CN105378962A - 有机膜晶体管、有机半导体膜及有机半导体材料以及它们的应用 - Google Patents

有机膜晶体管、有机半导体膜及有机半导体材料以及它们的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机膜晶体管、有机半导体膜及有机半导体材料以及它们的应用。本发明的在半导体活性层中含有通式(1-1)或(1-2)、或者通式(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的有机膜晶体管是使用载子迁移率高且具有在有机溶剂中较高的溶解性的化合物的有机膜晶体管,其中,cy表示苯环、萘环或蒽环;R11~R14、R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1~Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1、V2表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。

Description

有机膜晶体管、有机半导体膜及有机半导体材料以及它们的应用
技术领域
本发明涉及一种有机膜晶体管、有机半导体膜及有机半导体材料等。详细而言,本发明涉及一种具有由至少2个可与环己二烯酮稠环结构形成氢键的连接基团构成的重复单元的化合物、含有该化合物的有机膜晶体管、含有该化合物的组合物、含有该化合物的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料、含有该化合物的有机膜晶体管用材料、以含有该化合物作为特征的非发光性有机半导体器件用涂布溶液、含有该化合物的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜。
背景技术
使用有机半导体材料的器件与现有的使用硅等无机半导体材料的器件相比,预计有各种各样的优势,因此得到高度的关注。作为使用有机半导体材料的器件的例子,可列举使用有机半导体材料作为光电转换材料的有机膜太阳能电池或固体摄像元件等光电转换元件、或非发光性的有机晶体管。使用有机半导体材料的器件具有与使用无机半导体材料的器件相比,可低温、低成本地制作大面积的元件的可能性。而且可通过使分子结构变化而容易地使材料特性变化,因此材料的变化(variation)丰富,可实现无机半导体材料所无法获得的功能或元件。
例如,在非专利文献1中记载了由二烷氧基取代萘基与2个噻吩骨架的连接基团构成的具有重复单元的高分子化合物,存在可作为半导体材料使用的记载或有机膜晶体管用途的记载。
例如,在非专利文献2中记载了包含2个醌稠环结构,稠合有6个环,在稠环结构部分经烷基噻吩基取代的低分子化合物,存在可作为半导体材料使用的记载或有机膜晶体管用途的记载。
另一方面,在专利文献1中记载了包含2个环己二烯酮稠环结构,稠合有9个环的低分子化合物。然而,在专利文献1中,关于这种低分子化合物,并未记载也未暗示作为半导体材料或有机膜晶体管的用途。
在非专利文献3中记载了包含2个醌稠环结构,作为稠合有7个环的低分子天然化合物的actinoperylone。然而,在非专利文献3中,关于这种低分子化合物,并未记载也未暗示作为半导体材料或有机膜晶体管的用途。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:US2004/116700A1
非专利文献
非专利文献1:Chem.Mater.,2009,21,5499.
非专利文献2:Chemistry-AEuropeanJournal(2013),19(1),372-381
非专利文献3:TetrahedronLetters(2008),49(7),1208-1211
发明的概要
发明要解决的技术课题
非专利文献1中所记载的高分子化合物的π平面的扩展小,未能获得充分的HOMO轨道的重叠,载子迁移率较低,为0.02cm2/Vs,因此可知未能获得充分的晶体管特性。
并且,在专利文献1中记载了π平面性高的低分子化合物,但在专利文献1中并无半导体或有机晶体管用途的记载,本发明人等虽然使用了专利文献1中所记载的化合物,但在有机溶剂中的溶解度低,因此可知难以在有机膜晶体管用途中使用。
非专利文献2中所记载的低分子化合物是仅仅优先π平面性的高度的结构的化合物,本发明人等虽然使用了非专利文献2中所记载的化合物,但在有机溶剂中的溶解度低,因此可知难以在有机膜晶体管用途中使用。
并且,在非专利文献3中记载了作为单纯的天然化合物的低分子化合物,但在非专利文献3中并无半导体或有机膜晶体管用途的记载,虽然在分子内可形成氢键,但为并未期待由于氢键而增加π平面性的结构,而且是由于原本具有羧酸,因此确实无法假设在有机膜晶体管的半导体活性层中使用的化合物。
因此,本发明人等为了解决这种现有技术的课题而进行了研究。本发明所要解决的课题是提供在有机膜晶体管的半导体活性层中使用时载子迁移率高且具有在有机溶剂中较高的溶解性的化合物及使用该化合物的有机膜晶体管。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题进行了努力研究的结果,本发明人等发现通过在2个环己二烯酮稠环结构的羰基所邻接的位置分别导入杂亚芳基或亚芳基作为连接基团的重复单元结构,可在环己二烯酮稠环结构的羰基与所邻接的杂亚芳基或亚芳基的环上的原子之间形成分子内氢键,平面性增加,因此获得充分的HOMO轨道的重叠,从而使载子迁移率变高。并且,已知一般情况下平面性高、载子迁移率高的化合物的溶解性低,但意外的是发现该化合物对溶剂显示出较高的溶解性,因此可兼顾较高的载子迁移率与较高的溶解性,从而完成本发明。另外,Chem.Mater.,2009,21,5499.中所记载的高分子化合物是无法获得如上所述的氢键结构的结构。
作为用于解决上述课题的具体手段的本发明具有以下的结构。
[1]一种有机膜晶体管,其特征在于,在半导体活性层中含有由下述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式1]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式2]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-1)
[化学式3]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式4]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[2]根据[1]所述的有机膜晶体管,优选在半导体活性层中由下述通式(1-1)或(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物。
通式(1-1)
[化学式5]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式6]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
[3]根据[1]或[2]所述的有机膜晶体管,优选上述通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是由下述通式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)或(2-5)所表示的n个重复单元构成的化合物。
通式(2-1)
[化学式7]
通式(2-2)
[化学式8]
通式(2-3)
[化学式9]
通式(2-4)
[化学式10]
通式(2-5)
[化学式11]
通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
[4]根据[1]所述的有机膜晶体管,优选在半导体活性层中含有由下述通式(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(101-1)
[化学式12]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式13]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[5]根据[1]或[4]所述的有机膜晶体管,优选上述通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是由下述通式(102-1)、(102-2)、(102-3)、(102-4)或(102-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(102-1)
[化学式14]
通式(102-2)
[化学式15]
通式(102-3)
[化学式16]
通式(102-4)
[化学式17]
通式(102-5)
[化学式18]
通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为下述通式(V-1)~(V-17)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[化学式19]
通式(V-1)~(V-17)中,在m、m101、p或p101为1时*表示与Ar1~Ar4及Ar101~Ar104的任意一个键合的位置,当m、m101、p或p101为2以上时*表示与Ar1~Ar4、Ar101~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置;通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环;通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环;通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。
[7]根据[6]所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为上述通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团。
[化学式20]
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基;q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1、V2、V101或V102键合的位置。
[9]根据[8]所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为上述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。
[10]根据[8]或[9]所述的有机膜晶体管,优选上述通式(4-2)所表示的2价连接基团是下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[化学式21]
通式(5-1)~(5-8)中,R6表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1、V2、V101或V102键合的位置。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的有机膜晶体管,优选
上述通式(1-1)中R11~R14的至少1个、
上述通式(1-2)中R15~R18的至少1个、
上述通式(2-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
上述通式(2-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
上述通式(2-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
上述通式(2-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、
上述通式(2-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个、
上述通式(101-1)中R111~R114的至少1个、
上述通式(101-2)中R115~R118的至少1个、
上述通式(102-1)中R115~R118、R121及R122的至少1个、
上述通式(102-2)中R115~R118及R123~R126的至少1个、
上述通式(102-3)中R115~R118及R127~R132的至少1个、
上述通式(102-4)中R115~R118及R133~R136的至少1个、以及
上述通式(102-5)中R115~R118及R137~R142的至少1个是下述通式(W)所表示的基团。
-L-R通式(W)
