WO2015016344A1 - 化合物、有機トランジスタ及びその応用 - Google Patents

化合物、有機トランジスタ及びその応用 Download PDF

Info

Publication number
WO2015016344A1
WO2015016344A1 PCT/JP2014/070333 JP2014070333W WO2015016344A1 WO 2015016344 A1 WO2015016344 A1 WO 2015016344A1 JP 2014070333 W JP2014070333 W JP 2014070333W WO 2015016344 A1 WO2015016344 A1 WO 2015016344A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
general formula
group
divalent linking
represented
hydrogen atom
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/070333
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友樹 平井
高久 浩二
康智 米久田
健介 益居
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013161828A external-priority patent/JP6159188B2/ja
Priority claimed from JP2013161829A external-priority patent/JP5972234B2/ja
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2015016344A1 publication Critical patent/WO2015016344A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04Ortho-condensed systems
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40Organic transistors
    • H10K10/46Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/466Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate

Definitions

  • the present invention relates to an organic transistor, an organic semiconductor film, an organic semiconductor material, and the like.
  • the present invention includes a compound having a chrysenodipyrrole structure, an organic transistor containing the compound, an organic semiconductor material for a non-luminescent organic semiconductor device containing the compound, an organic transistor material containing the compound, and a compound
  • the present invention relates to a coating solution for a non-luminescent organic semiconductor device, and an organic semiconductor film for a non-luminescent organic semiconductor device containing a compound.
  • a device using an organic semiconductor material examples include a photoelectric conversion element such as an organic thin film solar cell or a solid-state imaging device using the organic semiconductor material as a photoelectric conversion material, "Means a luminous efficiency of 1 lm / W or less when a current is passed through the device at room temperature and a current density of 0.1 mW / cm 2 in the atmosphere.
  • Organic transistors (which means organic semiconductor devices excluding organic semiconductor devices).
  • a device using an organic semiconductor material may be capable of manufacturing a large-area element at a lower temperature and lower cost than a device using an inorganic semiconductor material. Furthermore, since the material characteristics can be easily changed by changing the molecular structure, there are a wide variety of materials, and it is possible to realize functions and elements that could not be achieved with inorganic semiconductor materials.
  • Patent Document 1 describes a compound obtained by condensing a benzene ring or a heterocycle (thiophene ring, furan ring, pyrrole ring) at both ends of chrysene, and in particular, a carbon atom on a nitrogen atom at both ends of chrysene.
  • a general formula of a structure having a pyrrole ring having a substituent of several 1 to 30 is described.
  • Patent Document 1 describes that by using this compound for an organic thin film transistor, an organic thin film transistor having a high mobility, a high driving speed, and a large on / off ratio can be obtained.
  • Patent Document 1 lists only compounds having a methyl group on the nitrogen atom of the pyrrole ring as specific examples of compounds in which pyrrole rings are introduced at both ends of chrysene.
  • dibenzochrysene is listed. Only dithienochrysene has been studied, and the solubility was about 0.5% by mass with respect to chloroform.
  • Patent Document 2 describes a compound having a pyrrole ring on both ends or one end of a condensed ring of 3 to 7 aromatic rings, particularly on both ends of chrysene on a nitrogen atom.
  • Patent Document 2 describes that by using this compound for an organic thin film transistor, an organic thin film transistor having a high charge transport rate, a low threshold voltage, and a large on / off ratio was obtained.
  • the organic thin film transistor characteristics are examined only for a compound having a pyrrole ring having a branched alkyl group having 5 carbon atoms on a nitrogen atom at one end of chrysene, and field effect transfer
  • the voltage was as low as about 0.003 cm 2 / Vs, and the driving voltage was still a high value of about ⁇ 40 V as a threshold voltage of a gold gate bottom gate / top contact type element.
  • the present inventors examined organic transistors using the compounds described in Examples of Patent Document 1 or 2, and many of the compounds described in Examples of these documents are carriers.
  • the mobility was low, the driving voltage was high, and the solubility in organic solvents was low.
  • the problem to be solved by the present invention is that when used in a semiconductor active layer of an organic transistor (sometimes called an organic thin film transistor), the carrier mobility is high, the driving voltage is low, and the organic solvent is high. Disclosed is a compound having solubility and an organic transistor using the compound.
  • the present inventors have identified a specific substituent at the 2-position of the pyrrole ring of the chrysenodipyrrole structure that has not been disclosed in these documents. And having a structure having unsubstituted NH also has a high carrier mobility and a low driving voltage when used in a semiconductor active layer of an organic film transistor, and a high solubility in an organic solvent.
  • the present inventors have found that a compound having the following can be obtained, and have reached the present invention.
  • the present invention which is a specific means for solving the above problems, has the following configuration.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, n represents an integer of 0 to 17.
  • L represents the following general formula (L -1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any of the following general formulas (L-1) to (L-15):
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or Represents a substituted or unsubstituted silyl group, wherein T represents a substituted or unsubstituted silyl group, wherein L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3)
  • L represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • Formula (11) In the general formula (11), R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 23 and R 24 is a substituent represented by the following general formula (W-1).
  • -SLT General Formula (W-1) In the general formula (W-1), S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • L-3 divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • the wavy line portion indicates the coupling position with S.
  • M in the general formula (L-10) represents 4, and m in the general formulas (L-11) to (L-13) represents 2.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • -SLT General Formula (W)
  • S represents — (CR S 2 ) n —
  • R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, n represents an integer of 0 to 17.
  • L represents the following general formula (L -1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any of the following general formulas (L-1) to (L-15):
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or Represents a substituted or unsubstituted silyl group, wherein T represents a substituted or unsubstituted silyl group, wherein L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3) The total number of carbon atoms contained in S, L, and T is 5 18 is.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • a divalent linking group or a divalent linking group represented by any one of formulas (L-1), (L-2), (L-6) and (L-10) to (L-13) The organic transistor according to any one of [1] to [3], wherein is a divalent linking group in which two or more are bonded.
  • L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1).
  • Organic transistor [6] In the general formula (1), L is a divalent linking group represented by the general formula (L-1), and T is a substituted or unsubstituted alkyl group. The organic transistor in any one.
  • L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-6).
  • Organic transistor [8] The organic transistor according to any one of [1] to [7], wherein in the general formula (1), R 13 and R 14 are hydrogen atoms. [9] The organic transistor according to any one of [1] to [8], wherein in general formula (1), T is a linear alkyl group. [10] The organic transistor according to any one of [1] to [9], wherein T in the general formula (1) is a branched alkyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 23 and R 24 is a substituent represented by the following general formula (W-1).
  • -SLT General Formula (W-1) In the general formula (W-1), S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group. However, T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • L is a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1) to (L-6) and (L-10) to (L-15), Or a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one of formulas (L-1) to (L-6) and (L-10) to (L-15) are bonded.
  • the organic transistor according to any one of [1] and [11] to [13].
  • L is a divalent linking group represented by the general formula (L-1), and T is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • T is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • any one of [1] and [11] to [15] wherein L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-6) Organic transistor according to crab.
  • T is a linear alkyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • the total number of carbon atoms contained in S, L and T is 5-18.
  • the wavy line portion indicates the coupling position with S.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1).
  • Compound [24] In the general formula (1), L is a divalent linking group represented by the general formula (L-1), and T is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-6).
  • R 13 and R 14 are hydrogen atoms.
  • T is a linear alkyl group.
  • T is a branched alkyl group.
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group. However, T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • L is a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1) to (L-6) and (L-10) to (L-15), Or a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one of formulas (L-1) to (L-6) and (L-10) to (L-15) are bonded.
  • L is a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1).
  • T is a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • T is a linear alkyl group.
  • the compound according to any one of [29] to [35], wherein in general formula (11), T is a branched alkyl group.
  • a coating solution for a non-luminescent organic semiconductor device comprising the compound according to any one of [20] to [37] and a polymer binder.
  • An organic semiconductor film for a non-luminescent organic semiconductor device containing the compound according to any one of [20] to [37].
  • An organic semiconductor film for a non-light-emitting organic semiconductor device comprising the compound according to any one of [20] to [37] and a polymer binder.
  • the organic semiconductor film for nonluminous organic semiconductor devices according to [42] or [43] produced by a solution coating method.
  • a compound having a high carrier mobility and a low driving voltage when used in a semiconductor active layer of an organic transistor and having a high solubility in an organic solvent, and an organic transistor using the compound. can do.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an example of the structure of the organic transistor of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-section of the structure of an organic transistor manufactured as a FET characteristic measurement substrate in an example of the present invention.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • a hydrogen atom when used without being particularly distinguished in the description of each general formula represents that it also contains an isotope (such as a deuterium atom).
  • the atom which comprises a substituent represents that the isotope is also included.
  • Organic transistor contains the compound represented by the following general formula (1) or the following general formula (11) in a semiconductor active layer.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3). The total number of carbon atoms contained in S, L and T is 5-18.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 23 and R 24 is a substituent represented by the following general formula (W-1).
  • -SLT General Formula (W-1)
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11) having such a structure has high solubility in an organic solvent, and the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11) By including it in the semiconductor active layer, the organic transistor of the present invention has high carrier mobility and low driving voltage.
  • Patent Document 1 the main focus is on dibenzochrysene and chrysenodithiophene, and the chrysenodipyrrole compound having the same skeleton as that of the present invention is only described in the exemplified compounds, and is described in the examples. There is no.
  • the exemplified compounds described are only compounds having a methyl group on the nitrogen atom of the pyrrole ring and having an alkyl group introduced into the 2-position of the pyrrole ring. Since the obstacle is large, the intermolecular distance is widened, and sufficient HOMO orbital overlap cannot be obtained.
  • Patent Document 1 there is no example in which these are used in an organic transistor, and even if used, it is difficult to achieve both carrier mobility and solubility.
  • dibenzochrysene and chrysenodithiophene described in the examples have a deep HOMO compared to the work function of the electrode, and a driving voltage as high as 50 V or higher despite being a top contact type element using an Au electrode.
  • the compounds described in Examples of Patent Document 2 are asymmetric skeletons not included in the general formula (1) or the general formula (11), and have a low field effect mobility.
  • the compound represented by the general formula (1) is devised with respect to the position and type of the substituent to be introduced into the chrysenodipyrrole, so that the high carrier mobility, the low driving voltage and the general organic solvent can be used. It enhances solubility.
  • the introduction of the substituent represented by the general formula (W) onto the nitrogen atom of the pyrrole ring in the general formula (1) improves the solubility in a general organic solvent.
  • by appropriately adjusting the steric and length of the substituent represented by the general formula (W) it is possible to achieve both high mobility and solubility, which has been difficult until now. Become.
  • the compound represented by the general formula (11) has an unsubstituted NH structure, and a predetermined group is introduced at the 2-position, so that high carrier mobility, low driving voltage, and general This demonstrates the solubility in various organic solvents.
  • this compound unlike an organic semiconductor material having active hydrogen in particular, having an unsubstituted NH structure is advantageous in increasing carrier mobility.
  • an organic semiconductor material having active hydrogen such as an unsubstituted NH structure is generally difficult to use in a transistor because it is chemically weak and easily oxidized to become a conductor.
  • organic EL element material cannot immediately be said to be useful as a semiconductor material for organic transistors.
  • organic EL elements and organic transistors have different characteristics required for organic compounds.
  • it is usually necessary to transport charges in the film thickness direction usually several nanometers to several hundreds of nm
  • organic transistors long distances between electrodes in the film surface direction (usually several micrometers to several hundreds of micrometers) It is necessary to transport charges (carriers). For this reason, the required carrier mobility is remarkably high. Therefore, as a semiconductor material for an organic transistor, an organic compound having high molecular order and high crystallinity is required.
  • the ⁇ conjugate plane is preferably upright with respect to the substrate.
  • an organic EL element is required to have a high light emission efficiency and uniform light emission in the surface.
  • organic compounds with high crystallinity cause light emission defects such as in-plane electric field strength non-uniformity, light emission non-uniformity, and light emission quenching. High material is desired. For this reason, even if the organic compound constituting the organic EL element material is directly transferred to the organic semiconductor material, good transistor characteristics cannot be obtained immediately.
  • preferred embodiments of the compound of the present invention and the organic transistor of the present invention will be described.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the following general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3). The total number of carbon atoms contained in S, L and T is 5-18.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • the halogen atom that R 1 to R 10 can take include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable. It is preferable that R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom from the viewpoint of increasing carrier mobility and reducing driving voltage.
  • R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • the halogen atom that R 13 and R 14 can take include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable.
  • the halomethyl group that R 13 and R 14 can take include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a chloromethyl group, a dichloromethyl group, and a trichloromethyl group, and a trifluoromethyl group is preferable.
  • R 13 and R 14 preferably each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, and both R 13 and R 14 being hydrogen atoms increase carrier mobility and drive voltage. Is particularly preferable from the viewpoint of reducing the heat resistance and increasing the heat resistance of the device.
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent represented by the general formula (W).
  • substituents that R 11 and R 12 in the general formula (1) can independently take, a halogen atom, an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, C1-C40 alkyl groups such as nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, etc.
  • both R 11 and R 12 are substituents represented by the general formula (W), which increases carrier mobility, reduces driving voltage, and organic It is preferable from the viewpoint of increasing the solubility in a solvent.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3). The total number of carbon atoms contained in S, L and T is 5-18.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n —.
  • R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and the range and preferred range of the halogen atom that R S can take are the same as the range and preferred range of the halogen atom that R 1 to R 10 can take.
  • R S is preferably a hydrogen atom.
  • n represents an integer of 0 to 17, preferably 0 to 3, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0. When n is 0, S represents a single bond.
  • L represents a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or the following general formulas (L-1) to (L-15). Or a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R ′ in the general formulas (L-1) and (L-2) may be bonded to T adjacent to L to form a condensed ring.
  • R 11 and R 12 in the above general formula (1) can be adopted. What was illustrated as a substituent can be mentioned.
  • the substituent R ′ in the general formula (L-14) is preferably an alkyl group.
  • the alkyl group has 1 to 9 carbon atoms. It is preferably 4 to 9, more preferably 5 to 9, and more preferably 5 to 9 from the viewpoints of chemical stability and carrier transportability.
  • the alkyl group is preferably a linear alkyl group from the viewpoint of improving carrier mobility.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkenyl group, and is preferably an alkyl group.
  • the alkyl group that R si can take is not particularly limited, but the preferred range of the alkyl group that R si can take is the same as the preferred range of the alkyl group that the silyl group can take when T is a silyl group.
  • the alkenyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkenyl group, more preferably a branched alkenyl group, and the alkenyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkynyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group, more preferably a branched alkynyl group, and the alkynyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • M in the general formula (L-10) represents 4, and m in the general formulas (L-11) to (L-13) represents 2.
  • L is a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1), (L-2), (L-6) and (L-10) to (L-13), or the general formula ( A divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one of L-1), (L-2), (L-6) and (L-10) to (L-13) are bonded. It is preferably a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1) and (L-6) or a divalent linking group in which two or more of these divalent linking groups are bonded. More preferably. From the viewpoints of chemical stability and carrier transport properties, a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1) is particularly preferred, represented by the general formula (L-1).
