔輸送層として三酸化モリブデン薄膜（８ｎｍ）を堆積し、外部電極として銀薄膜（１００ｎｍ）を堆積する。Ｋｅｉｔｈｌｅｙ（商標）２，４００ソースメーターを使用して、光がない状態で、暗電流密度（Ｊｄ、－８Ｖのバイアス電圧）を記録する。次に、ソーラーシミュレーター（ＡＭ１．５Ｇフィルタ付きキセノンランプ、１００ｍＷｃｍ－２）を使用して、空気中且つ室温での素子の光電流密度（Ｊｐｈ）を測定する。スペクトルミスマッチが均一になるように、光強度の較正のための参照セルとして、ＫＧ５フィルタを有する標準的なＬＥＤを使用する。外部量子効率（ＥＱＥ）の測定には外部量子効率計を使用し、測定範囲は３００～１，８００ｎｍ（バイアス電圧０～－１０Ｖ）である。光源の較正にはケイ素（３００～１，１００ｎｍ）及びゲルマニウム（１，１００～１，８００ｎｍ）を使用する。
ここで、ＤＰ２素子の活性層の配合は、ＤＰ２：Ｎ１＝１：１、合計濃度２０ｍｇ／ｍＬ、ｏ－キシレン中で調製した。ＤＰ５素子の活性層の配合は、ＤＰ５：Ｎ１＝１：１、合計濃度２０ｍｇ／ｍＬ、ｏ－キシレン中で調製した。上記の有機光電素子の構造は、ガラス／ＩＴＯ／ＡＺＯ／ＡＴＬ／ＭｏＯ３／Ａｇである。
本発明の各試料の電流密度を図３Ａ、３Ｂ、４Ａ及び４Ｂに示し、試験の結果を表３及び表４に示す。
Figure 2023055647000041
この実施形態では、ポリマーとフラーレン以外の低分子との組合せを活性層として使用し、先行文献の試験結果も表３に示した。１１００ｎｍにおいて、ＤＰ２：Ｎ１の活性層で調製した有機光電素子のＥＱＥ応答は２０．０％に達し、暗電流は１０－６Ａ／ｃｍ２である。ＤＰ５：Ｎ１の活性層で調製した有機光電素子のＥＱＥ応答は２１．５％に達し、暗電流は１０－６Ａ／ｃｍ２ある。先行技術と比較して、ＤＰ２：Ｎ１及びＤＰ５：Ｎ１を含む本発明の有機光電素子は、ＥＱＥ及び暗電流密度に関して優れた性能を有することが分かった。また、先行技術と比較して、本発明のポリマーは、非ハロゲン系溶媒への溶解性に優れている。それゆえ、非ハロゲン系溶媒（環境に優しい溶媒）をコーティング工程に使用できる。添加剤を加えないので、素子の安定性に対して有益であると期待される。
Figure 2023055647000042
この実施形態では、ポリマーとフラーレン以外の低分子との組合せを活性層として使用し、先行文献の試験結果を表４に示した。７００ｎｍにおいて、ＤＰ２：Ｎ１の活性層で調製した有機光電素子のＥＱＥ応答は３９．９％に達し、暗電流密度は１０－６Ａ／ｃｍ２である。ＤＰ５：Ｎ１の活性層で調製した有機光電素子のＥＱＥ応答は３５．０％に達し、暗電流密度は１０－６Ａ／ｃｍ２である。先行技術と比較して、本発明の有機光電素子は、ＥＱＥ及び暗電流密度において優れた性能を有した。特に、可視光領域及び近赤外光領域において良好な応答を示し、可視光及び近赤外光検出器の需要を満たすことができる。これと同時に、７００ｎｍでは明らかなギャップがあってその波長帯を検出できないというJ. Mater. Chem. C, 2020, 8, 10098-10103に記載された課題も解決できることが分かった。したがって、本発明の有機半導体材料及びそれを用いた有機光電素子は、先行技術よりも優れた効果を有する。

Claims (14)