在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团;R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基;并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况;
[化学式22]
在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置;*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置;通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2;通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。
[12]根据[11]所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(W)中,L是通式(L-1)、(L-4)或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团。
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的有机膜晶体管,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,n分别独立为10以上。
[14]一种化合物,其是由下述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式23]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式24]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-1)
[化学式25]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式26]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[15]根据[14]所述的化合物,优选由下述通式(1-1)或(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物。
通式(1-1)
[化学式27]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式28]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
[16]根据[14]或[15]所述的化合物,优选上述通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是由下述通式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)或(2-5)所表示的n个重复单元构成的化合物。
通式(2-1)
[化学式29]
通式(2-2)
[化学式30]
通式(2-3)
[化学式31]
通式(2-4)
[化学式32]
通式(2-5)
[化学式33]
通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
[17]根据[14]所述的化合物,优选由下述通式(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(101-1)
[化学式34]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式35]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[18]根据[14]或[17]所述的化合物,优选上述通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是由下述通式(102-1)、(102-2)、(102-3)、(102-4)或(102-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(102-1)
[化学式36]
通式(102-2)
[化学式37]
通式(102-3)
[化学式38]
通式(102-4)
[化学式39]
通式(102-5)
[化学式40]
通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
[19]根据[14]~[18]中任一项所述的化合物,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为下述通式(V-1)~(V-17)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[化学式41]
通式(V-1)~(V-17)中,在m、m101、p或p101为1时*表示与Ar1~Ar4及Ar101~Ar104的任意一个键合的位置,在m、m101、p或p101为2以上时*表示与Ar1~Ar4、Ar101~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置;通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环;通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环;通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。
[20]根据[19]所述的化合物,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为上述通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[21]根据[14]~[20]中任一项所述的化合物,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团。
[化学式42]
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基;q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1或V2、或者V101或V102键合的位置。
[22]根据[21]所述的化合物,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为上述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。
[23]根据[21]或[22]所述的化合物,优选上述通式(4-2)所表示的2价连接基团是下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团。
[化学式43]
通式(5-1)~(5-8)中,R6表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1或V2、或者V101或V102键合的位置。
[24]根据[14]~[23]中任一项所述的化合物,优选
上述通式(1-1)中R11~R14的至少1个、
上述通式(1-2)中R15~R18的至少1个、
上述通式(2-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
上述通式(2-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
上述通式(2-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
上述通式(2-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、
上述通式(2-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个、
上述通式(101-1)中R111~R114的至少1个、
上述通式(101-2)中R115~R118的至少1个、
上述通式(102-1)中R115~R118、R121及R122的至少1个、
上述通式(102-2)中R115~R118及R123~R126的至少1个、
上述通式(102-3)中R115~R118及R127~R132的至少1个、
上述通式(102-4)中R115~R118及R133~R136的至少1个、以及
上述通式(102-5)中R115~R118及R137~R142的至少1个是下述通式(W)所表示的基团。
-L-R通式(W)
在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团;R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基;并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况;
[化学式44]
在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置;*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置;通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2;通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。
[25]根据[24]所述的化合物,优选在上述通式(W)中,L是通式(L-1)、(L-4)或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团。
[26]根据[14]~[25]中任一项所述的化合物,优选在上述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,n分别独立为10以上。
[27]一种组合物,其特征在于,含有[14]~[26]中任一项所述的化合物与有机溶剂。
[28]根据[27]所述的组合物,优选上述有机溶剂是芳香族烃系溶剂、醚系溶剂或酮系溶剂。
[29]一种非发光性有机半导体器件用有机半导体材料,其特征在于,含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物。
[30]一种有机膜晶体管用材料,其特征在于,含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物。
[31]一种非发光性有机半导体器件用涂布溶液,其特征在于,含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物。
[32]一种非发光性有机半导体器件用涂布溶液,其特征在于,
含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物、及
聚合物粘合剂。
[33]一种非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,其特征在于,含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物。
[34]一种非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,其特征在于,
含有[14]~[26]中任一项所述的化合物或者[27]或[28]所述的组合物、及聚合物粘合剂。
[35]根据[33]或[34]所述的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,优选通过溶液涂布法来制作。
发明效果
根据本发明能够提供一种在有机膜晶体管的半导体活性层中使用时载子迁移率高且具有在有机溶剂中较高的溶解性的化合物及使用该化合物的有机膜晶体管。
附图说明
图1是表示本发明的有机膜晶体管的一例的结构的剖面的示意图。
图2是表示在本发明的实施例中作为FET特性测定用基板而制造的有机膜晶体管的结构的剖面的示意图。
具体实施方式
在以下中,对本发明加以详细说明。以下所记载的构成要件的说明有时是基于代表性实施方式或具体例而成,但本发明并不限定于这种实施方式。另外,在本说明书中,使用“~”来表示的数值范围表示包含“~”前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
在本发明中,在各通式的说明中并无特别区别地使用的情况下的氢原子表示也包含同位素(氘原子等)。而且,构成取代基的原子表示也包含其同位素。