  • L is a divalent linking group represented by the general formula (L-1), and T is a substituted or unsubstituted alkyl group. More particularly preferred.
  • L is a divalent group containing a divalent linking group represented by the general formula (L-6). And particularly preferably a divalent linking group represented by the general formula (L-6).
  • n in S is preferably 1 or more, preferably 1 to 3, and more preferably 1.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having 1 or more repeating oxyethylene units, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • L adjacent to T is a divalent linking group represented by the general formula (L-1)
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, and the number of repeating oxyethylene units.
  • T when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the general formulas (L-2) and (L-4) to (L-13), T is substituted or It is more preferably an unsubstituted alkyl group.
  • T when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the general formula (L-3), T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted silyl group. It is preferably a group.
  • T is a substituted or unsubstituted alkyl group
  • the number of carbon atoms is preferably 4 to 18, more preferably 6 to 14 from the viewpoint of chemical stability and carrier transport, and 6 to 12 carbon atoms. More preferably.
  • T is a long-chain alkyl group in the above range, particularly a long-chain linear alkyl group, from the viewpoint of improving the linearity of the molecule and increasing the carrier mobility.
  • T represents an alkyl group, it may be a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group, but the linear alkyl group increases the linearity of the molecule and increases the carrier mobility. From the viewpoint of being able to.
  • T is a branched alkyl group.
  • the carrier mobility is increased when the alkyl group represented by T is at least the lower limit of the above range.
  • L includes the general formula (L-1) adjacent to T, or when n in -S- is 1 or more, an alkylene group represented by the general formula (L-1), —S— Carrier mobility becomes high when the carbon number of the alkyl group formed by combining the alkylene group contained therein and the alkyl group represented by T is not less than the lower limit of the above range.
  • T examples include a halogen atom, and a fluorine atom is preferable.
  • T is an alkyl group having a fluorine atom
  • all hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with a fluorine atom to form a perfluoroalkyl group.
  • T is preferably an unsubstituted alkyl group.
  • the “oxyethylene group” represented by T is a group represented by — (OCH 2 CH 2 ) v OY in the present specification.
  • the repeating number v of the oxyethylene unit represents an integer of 1 or more, and Y at the terminal represents a hydrogen atom or a substituent).
  • Y at the terminal of the oligooxyethylene group is a hydrogen atom, it becomes a hydroxy group.
  • the number of repeating oxyethylene units v is preferably 2 to 4, and more preferably 2 to 3.
  • the terminal hydroxy group of the oligooxyethylene group is preferably sealed, that is, Y represents a substituent.
  • the hydroxy group is preferably sealed with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, that is, Y is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Y is a methyl group or an ethyl group. Is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • the number of repeating siloxane units is preferably 2 to 4, and more preferably 2 to 3. Further, it is preferable that a hydrogen atom or an alkyl group is bonded to the Si atom.
  • the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, and for example, a methyl group or an ethyl group is preferably bonded.
  • the same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups or hydrogen atoms may be bonded to it.
  • all the siloxane units which comprise an oligosiloxane group may be the same or different, it is preferable that all are the same.
  • T can be a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T when T is a substituted or unsubstituted silyl group, it is preferable that T is a substituted silyl group.
  • a substituted or unsubstituted alkyl group is preferable and it is more preferable that it is a branched alkyl group.
  • T is a trialkylsilyl group, the alkyl group bonded to the Si atom preferably has 1 to 3 carbon atoms.
  • a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group is preferably bonded.
  • the same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups may be bonded thereto.
  • T is a trialkylsilyl group having a substituent on the alkyl group.
  • the total number of carbon atoms contained in S, L and T is 5 to 18.
  • the carrier mobility increases and the drive voltage decreases.
  • the solubility in organic solvents increases.
  • the total number of carbon atoms contained in S, L and T is preferably 5 to 14, more preferably 6 to 14, particularly preferably 6 to 12, and more preferably 8 to 12. Particularly preferred.
  • the compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (2).
  • General formula (2) is preferably a compound represented by the following general formula (2).
  • R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 11 and R 12 is a substituent represented by the general formula (W).
  • R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a methyl group or a halomethyl group.
  • a preferred range of R 11 and R 12 in the general formula (2) are the same as the preferred ranges of R 11 and R 12 in the general formula (1).
  • a preferred range of R 13 and R 14 in the general formula (2) are the same as the preferred ranges of R 13 and R 14 in the general formula (1).
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 23 and R 24 is a substituent represented by the following general formula (W-1).
  • -SLT General Formula (W-1)
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R 1 to R 10 each independently represents a hydrogen atom or a halogen atom.
  • the halogen atom that R 1 to R 10 can take include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom, and a fluorine atom is preferable. It is preferable that R 1 to R 10 each independently represent a hydrogen atom from the viewpoint of increasing carrier mobility and reducing driving voltage.
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent represented by the general formula (W-1).
  • substituents that R 23 and R 24 in the general formula (11) can independently take, a halogen atom, an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, C1-C40 alkyl groups such as nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, etc.
  • both R 23 and R 24 are substituents represented by the general formula (W-1), which increases carrier mobility and decreases driving voltage. From the viewpoint of increasing the solubility in an organic solvent.
  • S represents — (CR S 2 ) n — (R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and n represents an integer of 0 to 17).
  • L is represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15) or a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15). It represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 1 or more, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • S represents — (CR S 2 ) n —.
  • R S independently represents a hydrogen atom or a halogen atom, and the range and preferred range of the halogen atom that R S can take are the same as the range and preferred range of the halogen atom that R 1 to R 10 can take.
  • R S is preferably a hydrogen atom.
  • n represents an integer of 0 to 17, preferably 0 to 3, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0. When n is 0, S represents a single bond.
  • L is a divalent linking group represented by any one of the following general formulas (L-1) to (L-15), or the following general formulas (L-1) to (L- 15) represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one are bonded.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • R ′ each independently represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
  • R ′ in the general formulas (L-1) and (L-2) may be bonded to T adjacent to L to form a condensed ring.
  • R ′ in the general formulas (L-1), (L-2) and (L-10) to (L-14), R 23 and R 24 in the above general formula (11) can be adopted. What was illustrated as a substituent can be mentioned.
  • the substituent R ′ in the general formula (L-14) is preferably an alkyl group.
  • the alkyl group has 1 to 9 carbon atoms. It is preferably 4 to 9, more preferably 5 to 9, and more preferably 5 to 9 from the viewpoints of chemical stability and carrier transportability.
  • R ′ in (L-14) is an alkyl group, the alkyl group is preferably a linear alkyl group from the viewpoint of improving carrier mobility.
  • R n represents a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a methyl group.
  • R si each independently represents a hydrogen atom alkyl group or an alkenyl group alkynyl group, preferably an alkyl group.
  • the alkyl group that R si can take is not particularly limited, but the preferred range of the alkyl group that R si can take is the same as the preferred range of the alkyl group that the silyl group can take when T is a silyl group.
  • the alkenyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkenyl group, more preferably a branched alkenyl group, and the alkenyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • the alkynyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group, more preferably a branched alkynyl group, and the alkynyl group preferably has 2 to 3 carbon atoms.
  • M in the general formula (L-10) represents 4, and m in the general formulas (L-11) to (L-13) represents 2.
  • L is a divalent linking group represented by any one of the general formulas (L-1) to (L-6) and (L-10) to (L-15), or the general formulas (L-1) to (L A divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one of (L-6) and (L-10) to (L-15) are bonded is preferred. ) And (L-6), or a divalent linking group in which two or more of these divalent linking groups are bonded together is more preferable. From the viewpoints of chemical stability and carrier transport properties, a divalent linking group including a divalent linking group represented by the general formula (L-1) is particularly preferred, represented by the general formula (L-1).
  • L is a divalent linking group represented by the general formula (L-1), and T is a substituted or unsubstituted alkyl group. More particularly preferred.
  • L is a divalent group containing a divalent linking group represented by the general formula (L-6). And particularly preferably a divalent linking group represented by the general formula (L-6).
  • n in S is preferably 1 or more, preferably 1 to 3, and more preferably 1.
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group, an oligooxyethylene group having 1 or more repeating oxyethylene units, an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, or a substituted or unsubstituted group.
  • T represents a substituted or unsubstituted silyl group only when L adjacent to T is a divalent linking group represented by the following general formula (L-3).
  • L adjacent to T is a divalent linking group represented by the general formula (L-1)
  • T represents a substituted or unsubstituted alkyl group or an oxyethylene unit.
  • T is It is preferably an oligooxyethylene group having 1 or more repeats and an oligosiloxane group having 1 or more silicon atoms, more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • T is It is more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • T is a substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted.
  • the silyl group is preferable.
  • T is a substituted or unsubstituted alkyl group
  • the number of carbon atoms is preferably 4 to 18, more preferably 4 to 15 from the viewpoints of chemical stability and carrier transport, and 7 to 15 carbon atoms. Is particularly preferable, and 7 to 13 is particularly preferable.
  • T is a long-chain alkyl group in the above range, particularly a long-chain linear alkyl group, from the viewpoint of improving the linearity of the molecule and increasing the carrier mobility.
  • T represents an alkyl group, it may be a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cyclic alkyl group, but the linear alkyl group increases the linearity of the molecule and increases the carrier mobility.
  • T is a branched alkyl group.
  • the carrier mobility is increased when the alkyl group represented by T is at least the lower limit of the above range.
  • L includes the general formula (L-1) adjacent to T, or when n in -S- is 1 or more, an alkylene group represented by the general formula (L-1), —S— Carrier mobility becomes high when the carbon number of the alkyl group formed by combining the alkylene group contained therein and the alkyl group represented by T is not less than the lower limit of the above range.
  • T examples include a halogen atom, and a fluorine atom is preferable.
  • T is an alkyl group having a fluorine atom
  • all hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with a fluorine atom to form a perfluoroalkyl group.
  • T is preferably an unsubstituted alkyl group.
  • the “oxyethylene group” represented by T is a group represented by — (OCH 2 CH 2 ) v OY in the present specification.
  • the repeating number v of the oxyethylene unit represents an integer of 1 or more, and Y at the terminal represents a hydrogen atom or a substituent).
  • Y at the terminal of the oligooxyethylene group is a hydrogen atom, it becomes a hydroxy group.
  • the number of repeating oxyethylene units v is preferably 2 to 4, and more preferably 2 to 3.
  • the terminal hydroxy group of the oligooxyethylene group is preferably sealed, that is, Y represents a substituent.
  • the hydroxy group is preferably sealed with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, that is, Y is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Y is a methyl group or an ethyl group. Is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • the number of repeating siloxane units is preferably 2 to 4, and more preferably 2 to 3. Further, it is preferable that a hydrogen atom or an alkyl group is bonded to the Si atom.
  • the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms, and for example, a methyl group or an ethyl group is preferably bonded.
  • the same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups or hydrogen atoms may be bonded to it.
  • all the siloxane units which comprise an oligosiloxane group may be the same or different, it is preferable that all are the same.
  • T can be a substituted or unsubstituted silyl group.
  • T when T is a substituted or unsubstituted silyl group, it is preferable that T is a substituted silyl group.
  • a substituted or unsubstituted alkyl group is preferable and it is more preferable that it is a branched alkyl group.
  • T is a trialkylsilyl group, the alkyl group bonded to the Si atom preferably has 1 to 3 carbon atoms.
  • a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group is preferably bonded.
  • the same alkyl group may be bonded to the Si atom, or different alkyl groups may be bonded thereto.
  • T is a trialkylsilyl group having a substituent on the alkyl group.
  • the carrier mobility is high and the driving voltage is low. It is preferable because the film quality is good and the solubility in an organic solvent is high.
  • the total number of carbon atoms contained in S, L and T is preferably 30 or less from the viewpoint of increasing the solubility in organic solvents, and is preferably 18 or less.
  • the carrier mobility is increased, the driving voltage is decreased, and the solubility in an organic solvent is more preferable.
  • the total number of carbon atoms contained in S, L and T is more preferably 5 to 14, more preferably 6 to 14, particularly preferably 8 to 14, and more preferably 8 to 12. More particularly preferred.
  • the compound represented by the general formula (11) is preferably a compound represented by the following general formula (12).
  • R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R 23 and R 24 is a substituent represented by General Formula (W-1). .
  • a preferred range of R 23 and R 24 in the general formula (12) is the same as the preferred ranges of R 23 and R 24 in the general formula (11).
  • the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11) may have a repeating structure, and may be a low molecule or a polymer.
  • the molecular weight is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, and further preferably 1000 or less. It is preferably 850 or less. It is preferable to make the molecular weight not more than the above upper limit value because the solubility in a solvent can be increased.
  • the molecular weight is preferably 400 or more, more preferably 450 or more, and further preferably 500 or more.
  • the weight average molecular weight is preferably 30,000 or more, and preferably 50,000 or more. More preferably, it is 100,000 or more.
  • the intermolecular interaction can be increased by setting the weight average molecular weight to be equal to or higher than the lower limit. This is preferable because high mobility can be obtained.
  • the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11) represents at least one arylene group or heteroarylene group (thiophene, bithiophene) and exhibits a repeating structure.
  • ⁇ -conjugated polymers and pendant polymers in which a compound represented by general formula (1) or general formula (11) is bonded to a polymer main chain via a side chain are exemplified.
  • Polyvinyl, polysiloxane and the like are preferable, and the side chain is preferably an alkylene group, a polyethylene oxide group or the like.
  • reaction conditions vary depending on the structure of the target chrysenodipyrrole derivative, but can be set with reference to specific reaction conditions described in the above-mentioned documents.
  • Synthesis intermediates having various substituents can be synthesized by combining known reactions. Each substituent may be introduced at any intermediate stage. After the synthesis of the intermediate, it is preferable to purify by sublimation purification after purification by column chromatography, recrystallization or the like. By sublimation purification, not only can organic impurities be separated, but inorganic salts and residual solvents can be effectively removed.
  • the organic transistor of this invention has a semiconductor active layer containing the compound represented by General formula (1) or General formula (11).
  • the organic transistor of the present invention may further include other layers in addition to the semiconductor active layer.
  • the organic transistor of the present invention is preferably used as an organic field effect transistor (FET), and more preferably used as an insulated gate FET in which a gate-channel is insulated.
  • FET organic field effect transistor
  • an electrode, an insulator layer, a semiconductor active layer (organic semiconductor layer), and two electrodes are sequentially arranged on the upper surface of the lowermost substrate (bottom gate / top contact type) ).
  • the electrode on the upper surface of the lowermost substrate is provided on a part of the substrate, and the insulator layer is disposed so as to be in contact with the substrate at a portion other than the electrode.
  • the two electrodes provided on the upper surface of the semiconductor active layer are arranged separately from each other.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an example of the structure of the organic transistor of the present invention.
  • the substrate 11 is disposed in the lowermost layer, the electrode 12 is provided on a part of the upper surface, the electrode 12 is covered, and the insulating layer 13 is in contact with the substrate 11 at a portion other than the electrode 12. Is provided.
  • the semiconductor active layer 14 is provided on the upper surface of the insulator layer 13, and the two electrodes 15a and 15b are disposed separately on a part of the upper surface.
  • the electrode 12 is a gate, and the electrodes 15a and 15b are drains or sources, respectively.
  • the organic transistor shown in FIG. 1 is an insulated gate FET in which a channel that is a current path between a drain and a source is insulated from a gate.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the structure of an organic transistor manufactured as a substrate for measuring FET characteristics in an embodiment of the present invention.
  • the substrate 31 is disposed in the lowermost layer, the electrode 32 is provided on a part of the upper surface, the electrode 32 is covered, and the insulating layer 33 is in contact with the substrate 31 at a portion other than the electrode 32. Is provided.
  • the semiconductor active layer 35 is provided on the upper surface of the insulator layer 33, and the electrodes 34 a and 34 b are below the semiconductor active layer 35.
  • the electrode 32 is a gate
  • the electrode 34a and the electrode 34b are a drain or a source, respectively.
  • the organic transistor shown in FIG. 2 is an insulated gate FET in which a channel that is a current path between the drain and the source is insulated from the gate.