  1. 下記式の有機化合物であって、
    Figure 2023055647000043
    Ａ０は、電子求引基であり、
    Ａ１及びＡ２は、Ａ０とは異なる電子求引基であり、Ａ１とＡ２とは同一または異なっており、
    Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ独立して、電子供与基であり、
    ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ独立して、０～５の整数であり、
    ａ、ｂ、ｃは、実数であり、且つ、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、０＜ａ≦１、０＜ｂ≦１、０＜ｃ≦１である、有機化合物。
  2. Ａｒ０、Ａｒ１、Ａｒ２、π０、π１、π２は、それぞれ、以下の基
    Figure 2023055647000044
    からなる群から選択される基であり、
    式中、Ｒ０～Ｒ３は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ｒａは、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択される、請求項１に記載の有機化合物。
  3. Ａ０は、以下の基
    Figure 2023055647000045
    からなる群から選択される基であり、
    式中、Ａｒ３及びＡｒ４は、それぞれ、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ａｒ５は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ｒａ及びＲｂは、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
    ｇは１～８の正の整数である、請求項１に記載の有機化合物。
  4. Ａ１は、以下の基
    Figure 2023055647000046
    からなる群から選択される基であり、
    式中、Ｒ４～Ｒ６は、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅからなる群から選択され、
    Ａｒ６及びＡｒ７は、それぞれ、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲａで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲａで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲａで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ａｒ８は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ｒａ及びＲｂは、それぞれ、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
    ｈは、１～８の正の整数である、請求項１に記載の有機化合物。
  5. Ａ２は、以下の基
    Figure 2023055647000047
    からなる群から選択される基であり、
    式中、Ｒ７～Ｒ１４は、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、Ｃ３～Ｃ３０ケト置換アルキル、非置換芳香族基、非置換複素環基、非置換縮合環基、非置換縮合複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている芳香族基、一つまたは複数のＲｂで置換されている複素環基、一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合環基、及び一つまたは複数のＲｂで置換されている縮合複素環基からなる群から選択され、
    Ｒｂは、水素原子、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～Ｃ３０直鎖アルキル、Ｃ３～Ｃ３０分岐アルキル、Ｃ１～Ｃ３０シリル基、Ｃ２～Ｃ３０エステル基、Ｃ１～Ｃ３０アルコキシ、Ｃ１～Ｃ３０チオアルキル、Ｃ１～Ｃ３０ハロアルキル、Ｃ２～Ｃ３０アルケン、Ｃ２～Ｃ３０アルキン、Ｃ２～Ｃ３０シアノ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ニトロ置換アルキル、Ｃ１～Ｃ３０ヒドロキシ置換アルキル、及びＣ３～Ｃ３０ケト置換アルキルからなる群から選択され、
    Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＳｅから選択される、請求項１に記載の有機化合物。
  6. 基板と、
    第１の電極及び第２の電極を含む、前記基板上に配置された電極モジュールと、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された活性層と、を備え、
    前記活性層の材料が請求項１に記載の有機半導体化合物を少なくとも１つ含み、前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、透明または半透明である、有機光電素子。
  7. 前記第１の電極、前記活性層、及び前記第２の電極が、前記基板上に、下から上へとこの順に配置されている、請求項６に記載の有機光電素子。
  8. 前記第２の電極、前記活性層、及び前記第１の電極が、前記基板上に、下から上へとこの順に配置されている、請求項６に記載の有機光電素子。
  9. 前記活性層の材料は、少なくとも１種のｎ型有機半導体化合物をさらに含み、且つ前記ｎ型有機半導体化合物のエネルギーギャップは２ｅＶ未満である、請求項６に記載の有機光電素子。
  10. 前記少なくとも１種のｎ型有機半導体化合物は以下の化学式
    Figure 2023055647000048
    Figure 2023055647000049

    Figure 2023055647000050

    Figure 2023055647000051

    Figure 2023055647000052

    Figure 2023055647000053

    Figure 2023055647000054

    Figure 2023055647000055

    Figure 2023055647000056
    からなる群から選択される、請求項９に記載の有機光電素子。
  11. 前記第１の電極と前記活性層との間に配置された第１のキャリア輸送層、及び
    前記第２の電極と前記活性層との間に配置された第２のキャリア輸送層をさらに含む、請求項６に記載の有機光電素子。
  12. 前記第２の電極と前記活性層との間に配置された第１のキャリア輸送層、及び
    前記第１の電極と前記活性層との間に配置された第２のキャリア輸送層をさらに含む、請求項６に記載の有機光電素子。
  13. 請求項１に記載の有機半導体化合物と、
    エネルギーギャップが２ｅＶ未満であるｎ型有機半導体化合物と、
    非ハロゲン系溶媒から選択される少なくとも１種の有機溶媒とを含む、配合物。
  14. 前記少なくとも１種の溶媒は、トルエン、ｐ－キシレン、ｍ－キシレン、ｏ－キシレン、１，３，５－トリメチルベンゼン、１，２，４－トリメチルベンゼン、テトラヒドロフランまたは２－メチルテトラヒドロフランからなる群から選択される、請求項１３に記載の配合物。
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