本说明书中,通式(X)所表示的由n个重复单元构成的化合物与通式(X)所表示的化合物同义(X为任意的数字或文字)。通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,n个重复单元以外的末端(例如*)表示氢原子或与取代基的连接基团。通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中的任意一个所表示的由n个重复单元构成的化合物的分子末端的*可为氢原子或任意的取代基,分子末端优选氢原子、三烷基锡基、卤素原子、全氟烷烃磺酰氧基、-B(OH)2、-B(ORx)2、三烷基甲硅烷基、芳基、杂芳基等。另外,上述Rx表示烷基,多个Rx也可相互键合而形成环。
[有机膜晶体管]
本发明的有机膜晶体管的特征在于,在半导体活性层中包含下述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的化合物。
通式(1-1)
[化学式45]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式46]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
通式(101-1)
[化学式47]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式48]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
本发明的有机膜晶体管的第1优选形态是在半导体活性层中包含上述通式(1-1)或(1-2)所表示的化合物。
本发明的有机膜晶体管的第2优选形态是在半导体活性层中包含上述通式(101-1)或(101-2)所表示的化合物。
通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物在有机膜晶体管的半导体活性层中使用时载子迁移率高且具有在有机溶剂中较高的溶解性,因此通过在半导体活性层中含有该化合物,本发明的有机膜晶体管的载子迁移率高。
通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物由于所稠合的环己二烯酮骨架具有羰基而获得充分的HOMO轨道的重叠。由此,能够获得载子迁移率高的有机膜晶体管。并且,意外的是也可获得相对于有机溶剂的溶解性高的效果。作为获得这种效果的机理是通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物具有成为母骨架的稠合的环己二烯酮骨架的双键氧、与稠合的环己二烯酮骨架的两侧所邻接的亚芳基或杂亚芳基的氢原子之间的氢键,由此在膜中维持氢键而使平面性变高,因此聚合物分子间距离变短而能够提高载子迁移率,在溶液中氢键解离而自由旋转,从而能够提高在有机溶剂中的溶解性。
另外,从以往已知有包含芳香族杂环的多环缩合化合物可用作有机EL元件材料。然而,用作有机EL元件材料的化合物并不能说可直接用作有机膜晶体管用半导体材料。这是因为在有机EL元件与有机膜晶体管中,对有机化合物所要求的特性不同。在有机EL元件中,通常需要向膜的膜厚方向(通常为数nm~数百nm)传输电荷,相对于此,在有机膜晶体管中,需要在膜面方向的电极间(通常为数μm~数百μm)的长距离传输电荷(载子)。因此,所要求的载子迁移率格外高。因此,作为有机膜晶体管用半导体材料,要求分子的排列有序度高、结晶性高的有机化合物。并且,为了显现出较高的载子迁移率,优选π共轭平面相对于基板而言垂直。另一方面,在有机EL元件中,为了提高发光效率而要求发光效率高、在面内的发光均匀的元件。通常,结晶性高的有机化合物成为产生面内的电场强度不均匀、发光不均匀、发光淬灭(quench)等发光缺陷的原因,因此有机EL元件用材料期望使结晶性变低、非晶质性高的材料。因此,即使将构成有机EL元件材料的有机化合物直接转用于有机半导体材料中,也不能直接获得良好的晶体管特性。
而且,优选使用上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的本发明的有机膜晶体管的反复驱动后的阈值电压变化也小。为了使反复驱动后的阈值电压变化变小,需要有机半导体材料的HOMO并不过浅也不过深、有机半导体材料的化学稳定性(尤其是耐空气氧化性、氧化还原稳定性)、膜状态的热稳定性、空气或水分难以渗入的较高的膜密度、电荷难以积存的缺陷少的膜质等。并且,上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物这样的具有重复单元的低聚物或高分子化合物的成膜时的在有机溶剂中的溶解性越高,则越能够使在有机膜晶体管的半导体活性层中使用时的反复驱动后的阈值电压变化变小。认为上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物满足这些条件,因此反复驱动后的阈值电压变化小。即,反复驱动后的阈值电压变化小的有机膜晶体管的半导体活性层具有较高的化学稳定性或膜密度等,可经过长时间而作为晶体管有效地发挥功能。
以下,对本发明的化合物或本发明的有机膜晶体管等的优选形态加以说明。
<通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物>
本发明的化合物的特征在于由上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成。在本发明的有机膜晶体管中,在后述的半导体活性层中含有本发明的化合物。即,本发明的化合物可作为有机膜晶体管用材料而使用。
以下,对通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物进行说明。
<<通式(1-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物>>
通式(1-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物以下述通式来表示。
通式(1-1)
[化学式49]
(在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基。Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。V1表示2价连接基团。m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同。n表示2以上。)
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基。作为R11~R14可分别独立地采用的取代基,可列举卤素原子、烷基(包含甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等碳数为1~40的烷基(优选碳数为3~40的烷基、更优选碳数为10~30的烷基)、2,6-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、1-辛基壬基、2-乙基辛基、2-辛基十四烷基等)、烯基(包含1-戊烯基、环烯基、双环烯基等)、炔基(包含1-戊炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基、三乙基甲硅烷基乙炔基、三异丙基甲硅烷基乙炔基、2-对丙基苯基乙炔基等)、芳基(包含苯基、萘基、对戊基苯基、3,4-二戊基苯基、对庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯基的碳数为6~20的芳基等)、杂环基(也称为heterocyclicgroup。包含2-己基呋喃基等)、氰基、羟基、硝基、酰基(包含己酰基、苯甲酰基等)、芳氧基、甲硅烷基氧基(silyloxy)、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰基氧基、氨基(包含苯胺基)、酰基氨基、氨基羰基氨基(包含脲基)、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、2-己基癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基等碳数为1~40的烷氧基(优选碳数为3~40的烷氧基,更优选碳数为10~30的烷氧基))、芳氧基羰基氨基、烷基磺酰基氨基及芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基及芳硫基(包含甲硫基、辛硫基等)、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基及芳基亚磺酰基、烷基磺酰基及芳基磺酰基、烷氧基羰基及芳氧基羰基、氨甲酰基、芳基偶氮基及杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基(二-三甲基硅氧基(siloxy)甲基丁氧基)、肼基、后述的通式(W)所表示的基团、其他公知的取代基。
并且,这些取代基也可进一步具有上述取代基。
并且,这些取代基也可具有源自聚合性基的基团。
R11及R13分别独立地优选氢原子、烷基、芳基、烯基、炔基、杂环基、烷氧基、烷硫基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,更优选氢原子、碳数为1~12的烷基及碳数为1~11的烷氧基的任意一个,从抑制R11及R13的体积大,将环己二烯酮骨架与两侧邻接的亚芳基或杂亚芳基(Ar1~Ar4)保持为平面,可容易地形成分子内氢键的观点考虑,尤其优选氢原子、碳数为1~3的烷基及碳数为1~3的烷氧基的任意一个,进一步尤其优选氢原子、甲基及乙氧基的任意一个,最优选氢原子。
R12及R14分别独立地优选氢原子、烷基、芳基、烯基、炔基、烷氧基、杂环基、烷硫基、氨基、后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,更优选氢原子、碳数为3~40的烷基、碳数为6~20的芳基、碳数为2~12的烯基、碳数为2~12的炔基、碳数为3~40的烷氧基、碳数为5~12的杂环基、碳数为1~12的烷硫基、经碳数为1~12的烷基取代的氨基、及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,尤其优选后述的通式(W)所表示的基团。并且,R12及R14优选在直链状的取代基上进一步具有取代基的分支状的取代基。
作为R12及R14可采用的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑,进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R12及R14可采用的烷基,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为R12及R14可采用的烷氧基,更优选碳数为3~40的烷氧基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑,进一步优选碳数为10~30的烷氧基,尤其优选碳数为15~30的烷氧基。并且,作为R12及R14可采用的烷氧基,优选直链或分支的烷氧基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷氧基。
优选R11~R14的至少1个为下述通式(W)所表示的基团。
-L-R通式(W)
(在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团。R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基。并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况。)
[化学式50]
(在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置。*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置。通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2。通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。)
在通式(W)中,L表示通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团。在上述L表示通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的连接基团的情况下,通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团的键合数优选2~4,更优选2或3。
通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。作为R’可采用的取代基,可列举碳数为5~15的烷基(优选碳数为6~15的烷基)、碳数为5~15的烷氧基(优选碳数为6~15的烷氧基)。