  • a top gate / top contact type element having an insulator and a gate electrode on the semiconductor active layer, and a top gate / bottom contact type element can also be preferably used.
  • the thickness of the entire transistor is preferably 0.1 to 0.5 ⁇ m.
  • the entire organic transistor element is made of a metal sealing can, glass, an inorganic material such as silicon nitride, a polymer material such as parylene, It may be sealed with a low molecular material or the like.
  • the organic transistor of the present invention preferably includes a substrate.
  • substrate A well-known material can be used, for example, polyester films, such as a polyethylene naphthoate (PEN) and a polyethylene terephthalate (PET), a cycloolefin polymer film, a polycarbonate film, a triacetyl cellulose ( TAC) film, polyimide film, and those obtained by bonding these polymer films to ultrathin glass, ceramic, silicon, quartz, glass, and the like, and silicon is preferable.
  • PEN polyethylene naphthoate
  • PET polyethylene terephthalate
  • TAC triacetyl cellulose
  • TAC triacetyl cellulose
  • the organic transistor of the present invention preferably includes an electrode.
  • the constituent material of the electrode include metal materials such as Cr, Al, Ta, Mo, Nb, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, In, Ni, and Nd, alloy materials thereof, carbon materials, and conductivity. Any known conductive material such as a polymer can be used without particular limitation.
  • the thickness of the electrode is not particularly limited, but is preferably 10 to 50 nm.
  • the gate width (or channel width) W and gate length (or channel length) L are not particularly limited, but the ratio W / L is preferably 10 or more, and more preferably 20 or more.
  • the material constituting the insulator layer is not particularly limited as long as the necessary insulating effect can be obtained. Examples thereof include polymer insulating materials, epoxy resin insulating materials, polyimide insulating materials, polyvinylphenol resin insulating materials, and polyparaxylylene resin insulating materials.
  • the top surface of the insulator layer may be surface-treated. For example, an insulator layer whose surface is treated by applying hexamethyldisilazane (HMDS) or octadecyltrichlorosilane (OTS) to the silicon dioxide surface can be preferably used. .
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • OTS octadecyltrichlorosilane
  • the thickness of the insulator layer is not particularly limited, but when film formation is required, the thickness is preferably 10 to 400 nm, more preferably 20 to 200 nm, and particularly preferably 50 to 200 nm. preferable.
  • the semiconductor active layer contains a compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, the compound of the present invention.
  • the semiconductor active layer may be a layer made of the compound of the present invention, or may be a layer further containing a polymer binder described later in addition to the compound of the present invention. Moreover, the residual solvent at the time of film-forming may be contained.
  • the content of the polymer binder in the semiconductor active layer is not particularly limited, but is preferably used in the range of 0 to 95% by mass, more preferably in the range of 10 to 90% by mass, and still more preferably. It is used in the range of 20 to 80% by mass, particularly preferably in the range of 30 to 70% by mass.
  • the thickness of the semiconductor active layer is not particularly limited, but when film formation is required, the thickness is preferably 10 to 400 nm, more preferably 10 to 200 nm, and particularly preferably 10 to 100 nm. preferable.
  • the present invention also relates to a compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, an organic semiconductor material for a non-light-emitting organic semiconductor device containing the compound of the present invention.
  • Non-luminescent organic semiconductor devices In the present specification, the “non-light emitting organic semiconductor device” means a device not intended to emit light.
  • the non-light-emitting organic semiconductor device is preferably a non-light-emitting organic semiconductor device using an electronic element having a film layer structure.
  • Non-light-emitting organic semiconductor devices include organic transistors, organic photoelectric conversion elements (solid-state imaging elements for optical sensors, solar cells for energy conversion, etc.), gas sensors, organic rectifying elements, organic inverters, information recording elements, etc.
  • the organic photoelectric conversion element can be used for both optical sensor applications (solid-state imaging elements) and energy conversion applications (solar cells).
  • An organic photoelectric conversion element and an organic transistor are preferable, and an organic transistor is more preferable. That is, the organic semiconductor material for a non-light-emitting organic semiconductor device of the present invention is preferably an organic transistor material as described above.
  • the “organic semiconductor material” is an organic material exhibiting semiconductor characteristics. Similar to semiconductors made of inorganic materials, there are p-type (hole-transporting) organic semiconductors that conduct holes as carriers, and n-type (electron-transporting) organic semiconductors that conduct electrons as carriers.
  • the compound of the present invention may be used as either a p-type organic semiconductor material or an n-type organic semiconductor material, but is more preferably used as a p-type.
  • the ease of carrier flow in the organic semiconductor is represented by carrier mobility ⁇ .
  • the carrier mobility ⁇ is preferably higher, preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 / Vs or higher, more preferably 5 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 / Vs or higher, and more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 cm 2. / Vs or higher is particularly preferable, 1 ⁇ 10 ⁇ 1 cm 2 / Vs or higher is more preferable, and 1 cm 2 / Vs or higher is even more preferable.
  • the carrier mobility ⁇ can be obtained by characteristics when a field effect transistor (FET) element is manufactured or by a time-of-flight measurement (TOF) method.
  • FET field effect transistor
  • TOF time-of-flight measurement
  • Organic semiconductor film for non-luminescent organic semiconductor devices (material)
  • the present invention also relates to a compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, an organic semiconductor film for a non-light-emitting organic semiconductor device containing the compound of the present invention.
  • the aspect in which the organic semiconductor film for a non-luminescent organic semiconductor device of the present invention contains the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, the compound of the present invention and does not contain a polymer binder is also preferable.
  • the organic-semiconductor film for nonluminous organic-semiconductor devices of this invention may contain the compound represented by General formula (1) or General formula (11), ie, the compound of this invention, and a polymer binder.
  • polymer binders insulating polymers such as polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polysiloxane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, cellulose, polyethylene, polypropylene, and their co-polymers
  • photoconductive polymers such as coalescence, polyvinyl carbazole, and polysilane
  • conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and polyparaphenylene vinylene
  • semiconductor polymers such as polymer binder may be used alone or in combination.
  • the organic semiconductor material and the polymer binder may be uniformly mixed, or part or all of them may be phase-separated, but from the viewpoint of charge mobility, A structure in which the binder is phase-separated is most preferable because the binder does not hinder the charge transfer of the organic semiconductor.
  • a polymer binder having a high glass transition temperature is preferable, and in consideration of charge mobility, a polymer binder, a photoconductive polymer, or a conductive polymer having a structure containing no polar group is preferable.
  • the amount of the polymer binder used is not particularly limited, but is preferably used in the range of 0 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass in the organic semiconductor film for non-light-emitting organic semiconductor devices of the present invention. Is more preferably used within the range of 20 to 80% by mass, and particularly preferably within the range of 30 to 70% by mass.
  • an organic film with good film quality can be obtained when the compound has the structure described above. Specifically, since the compound obtained by the present invention has good crystallinity, a sufficient film thickness can be obtained, and the obtained organic semiconductor film for a non-luminescent organic semiconductor device of the present invention is of good quality. Become.
  • any method may be used for forming the compound of the present invention on the substrate.
  • the substrate may be heated or cooled, and the film quality and molecular packing in the film can be controlled by changing the temperature of the substrate.
  • the temperature of the substrate is not particularly limited, but is preferably between 0 ° C. and 200 ° C., more preferably between 15 ° C. and 100 ° C., and particularly between 20 ° C. and 95 ° C. preferable.
  • the compound of the present invention is formed on a substrate, it can be formed by a vacuum process or a solution process, both of which are preferable.
  • film formation by a vacuum process include physical vapor deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, molecular beam epitaxy (MBE), and chemical vapor deposition (CVD) such as plasma polymerization. ) Method, and it is particularly preferable to use a vacuum deposition method.
  • film formation by a solution process refers to a method in which an organic compound is dissolved in a solvent that can be dissolved and a film is formed using the solution.
  • coating methods such as casting method, dip coating method, die coater method, roll coater method, bar coater method, spin coating method, ink jet method, screen printing method, gravure printing method, flexographic printing method, offset printing
  • Conventional printing methods such as various printing methods such as micro contact printing method, Langmuir-Blodgett (LB) method, casting method, spin coating method, ink jet method, gravure printing method, flexographic printing method, offset It is particularly preferable to use a printing method or a microcontact printing method.
  • the organic semiconductor film for a non-luminescent organic semiconductor device of the present invention is preferably produced by a solution coating method. Further, when the organic semiconductor film for a non-light-emitting organic semiconductor device of the present invention contains a polymer binder, the material for forming the layer and the polymer binder are dissolved or dispersed in an appropriate solvent to form a coating solution. It is preferably formed by a coating method.
  • the coating solution for non-light-emitting organic semiconductor devices of the present invention that can be used for film formation by a solution process will be described.
  • the present invention also relates to a coating solution for a non-luminescent organic semiconductor device containing the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, the compound of the present invention.
  • the material for forming the layer is selected from hydrocarbons such as hexane, octane, decane, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, decalin, and 1-methylnaphthalene.
  • Solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and other ketone solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene and the like
  • Solvent for example, ester solvent such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, for example, methanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl Alcohol solvents such as rosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol, for example, ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole, such
  • a hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent or an ether solvent is preferable, and toluene, xylene, mesitylene, tetralin, dichlorobenzene or anisole are preferable. More preferred are toluene, xylene, tetralin and anisole.
  • concentration of the compound represented by the general formula (1) in the coating solution is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and particularly preferably 0.5 to 10% by mass.
  • polar solvents such as ketone solvents, alcohol solvents, amide / imide solvents, sulfoxide solvents, nitrile solvents
  • hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbon solvents or ether solvents are preferred, hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbon solvents or ether solvents are more preferred, hydrocarbon solvents are particularly preferred, toluene, xylene More preferred are mesitylene, tetralin, dichlorobenzene or anisole, and even more particularly preferred are toluene, xylene, tetralin and anisole.
  • the concentration of the compound represented by the general formula (11) in the coating solution is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and particularly preferably 0.5 to 10% by mass.
  • the coating solution for non-light-emitting organic semiconductor devices of the present invention is also preferably an embodiment containing the compound represented by the general formula (1) or the general formula (11), that is, the compound of the present invention and not containing a polymer binder.
  • the coating solution for non-luminous organic semiconductor devices of this invention may contain the compound represented by General formula (1) or General formula (11), ie, the compound of this invention, and a polymer binder.
  • the material for forming the layer and the polymer binder can be dissolved or dispersed in the above-mentioned appropriate solvent to form a coating solution, and a film can be formed by various coating methods.
  • the polymer binder can be selected from those described above.
  • Comparative compounds 1 to 3 used for the semiconductor active layer (organic semiconductor layer) of the comparative element were synthesized according to the method described in WO2010 / 024388.
  • Comparative compound 4 was synthesized according to the method described in WO2013 / 078407.
  • the specific structure of the comparative compound 4 is not disclosed in WO2013 / 078407, but is synthesized by the present inventors for a comparative test.
  • the structures of Comparative Compounds 1 to 4 are shown below.
  • a non-luminescent organic semiconductor device coating solution was prepared by mixing the compound of the present invention or a comparative compound (each 1 mg) and toluene (1 mL) and heating to 100 ° C. By casting this coating solution on a substrate for FET characteristic measurement heated to 90 ° C. in a nitrogen atmosphere, an organic semiconductor film for a non-light-emitting organic semiconductor device is formed, An organic transistor element was obtained.
  • SiO 2 film thickness 200 nm
  • the compound of the present invention has good solubility in an organic solvent, and the organic transistor element using the compound of the present invention has high carrier mobility and low driving voltage. Therefore, it turned out that the compound of this invention is preferably used as an organic-semiconductor material for nonluminous organic-semiconductor devices.
  • Comparative compound 1 and 2 and comparative compound 4 in which the total number of carbon atoms of the substituents at the positions corresponding to R 11 and R 12 in the general formula (1) exceeds the upper limit of the range of the present invention are soluble in organic solvents. Was found to be low.
  • the organic transistor element using the compound of this invention had favorable film quality of the semiconductor active layer, and its element heat resistance was also favorable.
  • an organic transistor element in which a semiconductor active layer was formed using the compound of the present invention together with a binder had high carrier mobility, low threshold voltage, good film quality, and high element heat resistance. Therefore, it turned out that the compound of this invention is preferably used as an organic-semiconductor material for nonluminous organic-semiconductor devices.
  • the organic transistor element in which the semiconductor active layer was formed using the comparative compounds 1, 2 and 3 together with the binder had a low carrier mobility and a high threshold voltage.
  • the carrier mobility becomes very low
  • the compound of the present invention is used together with the binder. Even when the semiconductor active layer was formed, it was found that an element exhibiting good carrier mobility, a low threshold voltage, and extremely high film smoothness and uniformity can be obtained.
  • Example 21 to 24 and Comparative Examples 21 to 23 ⁇ Semiconductor active layer (organic semiconductor layer) formation> A silicon wafer provided with SiO 2 (thickness: 370 nm) as a gate insulating film was used, and surface treatment was performed with octyltrichlorosilane. A non-luminescent organic semiconductor device coating solution was prepared by mixing the compound of the present invention or a comparative compound (each 1 mg) and toluene (1 mL) and heating to 100 ° C. This coating solution was cast on an octylsilane surface-treated silicon wafer heated to 90 ° C. in a nitrogen atmosphere to form an organic semiconductor film for a non-light-emitting organic semiconductor device.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the structure.
  • the FET characteristics of the organic transistor elements of Examples 21 to 24 and Comparative Examples 21 to 23 were measured at normal pressure and nitrogen using a semiconductor parameter analyzer (Agilent, 4156C) connected with a semi-auto prober (Vector Semicon, AX-2000). The same evaluation as in Example 1 was performed under an atmosphere. The results obtained are shown in the table below.
  • the organic transistor element using the compound of the present invention had high carrier mobility, low threshold voltage, good film quality, and high element heat resistance. Therefore, it turned out that the compound of this invention is preferably used as an organic-semiconductor material for nonluminous organic-semiconductor devices.
  • the organic transistor element using Comparative Compounds 1, 2 and 3 had a low carrier mobility and a high driving voltage.
  • Comparative compound 101 used for the semiconductor active layer (organic semiconductor layer) of the comparative element was synthesized by methylating compound 104 using sodium hydride and methyl iodide. Comparative compounds 102 and 103 were synthesized according to the same method except that the materials used were changed. The structures of comparative compounds 101 to 103 are shown below.
  • SiO 2 film thickness 200 nm
  • (C) Solubility The compound of the present invention or the comparative compound (each 2% by mass, each 1% by mass or each 0.1% by mass) and toluene (1 mL) are mixed, heated to 100 ° C., and then at room temperature for 30 minutes. The concentration at which no precipitation was observed was determined, and the solubility in toluene was evaluated in the following four stages. Practically, AA, A or B evaluation is required, AA or A evaluation is preferable, and AA evaluation is more preferable. AA: No precipitation at 2% by mass. A: No precipitation at 1% by mass, and precipitation at 2% by mass. B: No precipitation at 0.1% by mass, and precipitation at 1% by mass. C: Precipitation occurs at 0.1% by mass.
  • the compound of the present invention has good solubility in an organic solvent, and the organic transistor element using the compound of the present invention has high carrier mobility and low driving voltage. Therefore, it turned out that the compound of this invention is preferably used as an organic-semiconductor material for nonluminous organic-semiconductor devices.
  • the organic transistor using the compound 114-2 in which the total number of carbon atoms of the substituents at the positions corresponding to R 23 and R 24 in the general formula (11) deviates from the upper limit of the preferable range has a slightly low carrier mobility. The driving voltage was a little high, but there was no practical problem.
  • the organic transistor element using the comparative compounds 101 to 103 in which an alkyl group is introduced into the nitrogen atom of the general formula (11) has a low carrier mobility and a high driving voltage. Furthermore, the comparative compound 102 had low solubility in an organic solvent. In addition, the organic transistor element using the compound of this invention had favorable film quality of the semiconductor active layer, and its element heat resistance was also favorable.
  • Electrode 11 Substrate 12 Electrode 13 Insulator Layer 14 Semiconductor Active Layer (Organic Material Layer, Organic Semiconductor Layer) 15a, 15b Electrode 31 Substrate 32 Electrode 33 Insulator layer 34a, 34b Electrode 35 Semiconductor active layer (organic material layer, organic semiconductor layer)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