通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2。
L优选上述通式(L-1)、(L-4)、或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团,更优选通式(L-1)、或(L-4)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团,尤其优选通式(L-1)所表示的2价连接基团或2个以上该2价连接基团键合而成的2价连接基团。
在上述通式(W)中,R表示氢原子、取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基。其中,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为上述通式(L-3)所表示的2价连接基团的情况,R表示氢原子仅限于与R邻接的L为上述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况。
作为R可采用的取代或未取代的烷基,在L由上述通式(L-1)所表示的情况下,优选碳数为3以上的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑,进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R可采用的取代或未取代的烷基,在L由上述通式(L-1)所表示的情况下,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为在L由上述通式(L-2)~(L-3)所表示的情况下R可采用的烷基,优选碳数为2以上的烷基,更优选碳数为3~18的烷基,进一步优选碳数为3~12的烷基,尤其优选碳数为4~10的烷基。
作为在L由上述通式(L-4)~(L-12)所表示的情况下R可采用的烷基,优选碳数为4以上的烷基,更优选碳数为4~18的烷基,进一步优选碳数为4~12的烷基,尤其优选碳数为4~10的烷基。
上述通式(W)中的上述-L-R中包含烷基的情况下,若R所表示的烷基的碳原子数为上述范围的下限值以上,则载子迁移率变高。并且,在L包含与R邻接的通式(L-1)表示的亚烷基的情况下,若通式(L-1)所表示的亚烷基及R所表示的烷基键合而形成的烷基的碳数为上述范围的下限值以上,则载子迁移率变高。
作为R为具有取代基的烷基的情况下的该取代基,可列举卤素原子等,优选氟原子。另外,在R为具有氟原子的烷基的情况下,该烷基的氢原子也可均被氟原子取代而形成全氟烷基。
在上述R为氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基的情况下,R所表示的所谓“氧乙烯基”在本说明书中是指-(CH2CH2)vOY所表示的基团(氧乙烯单元的重复数v表示2以上的整数,末端的Y表示氢原子或取代基)。另外,低聚氧乙烯基的末端的Y为氢原子的情况下成为羟基。氧乙烯单元的重复数v优选2~4,进一步优选2~3。优选低聚氧乙烯基的末端的羟基被密封,即Y表示取代基。在这种情况下,优选羟基被碳数为1~3的烷基密封,即Y为碳数为1~3的烷基,更优选Y为甲基或乙基,尤其优选为甲基。
在上述R为硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基的情况下,硅氧烷单元的重复数优选2~4,进一步优选2~3。并且,优选在Si原子上键合氢原子或烷基。在Si原子上键合烷基的情况下,优选烷基的碳数为1~3,例如优选键合甲基或乙基。在Si原子上可键合相同的烷基,也可键合不同的烷基或氢原子。并且,构成低聚硅氧烷基的硅氧烷单元可均相同也可不同,优选均相同。在R为取代或未取代的甲硅烷基的情况下,作为R可采用的甲硅烷基,优选碳数为3~15的三烷基甲硅烷基。
作为通式(W)所表示的基团,例如可列举2,6-二甲基辛基、3,7-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基癸基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、2-辛基壬基、2-辛基十二烷基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、2-丁基壬基、2-己基癸氧基、二-三甲基硅氧基甲基丁氧基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、3,7-二甲基辛氧基、2-癸基十四烷氧基、2-己基癸氧基、2-己基十二烷氧基、2-乙基辛氧基、2-癸基十四烷氧基、2-丁基癸氧基、2-辛基十二烷氧基、2-辛基十四烷氧基、2-乙基己氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基等。
Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。从提高分子内氢键性而提高载子迁移率的观点考虑,优选Ar1并不与R11相互键合而形成稠环,且从提高分子内氢键性而提高载子迁移率的观点考虑,优选Ar2并不与R13相互键合而形成稠环。作为Ar1及Ar2可采用的杂亚芳基或亚芳基,并无特别限定,例如可列举碳原子数为4~30的杂亚芳基或碳原子数为6~30的亚芳基。作为Ar1及Ar2可采用的杂亚芳基或亚芳基,优选下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团,更优选下述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。并且,优选Ar1及Ar2表示相同的杂亚芳基或亚芳基。
[化学式51]
(在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基。q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同。波浪线部分表示与环己二烯酮稠合部位的键合位,#表示与V1或V2的键合位。)
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,优选S原子、Se原子,更优选S原子。
在通式(4-1)~(4-3)中,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基。作为R5~R9可采用的取代基,并无特别限制,可列举与R11~R14可采用的取代基相同的取代基。作为R5~R9可采用的取代基,在这些之中优选烷基、烷氧基。
作为R5~R9可采用的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑,进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R5~R9可采用的烷基,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为R5~R9可采用的烷氧基,更优选碳数为3~40的烷氧基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑,进一步优选碳数为10~30的烷氧基,尤其优选碳数为15~30的烷氧基。并且,作为R5~R9可采用的烷氧基,优选直链或分支的烷氧基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷氧基。
并且,这些取代基也可进一步具有上述取代基。
并且,这些取代基也可具有源自聚合性基的基团。
在通式(4-2)中,q表示0~6的整数,优选0~3的整数,更优选0~2的整数,进一步优选0~1的整数。
在通式(4-2)中,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,优选1~4个芳香族环或杂芳香族环稠合而成的结构,更优选1~4个碳数为6~10的芳香族环或碳数为4~6的杂芳香族环稠合而成的结构,尤其优选1~4个苯环或噻吩环稠合而成的结构。
通式(4-2)所表示的2价连接基团优选下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团,更优选通式(5-1)所表示的2价连接基团。[化学式52]
(通式(5-1)~(5-8)中,R6分别独立地表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同。波浪线表示与环己二烯酮稠合部位的键合位,#表示与V1或V2的键合位。)
在通式(5-1)~(5-8)中,R6分别独立地表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同。作为R6可采用的取代基,可列举作为上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的上述取代基而例示的取代基,优选范围也相同。
在通式(1-1)中,V1表示2价连接基团。从提高溶解性的观点考虑,优选V1并不与Ar1或Ar2相互键合而形成稠环。作为V1可采用的2价连接基团,并无特别限制,优选以下述通式(V-1)~(V-17)的任意一个来表示。
[化学式53]
(通式(V-1)~(V-17)中,在m或p为1时*表示与Ar1~Ar4的任意一个键合的位置,在m或p为2以上时*表示与Ar1~Ar4及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置。通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环。通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环。通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。)
通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环。作为R可采用的烷基,可列举上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的烷基,R可采用的烷基的优选范围也与R5~R9可采用的烷基的优选范围相同。
通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环。作为Z可采用的烷基或烷氧基,可列举上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的烷基及烷氧基,Z可采用的烷基及烷氧基的优选范围也与R5~R9可采用的烷基及烷氧基的优选范围相同。
通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环,优选烷基、烷氧基。作为Y可采用的烷基或烷氧基,可列举作为上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的上述取代基而例示的烷基、烷氧基,优选范围也相同。
通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团中优选通式(V-1)~(V-15)所表示的2价连接基团,更优选通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)所表示的2价连接基团,尤其优选通式(V-1)~(V-3)、(V-7)所表示的2价连接基团。
在通式(1-1)中,m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同。m优选0~5的整数,更优选0~3。
在通式(1-1)中,n表示2以上的整数,优选5以上,更优选10以上,尤其优选30以上。n越大越可以增强π共轭聚合物链之间的相互作用,可提高载子迁移率。关于n的上限,并无特别限制,优选2000以下,更优选1000以下。
<<通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物>>
通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物以下述通式来表示。
通式(1-2)
[化学式54]
(在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基。Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。V2表示2价连接基团。p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。n表示2以上。)
在通式(1-2)中,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基。作为R15及R17可采用的取代基,与通式(1-1)的R11及R13可采用的取代基相同,优选范围也相同。作为R16及R18可采用的取代基,与通式(1-1)的R12及R14可采用的取代基相同,优选范围也相同。
在通式(1-2)中,Ar3、Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。从提高分子内氢键性而提高载子迁移率的观点考虑,优选Ar3并不与R15相互键合而形成稠环,且从提高分子内氢键性而提高载子迁移率的观点考虑,优选Ar4并不与R17相互键合而形成稠环。作为Ar3及Ar4可采用的杂亚芳基或亚芳基,与通式(1-1)中的Ar1及Ar2可采用的杂亚芳基或亚芳基相同,优选范围也相同。
在通式(1-2)中,V2表示2价连接基团。从提高溶解性的观点考虑,优选V2并不与Ar3或Ar4形成稠环。作为V2可采用的2价连接基团,与通式(1-1)中的V1可采用的2价连接基团相同,优选范围也相同。其中,通式(V-1)~(V-17)中的*在m或p为1时表示与Ar3~Ar4的任意一个键合的位置,在m或p为2以上时表示与Ar3~Ar4及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置。
在通式(1-2)中,p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。p与通式(1-1)中的m同义,优选范围也相同。
在通式(1-2)中,n表示2以上的整数,与通式(1-1)中的n同义,优选范围也相同。
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环、或蒽环。cy所表示的苯环、萘环、或蒽环也可具有取代基,作为该取代基并无特别限制,与通式(1-1)的R12及R14可采用的取代基相同,优选范围也相同。其中,从提高化合物的长期稳定性的观点考虑,优选羟基(-OH基)未经取代。
cy所表示的苯环、萘环及蒽环与环己二烯酮环稠合的部位并无特别限制。具体而言,优选苯环、萘环或蒽环以上述通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物成为旋转对称骨架的化合物的方式进行稠合,更优选以成为由下述通式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)或(2-5)所表示的n个重复单元构成的化合物的方式进行稠合。
通式(2-1)
[化学式55]
通式(2-2)
[化学式56]
通式(2-3)
[化学式57]
通式(2-4)
[化学式58]
通式(2-5)
[化学式59]
(通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基。Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。V2表示2价连接基团。p表示0~6的整数,当为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。n表示2以上。)
在通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基。
作为通式(2-1)~(2-5)的R15~R18可采用的取代基,与通式(1-2)的R15~R18可采用的取代基相同,优选范围也相同。
作为通式(2-1)~(2-5)的R21~R42可采用的取代基,与通式(1-1)的R12及R14可采用的取代基相同,优选范围也相同。
在上述通式(2-1)中,优选R15~R18、R21及R22的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R16、R18、R21及R22的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R21与R22均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(2-2)中,优选R15~R18及R23~R26的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R16、R18、R23、R24、R25及R26的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R23、R24、R25及R26均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(2-3)中,优选R15~R18及R27~R32的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R16、R18及R27~R32的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R28与R31均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(2-4)中,优选R15~R18及R33~R36的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R15~R18中的0~2个与R33~R36中的2~4个是通式(W)所表示的基团,尤其优选R15~R18中的2个与R33~R36中的2个是通式(W)所表示的基团。
在上述通式(2-5)中,优选R15~R18及R37~R42的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R15~R18中的0~2个与R37~R42中的2~6个是通式(W)所表示的基团,尤其优选R15~R18中的2个与R37~R42中的2个是通式(W)所表示的基团。
在通式(2-1)~(2-5)中,Ar3及Ar4分别独立地表示杂芳香环或芳香环。作为Ar3及Ar4可采用的杂亚芳基或亚芳基,与通式(1-2)中的Ar3及Ar4可采用的杂亚芳基或亚芳基相同,优选范围也相同。
在通式(2-1)~(2-5)中,V2表示2价连接基团。作为V2可采用的2价连接基团,与通式(1-2)中的V2可采用的2价连接基团相同,优选范围也相同。
在通式(2-1)~(2-5)中,p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。通式(2-1)~(2-5)中的p与通式(1-2)中的p同义,优选范围也相同。
在通式(2-1)~(2-5)中,n表示2以上的整数,与通式(1-2)中的n同义,优选范围也相同。
作为通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物,从保持π平面的扩展的大小与高溶解性的平衡的观点考虑,优选通式(2-1)~(2-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物,更优选通式(2-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物。
以下表示上述通式(1-1)或(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的具体例作为以下下述通式(MV)所表示的由n个重复单元构成的化合物,但本发明中可使用的通式(1-1)或(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物并不由这些具体例而被限定性地解释。
[化学式60]
通式(MV)
(通式(MV)中,M1表示下述表中的2价连接基团M1,Vx表示下述表中的2价连接基团Vx,n表示2以上的整数。)
[表1]
[表2]
[表3]
化合物No M1 Vx
241 2-4-10 V3
242 2-4-11 V13
243 2-4-12 V4
244 2-4-13 V12
245 2-4-14
246 2-4-15 V3
247 2-4-16 V49
248 2-4-17 V2
249 2-4-18 V9
250 2-4-19 V21
251 2-4-20 V25
252 2-5-1 V20
253 2-5-2 V15
254 2-5-3 V35
255 2-5-4 V42
256 2-5-5 V29
257 2-5-6 V5
258 2-5-7 V22
259 2-5-8 V34
260 2-5-9 V40
261 2-5-10 V3
262 2-5-11 V13
263 2-5-12 V4
264 2-5-13 V12
265 2-5-14
266 2-5-15 V3
267 2-5-16 V50
268 2-5-17 V2
269 2-5-18 V9
270 2-5-19 V20
271 2-5-20 V26
上述表中,M1表示下述通式(1-1M)、(2-1M)、(2-2M)、(2-3M)、(2-4M)或(2-5M)所表示的连接基团,Vx表示后述的连接基团V1~V50。
通式(1-1M)
[化学式61]
通式(1-1M)中,Ar1、Ar2、R11~R14分别表示以下的基团。
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
通式(2-1M)
[化学式62]
通式(2-1M)中,Ar3、Ar4、R15~R18、R21及R22分别表示以下的基团。
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
通式(2-2M)
[化学式63]
通式(2-2M)中,Ar3、Ar4、R15~R18、R23~R26分别表示以下的基团。
[表16]
[表17]
通式(2-3M)
[化学式64]
通式(2-3M)中,Ar3、Ar4、R15~R18、R27~R32分别表示以下的基团。
[表18]
[表19]
通式(2-4M)
[化学式65]
通式(2-4M)中,Ar3、Ar4、R15~R18、R33~R36分别表示以下的基团。
[表20]
[表21]
通式(2-5M)
[化学式66]
通式(2-5M)中,Ar3、Ar4、R15~R18、R37~R42分别表示以下的基团。
[表22]
[表23]
连接基团V1~V50
[表24]
[表25]
[表26]
<<通式(101-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物>>
通式(101-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物以下述通式来表示。
通式(101-1)
[化学式67]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基。作为R111~R114可分别独立地采用的取代基,可列举卤素原子、烷基(包含甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等碳数为1~40的烷基(优选碳数为3~40的烷基、更优选碳数为10~30的烷基)、2,6-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、1-辛基壬基、2-乙基辛基、2-辛基十四烷基等)、烯基(包含1-戊烯基、环烯基、双环烯基等)、炔基(包含1-戊炔基、三甲基甲硅烷基乙炔基、三乙基甲硅烷基乙炔基、三异丙基甲硅烷基乙炔基、2-对丙基苯基乙炔基等)、芳基(包含苯基、萘基、对戊基苯基、3,4-二戊基苯基、对庚氧基苯基、3,4-二庚氧基苯基的碳数为6~20的芳基等)、杂环基(也称为heterocyclicgroup。包含2-己基呋喃基等)、氰基、羟基、硝基、酰基(包含己酰基、苯甲酰基等)、芳氧基、甲硅烷基氧基、杂环氧基、酰氧基、氨甲酰基氧基、氨基(包含苯胺基)、酰基氨基、氨基羰基氨基(包含脲基)、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、2-己基癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基等碳数为1~40的烷氧基(优选碳数为3~40的烷氧基,更优选碳数为10~30的烷氧基))、芳氧基羰基氨基、烷基磺酰基氨基及芳基磺酰基氨基、巯基、烷硫基及芳硫基(包含甲硫基、辛硫基等)、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基亚磺酰基及芳基亚磺酰基、烷基磺酰基及芳基磺酰基、烷氧基羰基及芳氧基羰基、氨甲酰基、芳基偶氮基及杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、膦酰基、甲硅烷基(二-三甲基硅氧基甲基丁氧基)、肼基、后述的通式(W)所表示的基团、其他公知的取代基。
并且,这些取代基也可进一步具有上述取代基。
并且,这些取代基也可具有源自聚合性基的基团。