有機トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高く、かつ、駆動電圧が低くなり、有機溶媒への高い溶解性を有する化合物および化合物を用いた有機トランジスタの提供。本発明は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、化合物を半導体活性層に含む有機トランジスタ、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液及び非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜に関する。

Description

化合物、有機トランジスタ及びその応用
 本発明は、有機トランジスタ、有機半導体膜および有機半導体材料などに関する。詳しくは、本発明は、クリセノジピロール構造を有する化合物、化合物を含有する有機トランジスタ、化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、化合物を含有する有機トランジスタ用材料、化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜に関する。
 有機半導体材料を用いたデバイスは、従来のシリコンなどの無機半導体材料を用いたデバイスと比較して、様々な優位性が見込まれているため、高い関心を集めている。有機半導体材料を用いたデバイスの例としては、有機半導体材料を光電変換材料として用いた有機薄膜太陽電池や固体撮像素子などの光電変換素子や、非発光性(本明細書中、「非発光性」とは、室温、大気下0.1mW/cmの電流密度でデバイスに電流を流した場合に、1lm/W以下の発光効率のことを言う。換言すると、有機電界発光素子などの発光性有機半導体デバイスを除く有機半導体デバイスを意味する)の有機トランジスタが挙げられる。有機半導体材料を用いたデバイスは、無機半導体材料を用いたデバイスと比べて低温、低コストで大面積の素子を作製できる可能性がある。さらに分子構造を変化させることで容易に材料特性を変化させることが可能であるため材料のバリエーションが豊富であり、無機半導体材料ではなし得なかったような機能や素子を実現することができる。
 例えば、特許文献1には、クリセンの両末端にベンゼン環またはヘテロ環(チオフェン環、フラン環、ピロール環)を縮合した化合物が記載されており、特にクリセンの両末端に、窒素原子上に炭素数1~30の置換基を有するピロール環を有する構造の一般式が記載されている。特許文献1には、この化合物を有機薄膜トランジスタに用いることで移動度が高く、駆動速度が高速で、オン/オフ比が大きい有機薄膜トランジスタが得られることが記載されている。ただし、特許文献1にはクリセンの両末端にピロール環を導入した化合物の具体例としてピロール環の窒素原子上にメチル基を有する化合物のみが列挙されており、特許文献1の実施例ではジベンゾクリセン、ジチエノクリセンについてのみ検討されており、溶解度はクロロホルムに対して0.5質量%程度であった。
 一方、特許文献2には、3~7個の芳香族環の縮合環の両末端または片末端環上にピロール環を有する化合物が記載されており、特にクリセンの両末端に、窒素原子上に炭素数1~40のアルキル基を有するピロール環を有する構造の一般式が記載されている。特許文献2には、この化合物を有機薄膜トランジスタに用いることで電荷輸送度が高く、閾値電圧が低く、オン/オフ比が大きい有機薄膜トランジスタが得られたと記載されている。ただし、特許文献2の実施例ではクリセンの片方のみの末端に、窒素原子上に炭素数5の分枝アルキル基を有するピロール環を有する化合物についてのみ有機薄膜トランジスタ特性が検討されており、電界効果移動度は0.003cm/Vs程度と低く、駆動電圧も金電極のボトムゲート・トップコンタクト型素子で閾値電圧-40V程度とまだ高い値であった。
国際公開WO2010/024388号公報 国際公開WO2013/078407号公報
 このような状況のもと、本発明者らが特許文献1または2の実施例に記載の化合物を用いた有機トランジスタについて検討したところ、これらの文献の実施例に記載の化合物の多くは、キャリア移動度が低く、駆動電圧が高く、また、有機溶媒への溶解性も低いものであった。
 そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために検討を進めた。本発明が解決しようとする課題は、有機トランジスタ(有機薄膜トランジスタと言われることもある)の半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高く、かつ、駆動電圧が低くなり、有機溶媒への高い溶解性を有する化合物および化合物を用いた有機トランジスタを提供することである。
 上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、特許文献1または2の一般式で示された構造の中でも、これらの文献に開示されていなかったクリセノジピロール構造のピロール環の窒素原子に特定の炭素数5~18の置換基を導入することで、有機トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高く、かつ、駆動電圧が低くなり、有機溶媒への高い溶解性を有する化合物が得られることを見出した。
 さらに、本発明者らは、特許文献1または2の一般式で示された構造の中でも、これらの文献に開示されていなかったクリセノジピロール構造のピロール環の2-位に特定の置換基を導入し、かつ無置換のNHを有する構造とすることでも、有機膜トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高く、かつ、駆動電圧が低くなり、有機溶媒への高い溶解性を有する化合物が得られることを見出し、本発明に至った。
 上記課題を解決するための具体的な手段である本発明は、以下の構成を有する。
[1]下記一般式(1)または下記一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含む有機トランジスタ;
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
-S-L-T   一般式(W-1)
一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
[2]下記一般式(1)で表される化合物を半導体活性層に含む[1]に記載の有機トランジスタ;
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
[3]下記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である[1]または[2]に記載の有機トランジスタ;
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 一般式(2)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
[4]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である[1]~[3]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[5]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[1]~[4]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[6]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である[1]~[5]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[7]一般式(1)において、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[1]~[6]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[8]一般式(1)において、R13およびR14が水素原子である[1]~[7]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[9]一般式(1)において、Tが直鎖アルキル基である[1]~[8]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[10]一般式(1)において、Tが分枝アルキル基である[1]~[9]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[11]下記一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含む[1]に記載の有機トランジスタ;
一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
-S-L-T   一般式(W-1)
 一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
[12]一般式(11)で表される化合物が、下記一般式(12)で表される化合物である[1]または[11]に記載の有機トランジスタ;
一般式(12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 一般式(12)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは一般式(W-1)で表される置換基である。
[13]一般式(11)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が5~18である[1]、[11]及び[12]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[14]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である[1]および[11]~[13]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[15]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[1]および[11]~[14]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[16]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である[1]および[11]~[15]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[17]一般式(11)において、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[1]および[11]~[15]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[18]一般式(11)において、Tが直鎖アルキル基である[1]および[11]~[17]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[19]一般式(11)において、Tが分枝アルキル基である[1]および[11]~[17]のいずれかに記載の有機トランジスタ。
[20] 下記一般式(1)で表される化合物;
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)、(L-12)および(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
[21]下記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である[20]に記載の化合物;
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
一般式(2)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
[22]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である[20]または[21]に記載の化合物。
[23]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[20]~[22]のいずれかに記載の化合物。
[24]一般式(1)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である[20]~[23]のいずれかに記載の化合物。
[25]一般式(1)において、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[20]~[23]のいずれかに記載の化合物。
[26]一般式(1)において、R13およびR14が水素原子である[20]~[25]のいずれかに記載の化合物。
[27]一般式(1)において、Tが直鎖アルキル基である[20]~[26]のいずれかに記載の化合物。
[28]一般式(1)において、Tが分枝アルキル基である[20]~[26]のいずれかに記載の化合物。
[29]下記一般式(11)で表される化合物;
一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
-S-L-T   一般式(W-1)
 一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
[30]一般式(11)で表される化合物が、下記一般式(12)で表される化合物である[29]に記載の化合物;
一般式(12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
一般式(12)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは一般式(W-1)で表される置換基である。
[31]一般式(11)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が5~18である[29]または[30]に記載の化合物。
[32]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である[29]~[31]のいずれかに記載の化合物。
[33]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[29]~[32]のいずれかに記載の化合物。
[34]一般式(11)において、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である[29]~[33]のいずれかに記載の化合物。
[35]一般式(11)において、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である[29]~[34]のいずれかに記載の化合物。
[36]一般式(11)において、Tが直鎖アルキル基である[29]~[35]のいずれかに記載の化合物。
[37]一般式(11)において、Tが分枝アルキル基である[29]~[35]のいずれかに記載の化合物。
[38][20]~[37]のいずれかに記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料。
[39][20]~[37]のいずれかに記載の化合物を含有する有機トランジスタ用材料。
[40][20]~[37]のいずれかに記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
[41][20]~[37]のいずれかに記載の化合物とポリマーバインダーを含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
[42][20]~[37]のいずれかに記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
[43][20]~[37]のいずれかに記載の化合物とポリマーバインダーを含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
[44]溶液塗布法により作製された[42]または[43]に記載の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
 本発明によれば、有機トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高く、かつ、駆動電圧が低くなり、有機溶媒への高い溶解性を有する化合物および化合物を用いた有機トランジスタを提供することができる。
図1は、本発明の有機トランジスタの一例の構造の断面を示す概略図である。 図2は、本発明の実施例でFET特性測定用基板として製造した有機トランジスタの構造の断面を示す概略図である。
 以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 本発明において、各一般式の説明において特に区別されずに用いられている場合における水素原子は同位体(重水素原子等)も含んでいることを表す。さらに、置換基を構成する原子は、その同位体も含んでいることを表す。
[有機トランジスタ]
 本発明の有機トランジスタは、下記一般式(1)または下記一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含む。
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
-S-L-T   一般式(W-1)
 一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
 このような構造の一般式(1)または一般式(11)で表される化合物は有機溶媒への高い溶解性を有し、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含むことにより、本発明の有機トランジスタは、キャリア移動度が高く、駆動電圧が低い。
 ここで、特許文献1では、ジベンゾクリセンおよびクリセノジチオフェンに主眼を置いており、本発明と同骨格のクリセノジピロール化合物は例示化合物中に記載されているのみで、実施例には記載がない。また、記載のある例示化合物はピロール環の窒素原子上にメチル基を有し、かつ、ピロール環の2-位にアルキル基を導入した化合物のみであり、これら一連の化合物においては置換基の立体障害が大きいために分子間距離が広がり、十分なHOMO軌道の重なりが得られない。特許文献1にはこれらを有機トランジスタに使用した実施例はなく、もし使用したとしてもキャリア移動度と溶解性の両立は困難である。さらに、実施例に記載のあるジベンゾクリセン、クリセノジチオフェンは電極の仕事関数に比べてHOMOが深く、Au電極を用いたトップコンタクト型素子であるにもかかわらす駆動電圧が50V以上と高い。
 特許文献2の実施例記載の化合物は一般式(1)または一般式(11)に含まれない非対称体の骨格であり、電界効果移動度も低い。
 これに対し、一般式(1)で表される化合物は、クリセノジピロールに導入する置換基の位置と種類を工夫することで、高いキャリア移動度、低駆動電圧および一般的な有機溶剤に対する溶解性を鼎立するものである。一般式(1)で表される化合物については、一般式(1)におけるピロール環の窒素原子上への一般式(W)で表される置換基の導入が一般的な有機溶剤に対する溶解性向上に効果的であり、さらに、この一般式(W)で表される置換基の立体と長さを適切に調整することにより、これまで困難であった高移動度と溶解性の両立が可能となる。
 また、一般式(11)で表される化合物は、無置換のNH構造を有し、かつ2-位に所定の基が導入されていることにより、高いキャリア移動度、低駆動電圧および一般的な有機溶剤に対する溶解性を鼎立するものである。そして、この化合物では、特に、従来の活性水素を有する有機半導体材料と異なり、無置換のNH構造を有することがキャリア移動度を高める上で有利に働く。ここで、無置換のNH構造などの活性水素を有する有機半導体材料は、一般に化学的に弱く、酸化されて導体になりやすい等の理由から、トランジスタへの使用は難しいとされている。例えば、Synthetic Metals 82, 167-173(1996)では、p-トルエンスルホン酸をポリピロールにドープしたフィルムよりも、p-トルエンスルホン酸をポリ(N-メチルピロール)やポリ(N-エチルピロール)にドープしたフィルムの方が、移動度が高くなり、閾値電圧が低くなることが示されている。一方、一般式(11)で表される化合物は、ピロール環の無置換のNH構造が結晶構造を安定化するように作用し、この従来知られていなかったメカニズムによって高いキャリア移動度を得ることができる。
 なお、有機EL素子材料として有用なものが、ただちに有機トランジスタ用半導体材料として有用であると言うことはできない。これは、有機EL素子と有機トランジスタでは、有機化合物に求められる特性が異なるためである。有機EL素子では通常膜の膜厚方向(通常数nm~数100nm)に電荷を輸送する必要があるのに対し、有機トランジスタでは膜面方向の電極間(通常数μm~数100μm)の長距離を電荷(キャリア)輸送する必要がある。このため、求められるキャリア移動度が格段に高い。そのため、有機トランジスタ用半導体材料としては、分子の配列秩序が高い、結晶性が高い有機化合物が求められている。また、高いキャリア移動度発現のため、π共役平面は基板に対して直立していることが好ましい。一方、有機EL素子では、発光効率を高めるため、発光効率が高く、面内での発光が均一な素子が求められている。通常、結晶性の高い有機化合物は、面内の電界強度不均一、発光不均一、発光クエンチ等、発光欠陥を生じさせる原因となるため、有機EL素子用材料は結晶性を低くし、アモルファス性の高い材料が望まれる。このため、有機EL素子材料を構成する有機化合物を有機半導体材料にそのまま転用しても、ただちに良好なトランジスタ特性を得ることができる訳ではない。
 以下、本発明の化合物や本発明の有機トランジスタなどの好ましい態様を説明する。
<一般式(1)で表される化合物>
 本発明の化合物の1つは、下記一般式(1)で表される。本発明の化合物は、本発明の有機トランジスタにおいて、後述の半導体活性層に含まれる。すなわち、本発明の化合物は、有機トランジスタ用材料として用いることができる。
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。)
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
 一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。
 R~R10がとり得るハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子を挙げることができ、フッ素原子が好ましい。
 R~R10はそれぞれ独立に水素原子を表すことがキャリア移動度を高め、かつ、駆動電圧を低下させる観点から好ましい。
 一般式(1)において、R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
 R13およびR14がとり得るハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子を挙げることができ、フッ素原子が好ましい。
 R13およびR14がとり得るハロメチル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基を挙げることができ、トリフルオロメチル基が好ましい。
 R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表すことが好ましく、水素原子を表すことがより好ましく、R13およびR14がともに水素原子であることがキャリア移動度を高め、駆動電圧を低下させ、素子耐熱性を高める観点から特に好ましい。
 一般式(1)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、少なくとも1つは一般式(W)で表される置換基を表す。