R111及R113分别独立地优选氢原子、烷基、芳基、烯基、炔基、杂环基、烷氧基、氨基、烷硫基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,更优选氢原子、碳数为1~12的烷基、碳数为1~12的烷氧基、经碳数为1~12的烷基取代的氨基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,尤其优选氢原子、碳数为1~6的烷基、碳数为1~6的烷氧基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个。从抑制R111及R113的体积大,将环己二烯酮骨架与两侧邻接的亚芳基或杂亚芳基(Ar101及Ar102)保持为平面,可容易地形成分子内氢键的观点考虑,R111及R113进一步尤其优选氢原子、碳数为1~4的烷基、碳数为1~4的烷氧基,更进一步尤其优选氢原子及乙氧基的任意一个,最优选氢原子。另一方面,在后述的R112及R114均不含后述的通式(W)所表示的基团的情况下,从确保化合物的溶解性、且尽可能地不阻碍分子内氢键的观点考虑,R111及R113进一步尤其优选经碳数为2~12的烷基取代的氨基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,最优选后述的通式(W)所表示的基团,且碳数为4~8。
R112及R114分别独立地优选氢原子、烷基、芳基、烯基、炔基、烷氧基、杂环基、烷硫基、氨基、后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,更优选氢原子、碳数为3~40的烷基、碳数为6~20的芳基、碳数为2~12的烯基、碳数为2~12的炔基、碳数为3~40的烷氧基、碳数为5~12的杂环基、碳数为1~12的烷硫基、经碳数为1~12的烷基取代的氨基及后述的通式(W)所表示的基团的任意一个,尤其优选后述的通式(W)所表示的基团。并且,R112及R114优选在直链状的取代基上进一步具有取代基的分支状的取代基。
作为R112及R114可采用的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R112及R114可采用的烷基,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为R112及R114可采用的烷氧基,更优选碳数为1~40的烷氧基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑进一步优选碳数为1~30的烷氧基,尤其优选碳数为2~30的烷氧基。并且,作为R112及R114可采用的烷氧基,优选直链或分支的烷氧基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷氧基。
R111与R112也可相互键合而形成稠环,R113与R114也可相互键合而形成稠环。
优选R111~R114的至少1个是下述通式(W)所表示的基团。
-L-R通式(W)
(在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团。R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基。并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况。)
[化学式68]
(在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置。*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置。通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2。通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。)
在通式(W)中,L表示通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团。在上述L表示通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的连接基团的情况下,通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团的键合数优选2~4,更优选2或3。
通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。作为R’可采用的取代基,可列举碳数为5~15的烷基(优选碳数为6~15的烷基)、碳数为5~15的烷氧基(优选碳数为6~15的烷氧基)。
通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2。
L优选上述通式(L-1)、(L-4)、或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团,更优选通式(L-1)、或(L-4)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团,尤其优选通式(L-1)所表示的2价连接基团或2个以上该2价连接基团键合而成的2价连接基团。
在上述通式(W)中,R表示氢原子、取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基、硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基。其中,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为上述通式(L-3)所表示的2价连接基团的情况,R表示氢原子仅限于与R邻接的L为上述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况。
作为R可采用的取代或未取代的烷基,在L以上述通式(L-1)所表示的情况下,优选碳数为3以上的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R可采用的取代或未取代的烷基,在L以上述通式(L-1)所表示的情况下,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为L以上述通式(L-2)~(L-3)所表示的情况下R可采用的烷基,优选碳数为2以上的烷基,更优选碳数为3~18的烷基,进一步优选碳数为3~12的烷基,尤其优选碳数为4~10的烷基。
作为L以上述通式(L-4)所表示的情况下R可采用的烷基,优选碳数为4以上的烷基,更优选碳数为4~40的烷基,进一步优选碳数为4~30的烷基,尤其优选碳数为4~20的烷基。
作为L以上述通式(L-5)~(L-12)所表示的情况下R可采用的烷基,优选碳数为4以上的烷基,更优选碳数为4~18的烷基,进一步优选碳数为4~12的烷基,尤其优选碳数为4~10的烷基。
上述通式(W)中的上述-L-R中包含烷基的情况下,若R所表示的烷基的碳原子数为上述范围的下限值以上,则载子迁移率变高。并且,在L包含与R邻接的通式(L-1)表示的亚烷基的情况下,若通式(L-1)所表示的亚烷基及R所表示的烷基键合而形成的烷基的碳数为上述范围的下限值以上,则载子迁移率变高。
作为R为具有取代基的烷基的情况下的该取代基,可列举卤素原子等,优选氟原子。另外,在R为具有氟原子的烷基的情况下,该烷基的氢原子也可均被氟原子取代而形成全氟烷基。
在上述R为氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基的情况下,R所表示的所谓“氧乙烯基”在本说明书中是指-(CH2CH2)vOY所表示的基团(氧乙烯单元的重复数v表示2以上的整数,末端的Y表示氢原子或取代基)。另外,低聚氧乙烯基的末端的Y为氢原子的情况下成为羟基。氧乙烯单元的重复数v优选2~4,进一步优选2~3。优选低聚氧乙烯基的末端的羟基被密封,即Y表示取代基。在这种情况下,优选羟基被碳数为1~3的烷基密封,即Y为碳数为1~3的烷基,更优选Y为甲基或乙基,尤其优选甲基。
在上述R为硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基的情况下,硅氧烷单元的重复数优选2~4,进一步优选2~3。并且,优选在Si原子上键合氢原子或烷基。在Si原子上键合烷基的情况下,优选烷基的碳数为1~3,例如优选键合甲基或乙基。在Si原子上可键合相同的烷基,也可键合不同的烷基或氢原子。并且,构成低聚硅氧烷基的硅氧烷单元可均相同也可不同,优选均相同。在R为取代或未取代的甲硅烷基的情况下,作为R可采用的甲硅烷基,优选碳数为3~15的三烷基甲硅烷基。
作为通式(W)所表示的基团,例如可列举2,6-二甲基辛基、3,7-二甲基辛基、2-癸基十四烷基、2-己基癸基、2-己基十二烷基、2-乙基辛基、2-癸基十四烷基、2-丁基癸基、2-辛基壬基、2-辛基十二烷基、2-辛基十四烷基、2-乙基己基、2-丁基壬基、2-己基癸氧基、二-三甲基硅氧基甲基丁氧基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、3,7-二甲基辛氧基、2-癸基十四烷氧基、2-己基癸氧基、2-己基十二烷氧基、2-乙基辛氧基、2-癸基十四烷氧基、2-丁基癸氧基、2-辛基十二烷氧基、2-辛基十四烷氧基、2-乙基己氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基等。
Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。从提高分子内氢键性而兼顾载子迁移率与溶解度的观点考虑,优选Ar101并不与R111相互键合而形成稠环,且从提高分子内氢键性而兼顾载子迁移率与溶解度的观点考虑,优选Ar102并不与R113相互键合而形成稠环。作为Ar101及Ar102可采用的杂亚芳基或亚芳基,并无特别限定,例如可列举碳原子数为4~30的杂亚芳基或碳原子数为6~30的亚芳基。作为Ar101及Ar102可采用的杂亚芳基或亚芳基,优选下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团,更优选下述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。并且,优选Ar101及Ar102表示相同的杂亚芳基或亚芳基。
[化学式69]
(在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基。q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同。波浪线部分表示与环己二烯酮稠合部位的键合位,#表示与V101或V102的键合位。)
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,优选S原子、Se原子,更优选S原子。
在通式(4-1)~(4-3)中,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基。作为R5~R9可采用的取代基,并无特别限制,可列举与R111~R114可采用的取代基相同的取代基。作为R5~R9可采用的取代基,在这些之中优选烷基、烷氧基。
作为R5~R9可采用的烷基,更优选碳数为3~40的烷基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑进一步优选碳数为10~30的烷基,尤其优选碳数为15~30的烷基。并且,作为R5~R9可采用的烷基,优选直链或分支的烷基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷基。
作为R5~R9可采用的烷氧基,更优选碳数为3~40的烷氧基,从化学稳定性、载子传输性的观点考虑进一步优选碳数为10~30的烷氧基,尤其优选碳数为15~30的烷氧基。并且,作为R5~R9可采用的烷氧基,优选直链或分支的烷氧基,从并不使分子内氢键性降低的情况下提高载子迁移率与溶解性的观点考虑,更优选分支的烷氧基。
并且,这些取代基也可进一步具有上述取代基。
并且,这些取代基也可具有源自聚合性基的基团。
在通式(4-2)中,q表示0~6的整数,优选0~3的整数,更优选0~2的整数,进一步优选0~1的整数。
在通式(4-2)中,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,优选1~4个芳香族环或杂芳香族环稠合而成的结构,更优选1~4个碳数为6~10的芳香族环或碳数为4~6的杂芳香族环稠合而成的结构,尤其优选1~4个苯环或噻吩环稠合而成的结构。
通式(4-2)所表示的2价连接基团优选下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团,更优选通式(5-1)所表示的2价连接基团。
[化学式70]
(通式(5-1)~(5-8)中,R6分别独立地表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同。波浪线表示与环己二烯酮稠合部位的键合位,#表示与V101或V102的键合位。)
在通式(5-1)~(5-8)中,R6分别独立地表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同。作为R6可采用的取代基,可列举作为上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的上述取代基而例示的取代基,优选范围也相同。
在通式(101-1)中,V101表示2价连接基团。从提高溶解性的观点考虑,优选V101并不与Ar101或Ar102相互键合而形成稠环。作为V101可采用的2价连接基团,并无特别限制,优选以下述通式(V-1)~(V-17)的任意一个来表示。
[化学式71]
(通式(V-1)~(V-17)中,在m或p为1时*表示与Ar101~Ar104的任意一个键合的位置,在m或p为2以上时*表示与Ar101~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置。通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环。通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环。通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。)
通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环。作为R可采用的烷基,可列举上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的烷基,R可采用的烷基的优选范围也与R5~R9可采用的烷基的优选范围相同。
通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环。作为Z可采用的烷基或烷氧基,可列举上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的烷基及烷氧基,Z可采用的烷基及烷氧基的优选范围也与R5~R9可采用的烷基及烷氧基的优选范围相同。
通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环,优选烷基、烷氧基。作为Y可采用的烷基或烷氧基,可列举作为上述通式(4-1)~(4-3)的R5~R9可采用的上述取代基而例示的烷基、烷氧基,优选范围也相同。
通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团中,优选通式(V-1)~(V-15)所表示的2价连接基团,更优选通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)所表示的2价连接基团,尤其优选通式(V-1)~(V-3)、(V-7)所表示的2价连接基团。
在通式(101-1)中,m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V1可相同也可不同。m101优选0~5的整数,更优选0~3。
在通式(101-1)中,n表示2以上的整数,优选5以上,更优选10以上,尤其优选30以上。n越大越可以增强π共轭聚合物链之间的相互作用,可提高载子迁移率。关于n的上限,并无特别限制,优选2000以下,更优选1000以下。
<<通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物>>
通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物以下述通式来表示。
通式(101-2)
[化学式72]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
在通式(101-2)中,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基。作为R115及R118可采用的取代基,与通式(101-1)的R111及R113可采用的取代基相同,优选范围也相同。作为R116及R117可采用的取代基,与通式(101-1)的R112及R114可采用的取代基相同,优选范围也相同。
在通式(101-2)中,Ar103、Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基。从提高分子内氢键性而兼顾载子迁移率与溶解度的观点考虑,优选Ar103并不与R115相互键合而形成稠环;且从提高分子内氢键性而兼顾载子迁移率与溶解度的观点考虑,优选Ar104并不与R118相互键合而形成稠环。作为Ar103及Ar104可采用的杂亚芳基或亚芳基,与通式(101-1)中的Ar101及Ar102可采用的杂亚芳基或亚芳基相同,优选范围也相同。
在通式(101-2)中,V102表示2价连接基团。从提高溶解性的观点考虑,优选V102并不与Ar103及Ar104形成稠环。作为V102可采用的2价连接基团,与通式(101-1)中的V101可采用的2价连接基团相同,优选范围也相同。其中,通式(V-1)~(V-17)中的*在m101或p101为1时表示与Ar103~Ar104的任意一个键合的位置,在m或p为2以上时表示与Ar103~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置。
在通式(101-2)中,p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同。p101与通式(101-1)中的m101同义,优选范围也相同。
在通式(101-2)中,n表示2以上的整数,与通式(101-1)中的n同义,优选范围也相同。
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环、或蒽环。cy101所表示的苯环、萘环、或蒽环也可具有取代基,作为该取代基并无特别限制,与通式(101-1)的R112及R114可采用的取代基相同,优选范围也相同。其中,从提高化合物的长期稳定性的观点考虑,优选羟基(-OH基)未经取代。
cy101所表示的苯环、萘环及蒽环与环己二烯酮环稠合的部位并无特别限制。具体而言,优选苯环、萘环或蒽环以上述通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物成为旋转对称骨架的化合物的方式进行稠合,更优选以成为由下述通式(102-1)、(102-2)、(102-3)、(102-4)或(102-5)所表示的n个重复单元构成的化合物的方式进行稠合。
通式(102-1)
[化学式73]
通式(102-2)
[化学式74]
通式(102-3)
[化学式75]
通式(102-4)
[化学式76]
通式(102-5)
[化学式77]
通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
在通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基。
作为通式(102-1)~(102-5)的R115~R118可采用的取代基,与通式(101-2)的R115~R118可采用的取代基相同,优选范围也相同。
作为通式(102-1)~(102-5)的R121~R142可采用的取代基,与通式(101-1)的R112及R114可采用的取代基相同,优选范围也相同。
在上述通式(102-1)中,优选R115~R118、R121及R122的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R116、R117、R121及R122的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R121及R122均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(102-2)中,优选R115~R118及R123~R126的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R116、R117、R123、R124、R125及R126的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R123、R124、R125及R126均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(102-3)中,优选R115~R118及R127~R132的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R116、R117及R127~R132的至少2个是上述通式(W)所表示的基团,尤其优选R128与R131均为上述通式(W)所表示的基团。
在上述通式(102-4)中,优选R115~R118及R133~R136的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R115~R118中的0~2个与R133~R136中的2~4个是通式(W)所表示的基团,尤其优选R115~R118中的2个与R133~R136中的2个是通式(W)所表示的基团。
在上述通式(102-5)中,优选R115~R118及R137~R142的至少1个是通式(W)所表示的基团,更优选R115~R118中的0~2个与R137~R142中的2~6个是通式(W)所表示的基团,尤其优选R115~R118中的2个与R137~R142中的2个是通式(W)所表示的基团。
在通式(102-1)~(102-5)中,Ar103及Ar104分别独立地表示杂芳香环或芳香环。作为Ar103及Ar104可采用的杂亚芳基或亚芳基,与通式(101-2)中的Ar103及Ar104可采用的杂亚芳基或亚芳基相同,优选范围也相同。
在通式(102-1)~(102-5)中,V102表示2价连接基团。作为V102可采用的2价连接基团,与通式(101-2)中的V102可采用的2价连接基团相同,优选范围也相同。
在通式(102-1)~(102-5)中,p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V2可相同也可不同。通式(102-1)~(102-5)中的p101与通式(101-2)中的p101同义,优选范围也相同。
在通式(102-1)~(102-5)中,n表示2以上的整数,与通式(101-2)中的n同义,优选范围也相同。
作为通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物,从保持π平面的扩展的大小与高溶解性的平衡的观点考虑,优选通式(102-1)~(102-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物,更优选通式(102-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物。
以下表示上述通式(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的具体例作为以下下述通式(100MV)所表示的由n个重复单元构成的化合物,但本发明中可使用的通式(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物并不由这些具体例而被限定性地解释。
[化学式78]
通式(100MV)
(通式(100MV)中,M1表示下述表中的2价连接基团M1,Vx表示下述表中的2价连接基团Vx,n表示2以上的整数。)
[表27]
[表28]
[表29]
化合物No M1 Vx
1241 2-4-10 V3
1242 2-4-11 V13
1243 2-4-12 V4
1244 2-4-13 V12
1245 2-4-14
1246 2-4-15 V3
1247 2-4-16 V49
1248 2-4-17 V2
1249 2-4-18 V9
1250 2-4-19 V21
1251 2-4-20 V25
1252 2-5-1 V20
1253 2-5-2 V15
1254 2-5-3 V35
1255 2-5-4 V42
1256 2-5-5 V29
1257 2-5-6 V5
1258 2-5-7 V22
1259 2-5-8 V34
1260 2-5-9 V40
1261 2-5-10 V3
1262 2-5-11 V13
1263 2-5-12 V4
1264 2-5-13 V12
1265 2-5-14
1266 2-5-15 V3
1267 2-5-16 V50
1268 2-5-17 V2
1269 2-5-18 V9