 一般式(1)のR11およびR12がそれぞれ独立にとりうる置換基として、ハロゲン原子、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等の炭素数1~40のアルキル基、ただし、2,6-ジメチルオクチル基、2-デシルテトラデシル基、2-ヘキシルドデシル基、2-エチルオクチル基、2-デシルテトラデシル基、2-ブチルデシル基、1-オクチルノニル基、2-エチルオクチル基、2-オクチルテトラデシル基、2-エチルヘキシル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基等を含む)、アルケニル基(1-ペンテニル基、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基等を含む)、アルキニル基(1-ペンチニル基、トリメチルシリルエチニル基、トリエチルシリルエチニル基、トリ-i-プロピルシリルエチニル基、2-p-プロピルフェニルエチニル基等を含む)、アリール基(フェニル基、ナフチル基、p-ペンチルフェニル基、3,4-ジペンチルフェニル基、p-ヘプトキシフェニル基、3,4-ジヘプトキシフェニル基の炭素数6~20のアリール基等を含む)、複素環基(ヘテロ環基といってもよい。2-ヘキシルフラニル基等を含む)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アシル基(ヘキサノイル基、ベンゾイル基等を含む)、アルコキシ基(ブトキシ基等を含む)、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基(ウレイド基含む)、アルコキシおよびアリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルおよびアリールチオ基(メチルチオ基、オクチルチオ基等を含む)、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよびアリールスルホニル基、アルキルおよびアリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールおよびヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基(ジトリメチルシロキシメチルブトキシ基等)、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH))、ホスファト基(-OPO(OH))、スルファト基(-OSOH)、その他の公知の置換基が挙げられる。
 また、これら置換基は、さらに上記置換基を有していてもよい。また、一般式(1)で表される化合物が繰り返し構造を有する高分子化合物である場合は、R11およびR12が重合性基由来の基を有していてもよい。
 一般式(1)で表される化合物中において、R11およびR12の両方が一般式(W)で表される置換基であることが、キャリア移動度を高め、駆動電圧を低下させ、有機溶媒への溶解性を高める観点から好ましい。
 一般式(1)において、R11およびR12が少なくとも1つ有する一般式(W)で表される置換基について説明する。
-S-L-T   一般式(W)
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
 一般式(W)においてSは-(CR -を表す。
 Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、Rがとり得るハロゲン原子の範囲および好ましい範囲は、R~R10がとり得るハロゲン原子の範囲および好ましい範囲と同様である。Rは水素原子であることが好ましい。
 一般式(W)においてnは0~17の整数を表し、0~3であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。なお、nが0の場合はSは単結合を表す。
 一般式(W)において、Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上が結合した2価の連結基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示し、*は一般式(L-1)~(L-15)で表される2価の連結基およびTのいずれかとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。一般式(L-1)および(L-2)中のR’はそれぞれLに隣接するTと結合して縮合環を形成してもよい。
 Lが一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が結合した連結基を形成する場合、一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基の結合数は2~4であることが好ましく、2または3であることがより好ましい。
 一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)中の置換基R’としては、上記の一般式(1)のR11およびR12が採りうる置換基として例示したものを挙げることができる。その中でも一般式(L-14)中の置換基R’はアルキル基であることが好ましく、(L-14)中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基の炭素数は1~9であることが好ましく、4~9であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、5~9であることがさらに好ましい。(L-14)中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基は直鎖アルキル基であることが、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Rは水素原子またはメチル基を表し、メチル基であることが好ましい。
 Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基アルキニル基を表し、アルキル基であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキル基としては特に制限はないが、Rsiがとり得るアルキル基の好ましい範囲はTがシリル基である場合にシリル基がとり得るアルキル基の好ましい範囲と同様である。Rsiがとり得るアルケニル基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルケニル基が好ましく、分枝アルケニル基であることがより好ましく、アルケニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキニル基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルキニル基が好ましく、分枝アルキニル基であることがより好ましく、アルキニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。
 一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。
 Lは一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることが好ましく、一般式(L-1)および(L-6)のいずれかで表される2価の連結基またはこれらの2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることがより好ましい。
 化学的安定性、キャリア輸送性の観点から一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L-1)で表される2価の連結基であることがより特に好ましく、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましい。
 一方、局所ダイポールを緩和し、分子内水素結合により構造を安定化させ、キャリア移動度を高める観点からは、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L-6)で表される2価の連結基であることがより特に好ましい。なお、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である場合、L中に一般式(L-1)で表される2価の連結基をさらに含まない場合は、S中のnが1以上であることが好ましく、1~3であることが好ましく、1であることがより好ましい。
 一般式(W)において、Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数が1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
 一般式(W)において、Tに隣接するLが一般式(L-1)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数が1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基であることが好ましく、置換または無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W)において、Tに隣接するLが一般式(L-2)および(L-4)~(L-13)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W)において、Tに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のシリル基であることが好ましい。
 Tが置換または無置換のアルキル基の場合、炭素数は4~18であることが好ましく、6~14であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、6~12であることがさらに好ましい。Tが上記の範囲の長鎖アルキル基であること、特に長鎖の直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Tがアルキル基を表す場合、直鎖アルキル基でも、分枝アルキル基でも、環状アルキル基でもよいが、直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 一方、有機溶媒への溶解度を高める観点からは、Tが分枝アルキル基であることが好ましい。
 一般式(1)で表される化合物は、-S-L-Tにアルキル基が含まれる場合、Tが表すアルキル基が上記範囲の下限値以上であるとキャリア移動度が高くなる。また、LがTに隣接する一般式(L-1)を含む場合や-S-中のnが1以上である場合は、一般式(L-1)で表されるアルキレン基、-S-中に含まれるアルキレン基およびTで表されるアルキル基が結合して形成されるアルキル基の炭素数が上記範囲の下限値以上であるとキャリア移動度が高くなる。
 Tが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、ハロゲン原子などを挙げることができ、フッ素原子が好ましい。なお、Tがフッ素原子を有するアルキル基である場合はアルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されてパーフルオロアルキル基を形成してもよい。ただし、Tは無置換のアルキル基であることが好ましい。
 Tがオキシエチレン基の繰り返し数が1以上のオリゴエチレンオキシ基の場合、Tが表す「オキシエチレン基」とは本明細書中、-(OCHCHOYで表される基のことを言う(オキシエチレン単位の繰り返し数vは1以上の整数を表し、末端のYは水素原子または置換基を表す)。なお、オリゴオキシエチレン基の末端のYが水素原子である場合はヒドロキシ基となる。オキシエチレン単位の繰り返し数vは2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。オリゴオキシエチレン基の末端のヒドロキシ基は封止されていること、すなわちYが置換基を表すことが好ましい。この場合、ヒドロキシ基は、炭素数が1~3のアルキル基で封止されること、すなわちYが炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、Yがメチル基やエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
 Tが、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基の場合、シロキサン単位の繰り返し数は2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。また、Si原子には、水素原子やアルキル基が結合することが好ましい。Si原子にアルキル基が結合する場合、アルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基または水素原子が結合してもよい。また、オリゴシロキサン基を構成するシロキサン単位はすべて同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 Tに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限り、Tが置換または無置換のシリル基をとり得る。Tが置換または無置換のシリル基である場合はその中でも、Tが置換シリル基であることが好ましい。シリル基の置換基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルキル基が好ましく、分枝アルキル基であることがより好ましい。Tがトリアルキルシリル基の場合、Si原子に結合するアルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基やイソプロピル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基が結合してもよい。Tがアルキル基上にさらに置換基を有するトリアルキルシリル基である場合の置換基としては、特に制限はない。
 一般式(W)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が上記範囲の下限値以上であると、キャリア移動度が高くなり、駆動電圧を低くなる。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が上記範囲の上限値以下であると、有機溶媒に対する溶解性が高くなる。
 S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~14であることが好ましく、6~14であることがより好ましく、6~12であることが特に好ましく、8~12であることがより特に好ましい。
 一般式(1)で表される化合物は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 一般式(2)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
 一般式(2)におけるR11およびR12の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR11およびR12の好ましい範囲と同様である。
 一般式(2)におけるR13およびR14の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR13およびR14の好ましい範囲と同様である。
 以下に上記一般式(1)で表される化合物の具体例を示すが、本発明で用いることができる一般式(1)で表される化合物は、これらの具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
<一般式(11)で表される化合物>
 本発明の化合物の1つは、下記一般式(11)で表される。本発明の化合物は、本発明の有機トランジスタにおいて、後述の半導体活性層に含まれる。すなわち、本発明の化合物は、有機トランジスタ用材料として用いることができる。
一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
-S-L-T   一般式(W-1)
 一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
 一般式(11)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。
 R~R10がとり得るハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子を挙げることができ、フッ素原子が好ましい。
 R~R10はそれぞれ独立に水素原子を表すことがキャリア移動度を高め、かつ、駆動電圧を低下させる観点から好ましい。
 一般式(11)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、少なくとも1つは一般式(W-1)で表される置換基を表す。
 一般式(11)のR23およびR24がそれぞれ独立にとりうる置換基として、ハロゲン原子、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等の炭素数1~40のアルキル基、ただし、2,6-ジメチルオクチル基、2-デシルテトラデシル基、2-ヘキシルドデシル基、2-エチルオクチル基、2-デシルテトラデシル基、2-ブチルデシル基、1-オクチルノニル基、2-エチルオクチル基、2-オクチルテトラデシル基、2-エチルヘキシル基、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基等を含む)、アルケニル基(1-ペンテニル基、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基等を含む)、アルキニル基(1-ペンチニル基、トリメチルシリルエチニル基、トリエチルシリルエチニル基、トリ-i-プロピルシリルエチニル基、2-p-プロピルフェニルエチニル基等を含む)、アリール基(フェニル基、ナフチル基、p-ペンチルフェニル基、3,4-ジペンチルフェニル基、p-ヘプトキシフェニル基、3,4-ジヘプトキシフェニル基の炭素数6~20のアリール基等を含む)、複素環基(ヘテロ環基といってもよい。2-ヘキシルフラニル基等を含む)、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アシル基(ヘキサノイル基、ベンゾイル基等を含む)、アルコキシ基(ブトキシ基等を含む)、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基(ウレイド基含む)、アルコキシおよびアリールオキシカルボニルアミノ基、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルおよびアリールチオ基(メチルチオ基、オクチルチオ基等を含む)、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよびアリールスルホニル基、アルキルおよびアリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールおよびヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基(ジトリメチルシロキシメチルブトキシ基等)、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(-B(OH))、ホスファト基(-OPO(OH))、スルファト基(-OSOH)、その他の公知の置換基が挙げられる。
 また、これら置換基は、さらに上記置換基を有していてもよい。また、一般式(11)で表される化合物が繰り返し構造を有する高分子化合物である場合は、R23およびR24が重合性基由来の基を有していてもよい。
 一般式(11)で表される化合物中において、R23およびR24の両方が一般式(W-1)で表される置換基であることが、キャリア移動度を高め、駆動電圧を低下させ、有機溶媒への溶解性を高める観点から好ましい。
 一般式(11)において、R23およびR24が少なくとも1つ有する一般式(W-1)で表される置換基について説明する。
-S-L-T   一般式(W-1)
 一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
 一般式(W-1)においてSは-(CR -を表す。
 Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、Rがとり得るハロゲン原子の範囲および好ましい範囲は、R~R10がとり得るハロゲン原子の範囲および好ましい範囲と同様である。Rは水素原子であることが好ましい。
 一般式(W-1)においてnは0~17の整数を表し、0~3であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。なお、nが0の場合はSは単結合を表す。
 一般式(W-1)において、Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示し、*は一般式(L-1)~(L-15)で表される2価の連結基およびTのいずれかとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。一般式(L-1)および(L-2)中のR’はそれぞれLに隣接するTと結合して縮合環を形成してもよい。
 Lが一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が結合した連結基を形成する場合、一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基の結合数は2~4であることが好ましく、2または3であることがより好ましい。
 一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)中の置換基R’としては、上記の一般式(11)のR23およびR24が採りうる置換基として例示したものを挙げることができる。その中でも一般式(L-14)中の置換基R’はアルキル基であることが好ましく、(L-14)中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基の炭素数は1~9であることが好ましく、4~9であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、5~9であることがさらに好ましい。(L-14)中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基は直鎖アルキル基であることが、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Rは水素原子またはメチル基を表し、メチル基であることが好ましい。
 Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基アルキニル基を表し、アルキル基であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキル基としては特に制限はないが、Rsiがとり得るアルキル基の好ましい範囲はTがシリル基である場合にシリル基がとり得るアルキル基の好ましい範囲と同様である。Rsiがとり得るアルケニル基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルケニル基が好ましく、分枝アルケニル基であることがより好ましく、アルケニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキニル基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルキニル基が好ましく、分枝アルキニル基であることがより好ましく、アルキニル基の炭素数は2~3であることが好ましい。
 一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。
 Lは一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基、または一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることが好ましく、一般式(L-1)および(L-6)のいずれかで表される2価の連結基またはこれらの2価の連結基が2以上結合した2価の連結基であることがより好ましい。
 化学的安定性、キャリア輸送性の観点から一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L-1)で表される2価の連結基であることがより特に好ましく、Lが一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基であることがさらにより特に好ましい。
 一方、局所ダイポールを緩和し、分子内水素結合により構造を安定化させ、キャリア移動度を高める観点からは、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基であることが特に好ましく、一般式(L-6)で表される2価の連結基であることがより特に好ましい。なお、Lが一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である場合、L中に一般式(L-1)で表される2価の連結基をさらに含まない場合は、S中のnが1以上であることが好ましく、1~3であることが好ましく、1であることがより好ましい。
 一般式(W-1)において、Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数が1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
 一般式(W-1)において、Tに隣接するLが一般式(L-1)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数が1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基であることが好ましく、置換または無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W-1)において、Tに隣接するLが一般式(L-2)および(L-4)~(L-15)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基であることがより好ましい。
 一般式(W-1)において、Tに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合は、Tは置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のシリル基であることが好ましい。
 Tが置換または無置換のアルキル基の場合、炭素数は4~18であることが好ましく、4~15であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、7~15であることが特に好ましく、7~13であることがより特に好ましい。Tが上記の範囲の長鎖アルキル基であること、特に長鎖の直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 Tがアルキル基を表す場合、直鎖アルキル基でも、分枝アルキル基でも、環状アルキル基でもよいが、直鎖アルキル基であることが、分子の直線性が高まり、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
 一方、有機溶媒への溶解度を高める観点からは、Tが分枝アルキル基であることが好ましい。
 一般式(11)で表される化合物は、-S-L-Tにアルキル基が含まれる場合、Tが表すアルキル基が上記範囲の下限値以上であるとキャリア移動度が高くなる。また、LがTに隣接する一般式(L-1)を含む場合や-S-中のnが1以上である場合は、一般式(L-1)で表されるアルキレン基、-S-中に含まれるアルキレン基およびTで表されるアルキル基が結合して形成されるアルキル基の炭素数が上記範囲の下限値以上であるとキャリア移動度が高くなる。
 Tが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、ハロゲン原子などを挙げることができ、フッ素原子が好ましい。なお、Tがフッ素原子を有するアルキル基である場合はアルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されてパーフルオロアルキル基を形成してもよい。ただし、Tは無置換のアルキル基であることが好ましい。
 Tがオキシエチレン基の繰り返し数が1以上のオリゴエチレンオキシ基の場合、Tが表す「オキシエチレン基」とは本明細書中、-(OCHCHOYで表される基のことを言う(オキシエチレン単位の繰り返し数vは1以上の整数を表し、末端のYは水素原子または置換基を表す)。なお、オリゴオキシエチレン基の末端のYが水素原子である場合はヒドロキシ基となる。オキシエチレン単位の繰り返し数vは2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。オリゴオキシエチレン基の末端のヒドロキシ基は封止されていること、すなわちYが置換基を表すことが好ましい。この場合、ヒドロキシ基は、炭素数が1~3のアルキル基で封止されること、すなわちYが炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、Yがメチル基やエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
 Tが、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基の場合、シロキサン単位の繰り返し数は2~4であることが好ましく、2~3であることがさらに好ましい。また、Si原子には、水素原子やアルキル基が結合することが好ましい。Si原子にアルキル基が結合する場合、アルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基または水素原子が結合してもよい。また、オリゴシロキサン基を構成するシロキサン単位はすべて同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
 Tに隣接するLが一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限り、Tが置換または無置換のシリル基をとり得る。Tが置換または無置換のシリル基である場合はその中でも、Tが置換シリル基であることが好ましい。シリル基の置換基としては特に制限はないが、置換または無置換のアルキル基が好ましく、分枝アルキル基であることがより好ましい。Tがトリアルキルシリル基の場合、Si原子に結合するアルキル基の炭素数は1~3であることが好ましく、例えば、メチル基やエチル基やイソプロピル基が結合することが好ましい。Si原子には、同一のアルキル基が結合してもよく、異なるアルキル基が結合してもよい。Tがアルキル基上にさらに置換基を有するトリアルキルシリル基である場合の置換基としては、特に制限はない。
 一般式(W-1)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5以上であることが有機トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高くなり、駆動電圧が低くなり、膜質が良好となり、有機溶媒に対する溶解性が高くなるために好ましい。
 一方、一般式(W-1)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は30以下であることが有機溶媒に対する溶解性が高くなる観点から好ましく、18以下であることが有機トランジスタの半導体活性層に用いたときにキャリア移動度が高くなり、駆動電圧が低くなり、有機溶媒に対する溶解性が高くなる観点からより好ましい。
 S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~14であることがより好ましく、6~14であることがさらに好ましく、8~14であることが特に好ましく、8~12であることがより特に好ましい。
 一般式(11)で表される化合物は、下記一般式(12)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 一般式(12)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは一般式(W-1)で表される置換基である。
 一般式(12)におけるR23およびR24の好ましい範囲は、一般式(11)におけるR23およびR24の好ましい範囲と同様である。
 以下に上記一般式(11)で表される化合物の具体例を示すが、本発明で用いることができる一般式(11)で表される化合物は、これらの具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 上記一般式(1)または一般式(11)で表される化合物は、繰り返し構造をとっても良く、低分子でも高分子でも良い。一般式(1)または一般式(11)で表される化合物が低分子化合物の場合は、分子量が3000以下であることが好ましく、2000以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましく、850以下であることが特に好ましい。分子量を上記上限値以下とすることにより、溶媒への溶解性を高めることができるため好ましい。
 一方で、膜の膜質安定性の観点からは、分子量は400以上であることが好ましく、450以上であることがより好ましく、500以上であることがさらに好ましい。
 また、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物が繰り返し構造を有する高分子化合物の場合は、重量平均分子量が3万以上であることが好ましく、5万以上であることがより好ましく、10万以上であることがさらに好ましい。一般式(1)または一般式(11)で表される化合物が繰り返し構造を有する高分子化合物である場合に、重量平均分子量を上記下限値以上とすることにより、分子間相互作用を高めることができ、高い移動度が得られるため好ましい。
 繰り返し構造を有する高分子化合物としては、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物が少なくとも1つ以上のアリーレン基、ヘテロアリーレン基(チオフェン、ビチオフェン)を表して繰り返し構造を示すπ共役ポリマーや、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物が高分子主鎖に側鎖を介して結合したペンダント型ポリマーがあげられ、高分子主鎖としては、ポリアクリレート、ポリビニル、ポリシロキサンなどが好ましく、側鎖としては、アルキレン基、ポリエチレンオキシド基などが好ましい。
 一般式(1)で表される化合物は、WO2010/024388号公報、WO2013/078407号公報、Tetrahedron Lett. 2004, 45, 4737、Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2488などを参考にして合成することができる。
 一般式(11)で表される化合物は、WO2010/024388号公報、WO2013/078407号公報、Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2488などを参考にして合成することができる。
 本発明の化合物の合成において、いかなる反応条件を用いてもよい。反応溶媒としては、いかなる溶媒を用いてもよい。また、環形成反応促進のために、酸または塩基を用いることが好ましく、特に塩基を用いることが好ましい。最適な反応条件は、目的とするクリセノジピロール誘導体の構造により異なるが、上記の文献に記載された具体的な反応条件を参考に設定することができる。
 各種置換基を有する合成中間体は公知の反応を組み合わせて合成することができる。また、各置換基はいずれの中間体の段階で導入してもよい。中間体の合成後は、カラムクロマトグラフィー、再結晶等による精製を行った後、昇華精製により精製する事が好ましい。昇華精製により、有機不純物を分離できるだけでなく、無機塩や残留溶媒等を効果的に取り除くことができる。
<有機トランジスタの構造>
 本発明の有機トランジスタは、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物を含む半導体活性層を有する。
 本発明の有機トランジスタは、さらに半導体活性層以外にその他の層を含んでいてもよい。
 本発明の有機トランジスタは、有機電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor、FET)として用いられることが好ましく、ゲート-チャンネル間が絶縁されている絶縁ゲート型FETとして用いられることがより好ましい。
 以下、本発明の有機トランジスタの好ましい構造の態様について、図面を用いて詳しく説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
(積層構造)
 有機電界効果トランジスタの積層構造としては特に制限はなく、公知の様々な構造のものとすることができる。
 本発明の有機トランジスタの構造の一例としては、最下層の基板の上面に、電極、絶縁体層、半導体活性層(有機半導体層)、2つの電極を順に配置した構造(ボトムゲート・トップコンタクト型)を挙げることができる。この構造では、最下層の基板の上面の電極は基板の一部に設けられ、絶縁体層は、電極以外の部分で基板と接するように配置される。また、半導体活性層の上面に設けられる2つの電極は、互いに隔離して配置される。
 ボトムゲート・トップコンタクト型素子の構成を図1に示す。図1は、本発明の有機トランジスタの一例の構造の断面を示す概略図である。図1の有機トランジスタは、最下層に基板11を配置し、その上面の一部に電極12を設け、さらに電極12を覆い、かつ電極12以外の部分で基板11と接するように絶縁体層13を設けている。さらに絶縁体層13の上面に半導体活性層14を設け、その上面の一部に2つの電極15aと15bとを隔離して配置している。
 図1に示した有機トランジスタは、電極12がゲートであり、電極15aと電極15bはそれぞれドレインまたはソースである。また、図1に示した有機トランジスタは、ドレイン-ソース間の電流通路であるチャンネルと、ゲートとの間が絶縁されている絶縁ゲート型FETである。
 本発明の有機トランジスタの構造の一例としては、ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子を挙げることができる。
 ボトムゲート・ボトムコンタクト型素子の構成を図2に示す。図2は本発明の実施例でFET特性測定用基板として製造した有機トランジスタの構造の断面を示す概略図である。図2の有機トランジスタは、最下層に基板31を配置し、その上面の一部に電極32を設け、さらに電極32を覆い、かつ電極32以外の部分で基板31と接するように絶縁体層33を設けている。さらに絶縁体層33の上面に半導体活性層35を設け、電極34aと34bが半導体活性層35の下部にある。
 図2に示した有機トランジスタは、電極32がゲートであり、電極34aと電極34bはそれぞれドレインまたはソースである。また、図2に示した有機トランジスタは、ドレイン-ソース間の電流通路であるチャンネルと、ゲートとの間が絶縁されている絶縁ゲート型FETである。
 本発明の有機トランジスタの構造としては、その他、絶縁体、ゲート電極が半導体活性層の上部にあるトップゲート・トップコンタクト型素子や、トップゲート・ボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。
(厚さ)
 本発明の有機トランジスタは、より薄いトランジスタとする必要がある場合には、例えばトランジスタ全体の厚さを0.1~0.5μmとすることが好ましい。
(封止)
 有機トランジスタ素子を大気や水分から遮断し、有機トランジスタ素子の保存性を高めるために、有機トランジスタ素子全体を金属の封止缶やガラス、窒化ケイ素などの無機材料、パリレンなどの高分子材料や、低分子材料などで封止してもよい。
 以下、本発明の有機トランジスタの各層の好ましい態様について説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
<基板>
(材料)
 本発明の有機トランジスタは、基板を含むことが好ましい。
 基板の材料としては特に制限はなく、公知の材料を用いることができ、例えば、ポリエチレンナフトエート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリイミドフィルム、およびこれらポリマーフィルムを極薄ガラスに貼り合わせたもの、セラミック、シリコン、石英、ガラス、などを挙げることができ、シリコンが好ましい。
<電極>
(材料)
 本発明の有機トランジスタは、電極を含むことが好ましい。
 電極の構成材料としては、例えば、Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、NiあるいはNdなどの金属材料やこれらの合金材料、あるいはカーボン材料、導電性高分子などの既知の導電性材料であれば特に制限することなく使用できる。
(厚さ)
 電極の厚さは特に制限はないが、10~50nmとすることが好ましい。
 ゲート幅(またはチャンネル幅)Wとゲート長(またはチャンネル長)Lに特に制限はないが、これらの比W/Lが10以上であることが好ましく、20以上であることがより好ましい。
<絶縁体層>
(材料)
 絶縁体層を構成する材料は必要な絶縁効果が得られれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、PTFE、CYTOP等のフッ素ポリマー系絶縁材料、ポリエステル絶縁材料、ポリカーボネート絶縁材料、アクリルポリマー系絶縁材料、エポキシ樹脂系絶縁材料、ポリイミド絶縁材料、ポリビニルフェノール樹脂系絶縁材料、ポリパラキシリレン樹脂系絶縁材料などが挙げられる。
 絶縁体層の上面は表面処理がなされていてもよく、例えば、二酸化ケイ素表面をヘキサメチルジシラザン(HMDS)やオクタデシルトリクロロシラン(OTS)の塗布により表面処理した絶縁体層を好ましく用いることができる。
(厚さ)
 絶縁体層の厚さに特に制限はないが、膜化が求められる場合は厚さを10~400nmとすることが好ましく、20~200nmとすることがより好ましく、50~200nmとすることが特に好ましい。
<半導体活性層>
(材料)
 本発明の有機トランジスタは、半導体活性層が一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含む。
 半導体活性層は、本発明の化合物からなる層であってもよく、本発明の化合物に加えて後述のポリマーバインダーがさらに含まれた層であってもよい。また、成膜時の残留溶媒が含まれていてもよい。
 半導体活性層中におけるポリマーバインダーの含有量は、特に制限はないが、好ましくは0~95質量%の範囲内で用いられ、より好ましくは10~90質量%の範囲内で用いられ、さらに好ましくは20~80質量%の範囲内で用いられ、特に好ましくは30~70質量%の範囲内で用いられる。
(厚さ)
 半導体活性層の厚さに特に制限はないが、膜化が求められる場合は厚さを10~400nmとすることが好ましく、10~200nmとすることがより好ましく、10~100nmとすることが特に好ましい。
[非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料]
 本発明は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料にも関する。
(非発光性有機半導体デバイス)
 なお、本明細書において、「非発光性有機半導体デバイス」とは、発光することを目的としないデバイスを意味する。非発光性有機半導体デバイスは、膜の層構造を有するエレクトロニクス要素を用いた非発光性有機半導体デバイスとすることが好ましい。非発光性有機半導体デバイスには、有機トランジスタ、有機光電変換素子(光センサ用途の固体撮像素子、エネルギー変換用途の太陽電池等)、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子などが包含される。有機光電変換素子は光センサ用途(固体撮像素子)、エネルギー変換用途(太陽電池)のいずれにも用いることができる。好ましくは、有機光電変換素子、有機トランジスタであり、さらに好ましくは有機トランジスタである。すなわち、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料は、上述のとおり有機トランジスタ用材料であることが好ましい。
(有機半導体材料)
 本明細書において、「有機半導体材料」とは、半導体の特性を示す有機材料のことである。無機材料からなる半導体と同様に、正孔をキャリアとして伝導するp型(ホール輸送性)有機半導体と、電子をキャリアとして伝導するn型(電子輸送性)有機半導体がある。
 本発明の化合物はp型有機半導体材料、n型の有機半導体材料のどちらとして用いてもよいが、p型として用いることがより好ましい。有機半導体中のキャリアの流れやすさはキャリア移動度μで表される。キャリア移動度μは高い方がよく、1×10-3cm/Vs以上であることが好ましく、5×10-3cm/Vs以上であることがより好ましく、1×10-2cm/Vs以上であることが特に好ましく、1×10-1cm/Vs以上であることがより特に好ましく、1cm/Vs以上であることがよりさらに特に好ましい。キャリア移動度μは電界効果トランジスタ(FET)素子を作製したときの特性や飛行時間計測(TOF)法により求めることができる。
[非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜]
(材料)
 本発明は、上記一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜にも関する。
 本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有し、ポリマーバインダーを含有しない態様も好ましい。
 また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物とポリマーバインダーを含有してもよい。
 ポリマーバインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性ポリマー、半導体ポリマーを挙げることができる。
 ポリマーバインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
 また、有機半導体材料とポリマーバインダーとは均一に混合していてもよく、一部または全部が相分離していてもよいが、電荷移動度の観点では、膜中で膜厚方向に有機半導体とバインダーが相分離した構造が、バインダーが有機半導体の電荷移動を妨げず最も好ましい。
 膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高いポリマーバインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造のポリマーバインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。
 ポリマーバインダーの使用量は、特に制限はないが、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜中、好ましくは0~95質量%の範囲内で用いられ、より好ましくは10~90質量%の範囲内で用いられ、さらに好ましくは20~80質量%の範囲内で用いられ、特に好ましくは30~70質量%の範囲内で用いられる。
 さらに、本発明では、化合物が上述した構造をとることにより、膜質の良い有機膜を得ることができる。具体的には、本発明で得られる化合物は、結晶性が良いため、十分な膜厚を得ることができ、得られた本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜は良質なものとなる。
(成膜方法)
 本発明の化合物を基板上に成膜する方法はいかなる方法でもよい。
 成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜質や膜中での分子のパッキングを制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、0℃から200℃の間であることが好ましく、15℃~100℃の間であることがより好ましく、20℃~95℃の間であることが特に好ましい。
 本発明の化合物を基板上に成膜するとき、真空プロセスあるいは溶液プロセスにより成膜することが可能であり、いずれも好ましい。
 真空プロセスによる成膜の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー(MBE)法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着(CVD)法が挙げられ、真空蒸着法を用いることが特に好ましい。
 溶液プロセスによる成膜とは、ここでは有機化合物を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、その溶液を用いて成膜する方法をさす。具体的には、キャスト法、ディップコート法、ダイコーター法、ロールコーター法、バーコーター法、スピンコート法などの塗布法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソグラフィー印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法などの各種印刷法、Langmuir-Blodgett(LB)法などの通常の方法を用いることができ、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、グラビア印刷法、フレキソグラフィー印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクト印刷法を用いることが特に好ましい。
 本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜は、溶液塗布法により作製されたことが好ましい。また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜がポリマーバインダーを含有する場合、層を形成する材料とポリマーバインダーとを適当な溶媒に溶解させ、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により形成されることが好ましい。
 以下、溶液プロセスによる成膜に用いることができる、本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液について説明する。
[非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液]
 本発明は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液にも関する。
 溶液プロセスを用いて基板上に成膜する場合、層を形成する材料を適当な有機溶媒(例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、デカリン、1-メチルナフタレンなどの炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1-メチルー2-ピロリドン、1-メチルー2-イミダゾリジノン等のアミド・イミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイドなどのスルホキシド系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒)および/または水に溶解、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により膜を形成することができる。溶媒は単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。
 これらの中でも、一般式(1)で表される化合物の溶媒としては、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒またはエーテル系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジクロロベンゼンまたはアニソールがより好ましく、トルエン、キシレン、テトラリン、アニソールが特に好ましい。その塗布液中の一般式(1)で表される化合物の濃度は、好ましくは、0.1~80質量%、より好ましくは0.1~10質量%、特に好ましくは0.5~10質量%とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。
 また、一般式(11)で表される無置換のNH構造を有する化合物の溶媒としては、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド・イミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、ニトリル系溶媒等の極性溶媒、あるいは、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒またはエーテル系溶媒が好ましく、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒またはエーテル系溶媒がより好ましく、炭化水素系溶媒が特に好ましく、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジクロロベンゼンまたはアニソールがより特に好ましく、トルエン、キシレン、テトラリン、アニソールがさらにより特に好ましい。その塗布液中の一般式(11)で表される化合物の濃度は、好ましくは、0.1~80質量%、より好ましくは0.1~10質量%、特に好ましくは0.5~10質量%とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。
 溶液プロセスで成膜するためには、上記で挙げた溶媒などに材料が溶解することが必要であるが、単に溶解するだけでは不十分である。通常、真空プロセスで成膜する材料でも、溶媒にある程度溶解させることができる。しかし、溶液プロセスでは、材料を溶媒に溶解させて塗布した後で、溶媒が蒸発して膜が形成する過程があり、溶液プロセス成膜に適さない材料は結晶性が高いものが多いため、この過程で不適切に結晶化(凝集)してしまい良好な膜を形成させることが困難である。一般式(1)または一般式(11)で表される化合物は、このような結晶化(凝集)が起こりにくい点でも優れている。
 本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物を含み、ポリマーバインダーを含有しない態様も好ましい。
 また、本発明の非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液は、一般式(1)または一般式(11)で表される化合物、すなわち本発明の化合物とポリマーバインダーを含有してもよい。この場合、層を形成する材料とポリマーバインダーとを前述の適当な溶媒に溶解させ、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により膜を形成することができる。ポリマーバインダーとしては、上述したものから選択することができる。
 以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1~5および比較例1~4]
<合成例1> 化合物4の合成
 以下のスキームに示した具体的合成手順にしたがって、一般式(1)で表される化合物である、化合物4を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
(2,8-ジアミノクリセンM1の合成)
 2,8-ジアミノクリセンM1はTetrahedron Letters 2004, 45, 4737-4739に記載の方法で合成を行った。
(中間体M2の合成)
 ジアミノクリセンM1(2.3g)をクロロホルム(90ml)に溶解、攪拌しているところに室温で臭素(0.96ml)を5分かけて滴下した。滴下終了後、室温で2時間攪拌を続けた。亜硫酸水素ナトリウム水溶液25mlを反応液に滴下してクエンチした後、2N炭酸カリウムで水層のpHを9にした。吸引ろ過により析出をろ取し、100℃で乾燥をおこなうことにより中間体M2(3.5g、収率93%)を得た。
(中間体M3の合成)
 中間体M2(3.5g)を脱水ビリジン30mlに溶解させ、氷浴で0℃に冷却しているところにトシルクロライド(4.9g)を10分かけて分割添加した。添加後に氷浴を外し、室温で5時間攪拌を行った。反応液を水に注いで、析出物をろ取し、メタノール中で超音波洗浄することにより中間体M3(6.1g、収率100%)を得た。Tsはトシル基(パラトルエンスルホニル基)を表す。
(中間体M4の合成)
 中間体M3(6.1g)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド(1.0g)、ヨウ化銅(0.54g)、トリイソプロピルシリルアセチレン(8.5ml)、ジイソプロピルアミン(12ml)、脱水DMF30mlを混合、脱気したのち、外温110℃で4時間攪拌を行った。反応終了をTLCにて確認後、反応液をセライトろ過し、ろ液に酢酸エチルと5%希塩酸を加えて抽出を行った。有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥、ろ過し、酢酸エチルを減圧留去した。残渣をメタノールにて超音波洗浄することにより中間体M4(6.0g、収率76%)を得た。
(中間体M5の合成)
 中間体M4(6.0g)にテトラブチルアンモニウムフルオライド(1M THF溶液)を50ml加え3時間還流、攪拌した。反応液を室温まで冷却した後に、酢酸エチルと5%希塩酸を加えて抽出を行った。有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥、ろ過し、有機層を減圧留去することにより、中間体M5(1.3g、収率68%)を得た。
(化合物4の合成)
 中間体M5(1.3g)を脱水DMF25mlに溶解させ、水素化ナトリウム0.5gを5分間かけて分割添加した。水素化ナトリウム添加後20分室温にて攪拌を行い、1-ブロモオクタン(6.1ml)を滴下し、室温で20分攪拌した。さらに再び水素化ナトリウム0.5gを5分間かけて分割添加して20分室温にて攪拌を行った後、1-ブロモオクタン(6.1ml)を滴下し、室温で20分攪拌した。反応液を氷水に注ぎ入れ、酢酸エチルで抽出を行った。有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥、ろ過し、酢酸エチルを減圧留去することにより得られる粗生成物を分取GPC(展開溶媒THF)にて精製することにより、化合物4(0.68g、収率30%)を得た。
 なお、得られた化合物の同定は元素分析、NMR及びMASSスペクトルにより行った。
 他の実施例に用いた一般式(1)で表される化合物も、化合物4と同様にして合成した。
 比較素子の半導体活性層(有機半導体層)に用いた比較化合物1~3をWO2010/024388号公報に記載の方法にしたがって合成した。また、比較化合物4をWO2013/078407号公報に記載の方法にしたがって合成した。なお、比較化合物4はWO2013/078407号公報に具体的な構造が開示されているものではなく、本発明者らが比較試験用に合成したものである。比較化合物1~4の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
<素子作製・評価>
 素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー(東ソーTSKgel ODS-100Z)により純度(254nmの吸収強度面積比)が99.5%以上であることを確認した。
<化合物単独で半導体活性層(有機半導体層)を形成>
 本発明の化合物または比較化合物(各1mg)とトルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱したものを、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、90℃に加熱したFET特性測定用基板上にキャストすることで、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜を形成し、FET特性測定用の実施例および比較例の有機トランジスタ素子を得た。FET特性測定用基板としては、ソースおよびドレイン電極としてくし型に配置されたクロム/金(ゲート幅W=100mm、ゲート長L=100μm)、絶縁膜としてSiO(膜厚200nm)を備えたボトムゲート・ボトムコンタクト構造のシリコン基板(図2に構造の概略図を示した)を用いた。
[評価]
(a)キャリア移動度、(b)閾値電圧
 各実施例および比較例の有機トランジスタ素子のFET特性は、セミオートプローバー(ベクターセミコン製、AX-2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、閾値電圧の観点で評価した。
 各有機トランジスタ素子(FET素子)のソース電極-ドレイン電極間に-80Vの電圧を印加し、ゲート電圧を20V~-100Vの範囲で変化させ、閾値電圧を求めた。また、ドレイン電流Iを表わす式I=(w/2L)μC(V-Vth(式中、Lはゲート長、Wはゲート幅、Cは絶縁体層の単位面積当たりの容量、Vはゲート電圧、Vthは閾値電圧)を用いてキャリア移動度μを算出した。
 得られた結果を下記表1に示す。
 なお、閾値電圧の絶対値が小さいほど、素子の駆動電圧が低くなり、好ましい。
(c)溶解性
 本発明の化合物または比較化合物(各2質量%、各1質量%または各0.1質量%)とトルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱後、室温にて30分放置し、析出無しとなる濃度を求め、トルエンに対する溶解性を以下の4段階で評価した。実用上、AA、AまたはB評価であることが必要であり、AAまたはA評価であることが好ましく、AA評価であることがより好ましい。
AA:2質量%で析出無し
 A:1質量%で析出無し、かつ、2質量%で析出あり
 B:0.1質量%で析出無し、かつ、1質量%で析出あり
 C:0.1質量%で析出あり
(d)膜質(ドメインサイズ)
 実施例および比較例の有機トランジスタ素子の半導体活性層について、偏光顕微鏡を用いてドメインサイズを1mm四方の範囲で測定し、平均ドメインサイズを計算した。得られた結果を以下の3段階で評価した。実用上、C評価であっても問題はないが、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
 A:平均ドメインサイズが30マイクロメートル超える。
 B:平均ドメインサイズが5マイクロメートルを超え、かつ、30マイクロメートル以下である。
 C:平均ドメインサイズが5マイクロメートル以下である。
(e)耐熱性
 以下の条件で実施例および比較例の有機トランジスタ素子を加熱したときに、移動度が低下するかについて検討した。得られた結果を以下の3段階で評価した。実用上、C評価であっても問題はないが、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
 A:150℃、10分加熱で変化なし。
 B:100℃、10分加熱で変化なしだが、150℃、10分加熱で低下あり。
 C:100℃、10分加熱で低下あり。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000069
 上記表1より、本発明の化合物は有機溶媒への溶解性が良好であり、本発明の化合物を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、駆動電圧が低いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
 一方、一般式(1)のR11およびR12に相当する位置の置換基の炭素数の合計が本発明の範囲の下限値を下回る比較化合物1~3を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。比較化合物1および2を用いた有機トランジスタ素子は駆動電圧が高く、省電力化に寄与しないことがわかった。比較化合物1および2、ならびに、一般式(1)のR11およびR12に相当する位置の置換基の炭素数の合計が本発明の範囲の上限値を上回る比較化合物4は有機溶媒に対する溶解性が低いことがわかった。
 なお、本発明の化合物を用いた有機トランジスタ素子は半導体活性層の膜質が良好であり、素子耐熱性も良好であった。
[実施例11~14および比較例11~13]
<化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層(有機半導体層)を形成>
 本発明の化合物または比較化合物(各1mg)、PαMS(ポリ(α-メチルスチレン、Mw=300,000)、Aldrich製)1mg、トルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱したものを塗布溶液として用いる以外は実施例1と同様にしてFET特性測定用の有機トランジスタ素子を作製し、実施例1と同様の評価を行った。
 得られた結果を下記表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000070
 上記表2より、本発明の化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、閾値電圧が小さく、膜質良好で素子耐熱性も高いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
 一方、比較化合物1、2および3をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が低く、閾値電圧も高いものであった。
 さらに、実施例11~14で得られた各有機トランジスタ素子について、光学顕微鏡観察を行ったところ、バインダーとしてPαMSを用いた膜はいずれも膜の平滑性・均一性が非常に高いことが分かった。
 以上より、比較素子ではバインダーと比較化合物の複合系で半導体活性層を形成した場合にキャリア移動度が非常に低くなるのに対し、本発明の有機トランジスタ素子では本発明の化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した場合も良好なキャリア移動度を示し、閾値電圧が小さく、膜の平滑性・均一性が非常に高い素子を得ることができることが分かった。
[実施例21~24および比較例21~23]
<半導体活性層(有機半導体層)形成>
 ゲート絶縁膜としてSiO(膜厚370nm)を備えたシリコンウエハーを用い、オクチルトリクロロシランで表面処理を行った。
 本発明の化合物または比較化合物(各1mg)とトルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱したものを、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、90℃に加熱したオクチルシラン表面処理シリコンウエハー上にキャストすることで、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜を形成した。
 更にこの膜表面にマスクを用いて金を蒸着することで、ソースおよびドレイン電極を作製し、ゲート幅W=5mm、ゲート長L=80μmのボトムゲート・トップコンタクト構造の有機トランジスタ素子を得た(図1に構造の概略図を示した)。
 実施例21~24および比較例21~23の有機トランジスタ素子のFET特性は、セミオートプローバー(ベクターセミコン製、AX-2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下で、実施例1と同様の評価を行った。
 得られた結果を下記表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071
 上記表3より、本発明の化合物を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、閾値電圧が小さく、膜質良好で素子耐熱も高いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。
 一方、比較化合物1、2および3を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が低く、駆動電圧も高いものであった。
[実施例101~105および比較例101~103]
<合成例101> 化合物104の合成
 以下のスキームに示した具体的合成手順にしたがって、一般式(11)で表される化合物である、化合物104を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
(2,8-ジアミノクリセンM101の合成)
 2,8-ジアミノクリセンM101はTetrahedron Letters 2004, 45, 4737-4739に記載の方法で合成を行った。
(中間体M102の合成)
 ジアミノクリセンM101(2.3g)をクロロホルム(90ml)に溶解、攪拌しているところに室温で臭素(0.96ml)を5分かけて滴下した。滴下終了後、室温で2時間攪拌を続けた。亜硫酸水素ナトリウム水溶液25mlを反応液に滴下してクエンチした後、2N炭酸カリウムで水層のpHを9にした。吸引ろ過により析出をろ取し、100℃で乾燥をおこなうことにより中間体M102(3.5g、収率93%)を得た。
(中間体M103の合成)
 中間体M102(3.5g)を脱水ビリジン30mlに溶解させ、氷浴で0℃に冷却しているところにトシルクロライド(4.9g)を10分かけて分割添加した。添加後に氷浴を外し、室温で5時間攪拌を行った。反応液を水に注いで、析出物をろ取し、メタノール中で超音波洗浄することにより中間体M103(6.1g、収率100%)を得た。Tsはトシル基(パラトルエンスルホニル基)を表す。
(中間体M104の合成)
 中間体M103(6.1g)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド(1.0g)、ヨウ化銅(0.54g)、1-デシン(6.1ml)、ジイソプロピルアミン(12ml)、脱水DMF30mlを混合、脱気したのち、外温110℃で4時間攪拌を行った。反応終了をTLCにて確認後、反応液をセライトろ過し、ろ液に酢酸エチルと5%希塩酸を加えて抽出を行った。有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥、ろ過し、酢酸エチルを減圧留去した。残渣をメタノールにて超音波洗浄することにより中間体M104(4.6g、収率65%)を得た。
(化合物104の合成)
 中間体M104(4.6g)にテトラブチルアンモニウムフルオライド(1M THF溶液)を40ml加え3時間還流、攪拌した。反応液を室温まで冷却した後に、酢酸エチルと5%希塩酸を加えて抽出を行った。有機層を無水硫酸マグネシウムにより乾燥、ろ過し、有機層を減圧留去した。残渣を分取GPC(展開溶媒THF)にて精製することにより、化合物104(0.83g、収率18%)を得た。
 なお、得られた化合物の同定は元素分析、NMR及びMSスペクトルにより行った。
 他の実施例に用いた一般式(11)で表される化合物も、化合物104と同様にして合成した。
 比較素子の半導体活性層(有機半導体層)に用いた比較化合物101を、化合物104を水素化ナトリウムとヨウ化メチルを用いてメチル化することにより合成した。比較化合物102および103についても用いる材料を変更した以外は同様の方法にしたがって合成した。
比較化合物101~103の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
<素子作製・評価>
 素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー(東ソーTSKgel ODS-100Z)により純度(254nmの吸収強度面積比)が99.5%以上であることを確認した。
<化合物単独で半導体活性層(有機半導体層)を形成>
 本発明の各化合物または比較化合物(各1mg)とトルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱したものを、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、90℃に加熱したFET特性測定用基板上にキャストすることで、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜を形成し、FET特性測定用の実施例および比較例の有機トランジスタ素子を得た。FET特性測定用基板としては、ソースおよびドレイン電極としてくし型に配置されたクロム/金(ゲート幅W=100mm、ゲート長L=100μm)、絶縁膜としてSiO(膜厚200nm)を備えたボトムゲート・ボトムコンタクト構造のシリコン基板(図2に構造の概略図を示した)を用いた。
[評価]
(a)キャリア移動度、(b)閾値電圧
 各実施例および比較例の有機トランジスタ素子のFET特性は、セミオートプローバー(ベクターセミコン製、AX-2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、閾値電圧の観点で評価した。
 各有機トランジスタ素子(FET素子)のソース電極-ドレイン電極間に-80Vの電圧を印加し、ゲート電圧を20V~-100Vの範囲で変化させ、閾値電圧を求めた。また、ドレイン電流Iを表わす式I=(w/2L)μC(V-Vth(式中、Lはゲート長、Wはゲート幅、Cは絶縁体層の単位面積当たりの容量、Vはゲート電圧、Vthは閾値電圧)を用いてキャリア移動度μを算出した。
 得られた結果を下記表1に示す。
 なお、閾値電圧の絶対値が小さいほど、素子の駆動電圧が低くなり、好ましい。
(c)溶解性
 本発明の化合物または比較化合物(各2質量%、各1質量%または各0.1質量%)とトルエン(1mL)を混合し、100℃に加熱後、室温にて30分放置し、析出無しとなる濃度を求め、トルエンに対する溶解性を以下の4段階で評価した。実用上、AA、AまたはB評価であることが必要であり、AAまたはA評価であることが好ましく、AA評価であることがより好ましい。
AA:2質量%で析出無し。
 A:1質量%で析出無し、かつ、2質量%で析出あり。
 B:0.1質量%で析出無し、かつ、1質量%で析出あり。
 C:0.1質量%で析出あり。
(d)膜質(ドメインサイズ)
 実施例および比較例の有機トランジスタ素子の半導体活性層について、偏光顕微鏡を用いてドメインサイズを1mm四方の範囲で測定し、平均ドメインサイズを計算した。得られた結果を以下の3段階で評価した。実用上、C評価であっても問題はないが、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
 A:平均ドメインサイズが30マイクロメートル超える。
 B:平均ドメインサイズが5マイクロメートルを超え、かつ、30マイクロメートル以下である。
 C:平均ドメインサイズが5マイクロメートル以下である。
(e)耐熱性
 以下の条件で実施例および比較例の有機トランジスタ素子を加熱したときに、移動度が低下するかについて検討した。得られた結果を以下の3段階で評価した。実用上、C評価であっても問題はないが、AまたはB評価であることが好ましく、A評価であることがより好ましい。
 A:150℃、10分加熱で変化なし。
 B:100℃、10分加熱で変化なしだが、150℃、10分加熱で低下あり。
 C:100℃、10分加熱で低下あり。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
 上記表4より、本発明の化合物は有機溶媒への溶解性が良好であり、本発明の化合物を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、駆動電圧が低いことがわかった。そのため、本発明の化合物は非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料として好ましく用いられることがわかった。なお、一般式(11)のR23およびR24に相当する位置の置換基の炭素数の合計が好ましい範囲の上限値から外れる化合物114-2を用いた有機トランジスタは、キャリア移動度が少し低く、駆動電圧が少し高い値であったが、実用上問題ないものであった。
 一方、一般式(11)の窒素原子にアルキル基が導入された比較化合物101~103を用いた有機トランジスタ素子は、キャリア移動度が低く、駆動電圧が高いものであった。さらに比較化合物102は有機溶媒への溶解性も低かった。
 なお、本発明の化合物を用いた有機トランジスタ素子は半導体活性層の膜質が良好であり、素子耐熱性も良好であった。
11 基板
12 電極
13 絶縁体層
14 半導体活性層(有機物層、有機半導体層)
15a、15b 電極
31 基板
32 電極
33 絶縁体層
34a、34b 電極
35 半導体活性層(有機物層、有機半導体層)

Claims (44)

  1.  下記一般式(1)または下記一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含む有機トランジスタ;
    一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
    -S-L-T   一般式(W)
     一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
    一般式(11)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
    -S-L-T   一般式(W-1)
    一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
  2.  下記一般式(1)で表される化合物を半導体活性層に含む請求項1に記載の有機トランジスタ;
    一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
    -S-L-T   一般式(W)
     一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
  3.  下記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である請求項1または2に記載の有機トランジスタ;
    一般式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     一般式(2)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは前記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
  4.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基、または前記一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である請求項1~3のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  5.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項1~4のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  6.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である請求項1~5のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  7.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項1~6のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  8.  前記一般式(1)において、R13およびR14が水素原子である請求項1~7のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  9.  前記一般式(1)において、Tが直鎖アルキル基である請求項1~8のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  10.  前記一般式(1)において、Tが分枝アルキル基である請求項1~9のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  11.  下記一般式(11)で表される化合物を半導体活性層に含む請求項1に記載の有機トランジスタ;
    一般式(11)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
    -S-L-T   一般式(W-1)
     一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
  12.  前記一般式(11)で表される化合物が、下記一般式(12)で表される化合物である請求項1または11に記載の有機トランジスタ;
    一般式(12)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     一般式(12)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは前記一般式(W-1)で表される置換基である。
  13.  前記一般式(11)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が5~18である請求項1、請求項11及び12のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  14.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基、または前記一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である請求項1および請求項11~13のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  15.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項1および請求項11~14のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  16.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である請求項1および請求項11~15のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  17.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項1および請求項11~15のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  18.  前記一般式(11)において、Tが直鎖アルキル基である請求項1および請求項11~17のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  19.  前記一般式(11)において、Tが分枝アルキル基である請求項1および請求項11~17のいずれか一項に記載の有機トランジスタ。
  20.  下記一般式(1)で表される化合物;
    一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
     一般式(1)において、R~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは下記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
    -S-L-T   一般式(W)
     一般式(W)においてSは-(CR -を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。S、LおよびTに含まれる炭素数の合計は5~18である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)、(L-12)および(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
  21.  下記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である請求項20に記載の化合物;
    一般式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
     一般式(2)において、R11およびR12はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R11およびR12のうち少なくとも1つは前記一般式(W)で表される置換基である。R13およびR14はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、メチル基またはハロメチル基を表す。
  22.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基、または前記一般式(L-1)、(L-2)、(L-6)および(L-10)~(L-13)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である請求項20または21に記載の化合物。
  23.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項20~22のいずれか一項に記載の化合物。
  24.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である請求項20~23のいずれか一項に記載の化合物。
  25.  前記一般式(1)において、Lが前記一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項20~23のいずれか一項に記載の化合物。
  26.  前記一般式(1)において、R13およびR14が水素原子である請求項20~25のいずれか一項に記載の化合物。
  27.  前記一般式(1)において、Tが直鎖アルキル基である請求項20~26のいずれか一項に記載の化合物。
  28.  前記一般式(1)において、Tが分枝アルキル基である請求項20~26のいずれか一項に記載の化合物。
  29.  下記一般式(11)で表される化合物;
    一般式(11)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
     一般式(11)において、R1~R10はそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表す。R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは下記一般式(W-1)で表される置換基である。
    -S-L-T   一般式(W-1)
     一般式(W-1)においてSは-(CR )-を表す(Rはそれぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子を表し、nは0~17の整数を表す)。Lは下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基または下記一般式(L-1)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基を表す。Tは置換または無置換のアルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが1以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が1以上のオリゴシロキサン基、あるいは、置換または無置換のシリル基を表す。ただし、Tが置換または無置換のシリル基を表すのは、Tに隣接するLが下記一般式(L-3)で表される2価の連結基である場合に限る。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
     一般式(L-1)~(L-15)において、波線部分はSとの結合位置を示す。一般式(L-10)におけるmは4を表し、一般式(L-11)~(L-13)におけるmは2を表す。一般式(L-1)、(L-2)および(L-10)~(L-14)におけるR’はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Rは水素原子またはメチル基を表す。Rsiはそれぞれ独立に水素原子アルキル基、アルケニル基またはアルキニル基を表す。
  30.  前記一般式(11)で表される化合物が、下記一般式(12)で表される化合物である請求項29に記載の化合物;
    一般式(12)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
     一般式(12)において、R23およびR24はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し、R23およびR24のうち少なくとも1つは前記一般式(W-1)で表される置換基である。
  31.  前記一般式(11)において、S、LおよびTに含まれる炭素数の合計が5~18である請求項29または30に記載の化合物。
  32.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基、または前記一般式(L-1)~(L-6)および(L-10)~(L-15)のいずれかで表される2価の連結基が2つ以上結合した2価の連結基である請求項29~31のいずれか一項に記載の化合物。
  33.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項29~32のいずれか一項に記載の化合物。
  34.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-1)で表される2価の連結基であり、Tが置換または無置換のアルキル基である請求項29~33のいずれか一項に記載の化合物。
  35.  前記一般式(11)において、Lが前記一般式(L-6)で表される2価の連結基を含む2価の連結基である請求項29~34のいずれか一項に記載の化合物。
  36.  前記一般式(11)において、Tが直鎖アルキル基である請求項29~35のいずれか一項に記載の化合物。
  37.  前記一般式(11)において、Tが分枝アルキル基である請求項29~35のいずれか一項に記載の化合物。
  38.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料。
  39.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物を含有する有機トランジスタ用材料。
  40.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
  41.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物とポリマーバインダーを含有する非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液。
  42.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物を含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
  43.  請求項20~37のいずれか一項に記載の化合物とポリマーバインダーを含有する非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
  44.  溶液塗布法により作製された請求項42または43に記載の非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜。
PCT/JP2014/070333 2013-08-02 2014-08-01 化合物、有機トランジスタ及びその応用 WO2015016344A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-161828 2013-08-02
JP2013161828A JP6159188B2 (ja) 2013-08-02 2013-08-02 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
JP2013-161829 2013-08-02
JP2013161829A JP5972234B2 (ja) 2013-08-02 2013-08-02 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015016344A1 true WO2015016344A1 (ja) 2015-02-05

Family

ID=52431867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/070333 WO2015016344A1 (ja) 2013-08-02 2014-08-01 化合物、有機トランジスタ及びその応用

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015016344A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022758A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法、有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物、化合物、並びに、有機半導体膜
JP2017034247A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 富士フイルム株式会社 有機半導体膜形成用組成物、有機半導体膜及びその製造方法、並びに有機半導体素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010016511A1 (ja) * 2008-08-08 2010-02-11 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
WO2010024388A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
WO2010024139A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
JP2011046687A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子
JP2011057672A (ja) * 2009-09-04 2011-03-24 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010016511A1 (ja) * 2008-08-08 2010-02-11 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
WO2010024388A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
WO2010024139A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 出光興産株式会社 有機薄膜トランジスタ用化合物及びそれを用いた有機薄膜トランジスタ
JP2011046687A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子
JP2011057672A (ja) * 2009-09-04 2011-03-24 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017034247A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 富士フイルム株式会社 有機半導体膜形成用組成物、有機半導体膜及びその製造方法、並びに有機半導体素子
WO2017022758A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法、有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物、化合物、並びに、有機半導体膜
JPWO2017022758A1 (ja) * 2015-08-04 2018-06-07 富士フイルム株式会社 有機薄膜トランジスタ及びその製造方法、有機薄膜トランジスタ用材料、有機薄膜トランジスタ用組成物、化合物、並びに、有機半導体膜
US10283719B2 (en) 2015-08-04 2019-05-07 Fujifilm Corporation Organic thin-film transistor and method for manufacturing the same, material for organic thin-film transistor, composition for organic thin-film transistor, compound, and organic semiconductor film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5975834B2 (ja) 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
JP6061888B2 (ja) 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
JP6061886B2 (ja) 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
WO2014061465A1 (ja) 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
JP5897050B2 (ja) 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
JP5940104B2 (ja) 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
JP2014168058A (ja) 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
JP6091445B2 (ja) 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
WO2015105060A1 (ja) 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜および非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜の製造方法
JP6247568B2 (ja) 有機薄膜トランジスタ、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料およびその応用
JP6247560B2 (ja) 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
WO2015016344A1 (ja) 化合物、有機トランジスタ及びその応用
JP5972234B2 (ja) 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
WO2015105059A1 (ja) 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液および非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜
JP6033802B2 (ja) 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
WO2015111605A1 (ja) 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜
WO2015098604A1 (ja) 有機トランジスタ、化合物、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体材料、有機トランジスタ用材料、非発光性有機半導体デバイス用塗布溶液、非発光性有機半導体デバイス用有機半導体膜
JP6159188B2 (ja) 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
JP5972229B2 (ja) 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
JP2015038955A (ja) 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
WO2015016343A1 (ja) 有機トランジスタ、有機半導体膜および有機半導体材料ならびにそれらの応用

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14832001

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14832001

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1