1270 2-5-19 V20
1271 2-5-20 V26
上述表中,M1表示下述通式(101-1M)、(102-1M)、(102-2M)、(102-3M)、(102-4M)或(102-5M)所表示的连接基团,Vx表示前述的连接基团V1~V50。
通式(101-1M)
[化学式79]
通式(101-1M)中,Ar101、Ar102、R111~R114分别表示以下的基团。
[表30]
[表31]
[表32]
[表33]
[表34]
[表35]
通式(102-1M)
[化学式80]
通式(102-1M)中,Ar103、Ar104、R115~R118、R121及R122分别表示以下的基团。
[表36]
[表37]
[表38]
[表39]
[表40]
[表41]
通式(102-2M)
[化学式81]
通式(102-2M)中,Ar103、Ar104、R115~R118、R123~R126分别表示以下的基团。
[表42]
[表43]
通式(102-3M)
[化学式82]
通式(102-3M)中,Ar103、Ar104、R115~R118、R127~R132分别表示以下的基团。
[表44]
[表45]
通式(102-4M)
[化学式83]
通式(102-4M)中,Ar103、Ar104、R115~R118、R133~R136分别表示以下的基团。
[表46]
[表47]
通式(102-105M)
[化学式84]
通式(102-5M)中,Ar103、Ar104、R115~R118、R137~R142分别表示以下的基团。
[表48]
[表49]
上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是具有2个以上重复结构的化合物,可为重复单元数n为2~9的低聚物,也可为重复单元数n为10以上的高分子。
在上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是重复单元数为2~9的低聚物的情况下,分子量优选1500以上,更优选2000以上。
在上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物是高分子化合物的情况下,重均分子量优选10000以上,更优选30000以上,尤其优选50000以上。关于上限并无特别限制,优选2000000以下,更优选1000000以下。通过使分子量为上述上限值以下,不仅仅可提高分子间相互作用而使载子传递变得有利,而且也保持溶解性,因此优选。
本发明中的重均分子量是将聚合物溶解于四氢呋喃(THF)中,通过使用TosohCorporation制高速GPC(HLC-8220GPC)的凝胶渗透色谱法(GPC)来测定的值。本发明中的重均分子量是以聚苯乙烯为标准物质的值。
上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物例如可使用ChemicalReviews,2011年,111卷,1493页等中所记载的偶联反应而合成。
在本发明的化合物的合成中,可使用任意的反应条件。作为反应溶剂可使用任意的溶剂。并且,为了促进环形成反应,优选使用酸或碱,尤其优选使用碱。最适合的反应条件因目标环己二烯酮衍生物的结构而有所不同,可参考上述文献中所记载的具体的反应条件而设定。
具有各种取代基的合成中间体可将公知的反应组合而进行合成。并且,可在任意的中间体的阶段导入各取代基。优选在中间体合成后,进行利用柱色谱法、再结晶等的纯化。
<有机膜晶体管的结构>
本发明的有机膜晶体管具有半导体活性层,所述半导体活性层含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物。
本发明的有机膜晶体管除了上述半导体活性层以外也可进一步包含其他层。
本发明的有机膜晶体管优选作为有机场效应晶体管(FieldEffectTransistor,FET)而使用,更优选作为栅极-通道间绝缘的绝缘栅极型FET而使用。
以下,利用附图对本发明的有机膜晶体管的优选的结构的形态加以详细说明,但本发明并不限定于这些形态。
(层叠结构)
作为有机场效应晶体管的层叠结构并无特别限制,能够设为公知的各种结构。
作为本发明的有机膜晶体管的结构的一例,可列举在最下层的基板的上表面依次配置有电极、绝缘体层、半导体活性层(有机半导体层)、2个电极的结构(底部栅极/顶部接触型)。在该结构中,最下层的基板的上表面的电极设于基板的一部分上,绝缘体层以在电极以外的部分与基板相接的方式进行配置。并且,在半导体活性层的上表面所设置的2个电极相互分开配置。
将底部栅极/顶部接触型元件的结构示于图1中。图1是表示本发明的有机膜晶体管的一例的结构的剖面的示意图。图1的有机膜晶体管在最下层配置基板11,在其上表面的一部分设置电极12,进一步以覆盖该电极12、且在电极12以外的部分与基板11相接的方式设有绝缘体层13。进一步在绝缘体层13的上表面设置半导体活性层14,在该上表面的一部分分开配置有2个电极15a与电极15b。
图1中所示的有机膜晶体管中,电极12是栅极,电极15a与电极15b分别为漏极或源极。并且,图1中所示的有机膜晶体管是作为漏极-源极间的电流通路的通道与栅极之间绝缘的绝缘栅极型FET。
作为本发明的有机膜晶体管的结构的一例,可列举底部栅极/底部接触型元件。
将底部栅极/底部接触型元件的结构示于图2中。图2是表示在本发明的实施例中作为FET特性测定用基板而制造的有机膜晶体管的结构的剖面的示意图。图2的有机膜晶体管在最下层配置基板31,在其上表面的一部分设置电极32,进一步以覆盖该电极32、且在电极32以外的部分与基板31相接的方式设有绝缘体层33。进一步在绝缘体层33的上表面设置半导体活性层35,电极34a与电极34b位于半导体活性层35的下部。
图2中所示的有机膜晶体管中,电极32是栅极,电极34a与电极34b分别为漏极或源极。并且,图2中所示的有机膜晶体管是作为漏极-源极间的电流通路的通道与栅极之间绝缘的绝缘栅极型FET。
作为本发明的有机膜晶体管的结构,除此以外也能够优选地使用使绝缘体、栅电极位于半导体活性层的上部的顶部栅极/顶部接触型元件或顶部栅极/底部接触型元件。
(厚度)
本发明的有机膜晶体管在需要设为更薄的晶体管的情况下,例如优选将晶体管整体的厚度设为0.1~0.5μm。
(密封)
为了将有机膜晶体管元件自大气或水分阻断,提高有机膜晶体管元件的保存性,也可通过金属密封罐或玻璃、氮化硅等无机材料、聚对二甲苯(parylene)等高分子材料、或低分子材料等对有机膜晶体管元件整体进行密封。
以下,对本发明的有机膜晶体管的各层的优选的形态进行说明,但本发明并不限定于这些形态。
<基板>
(材料)
优选本发明的有机膜晶体管包含基板。
作为上述基板的材料并无特别限制,可使用公知的材料,例如可列举聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯膜、环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、三乙酰纤维素(TAC)膜、聚酰亚胺膜及在极薄玻璃上贴合有这些聚合物膜者、陶瓷、硅、石英、玻璃等,优选硅。
<电极>
(材料)
优选本发明的有机膜晶体管包含电极。
作为上述电极的构成材料例如若为Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、Ni或Nd等金属材料或这些的合金材料、或者碳材料、导电性高分子等已知的导电性材料,则可以并无特别限制地使用。
(厚度)
电极的厚度并无特别限制,优选设为10~50nm。
栅极宽度(或通道宽度)W与栅极长度(或通道长度)L并无特别限制,优选它们的比W/L为10以上,更优选为20以上。
<绝缘层>
(材料)
构成绝缘层的材料若获得必要的绝缘效果则并无特别限制,例如可列举二氧化硅、氮化硅、PTFE、CYTOP等氟聚合物系绝缘材料、聚酯绝缘材料、聚碳酸酯绝缘材料、丙烯酸聚合物系绝缘材料、环氧树脂系绝缘材料、聚酰亚胺绝缘材料、聚乙烯酚树脂系绝缘材料、聚对二甲苯(polyparaxylylene)树脂系绝缘材料等。
绝缘层的上表面也可进行表面处理,例如可优选地使用通过涂布六甲基二硅氮烷(HMDS)或十八烷基三氯硅烷(OTS)而对二氧化硅表面进行了表面处理的绝缘层。
(厚度)
绝缘层的厚度并无特别限制,在要求薄膜化的情况下,优选将厚度设为10~400nm,更优选设为20~200nm,尤其优选设为50~200nm。
<半导体活性层>
(材料)
本发明的有机膜晶体管的特征在于,上述半导体活性层含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物。
上述半导体活性层可为由本发明的化合物构成的层,也可为除了本发明的化合物以外进一步包含后述的聚合物粘合剂的层。并且,也可包含成膜时的残留溶剂。
上述半导体活性层中的上述聚合物粘合剂的含量并无特别限制,优选在0~95质量%的范围内使用,更优选在10~90质量%的范围内使用,进一步优选在20~80质量%的范围内使用,尤其优选在30~70质量%的范围内使用。
(厚度)
半导体活性层的厚度并无特别限制,在要求薄膜化的情况下,优选将厚度设为10~400nm,更优选设为10~200nm,尤其优选设为10~100nm。
[非发光性有机半导体器件用有机半导体材料]
本发明还涉及一种含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料。
(非发光性有机半导体器件)
另外,在本说明书中,所谓“非发光性有机半导体器件”是表示并不以发光为目的的器件。非发光性有机半导体器件优选设为使用具有薄膜的层结构的电子要件的非发光性有机半导体器件。非发光性有机半导体器件包含有机膜晶体管(也称为有机薄膜晶体管)、有机光电转换元件(光传感器用途的固体摄像元件、能量转换用途的太阳能电池等)、气体传感器、有机整流元件、有机逆变器、信息记录元件等。有机光电转换元件也可在光传感器用途(固体摄像元件)、能量转换用途(太阳能电池)的任意一个中使用。优选为有机光电转换元件、有机膜晶体管,更优选为有机膜晶体管。即,本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料优选为如上所述的有机膜晶体管用材料。
(有机半导体材料)
在本说明书中,所谓“有机半导体材料”是指显示出半导体特性的有机材料。与由无机材料构成的半导体同样地具有将空穴作为载子而进行传导的p型(空穴(hole)传输性)有机半导体、将电子作为载子而进行传导的n型(电子传输性)有机半导体。
本发明的化合物可用作p型有机半导体材料、n型有机半导体材料的任意一种,更优选用作p型。有机半导体中的载子的流动容易性以载子迁移率μ来表示。优选载子迁移率μ高者,且优选1×10-3cm2/Vs以上,更优选5×10-3cm2/Vs以上,尤其优选1×10-2cm2/Vs以上,进一步尤其优选1×10-1cm2/Vs以上,更进一步尤其优选1cm2/Vs以上。载子迁移率μ可通过制作场效应晶体管(FET)元件时的特性或飞行时间测量(TOF)法来求出。
[非发光性有机半导体器件用有机半导体膜]
(材料)
本发明还涉及一种含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜。
本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜也优选含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物,且不含聚合物粘合剂的形态。
并且,本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜也可以含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物与聚合物粘合剂。
作为上述聚合物粘合剂,可列举聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯(polyarylate)、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚硅氧烷、聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、纤维素、聚乙烯、聚丙烯等绝缘性聚合物及这些的共聚物、聚乙烯咔唑、聚硅烷等光电导性聚合物、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚对苯乙炔(polyparaphenylenevinylene)等导电性聚合物、半导体聚合物。
上述聚合物粘合剂可单独使用,或者也可多种并用。
并且,有机半导体材料与上述聚合物粘合剂可均匀地混合,也可一部分或全部相分离,从电荷迁移率的观点考虑,在膜中在膜厚方向上有机半导体与粘合剂相分离的结构,由于粘合剂并不妨碍有机半导体的电荷迁移而最优选。
若考虑膜的机械强度,则优选玻璃转移温度高的聚合物粘合剂,若考虑电荷迁移率,则优选不含极性基的结构的聚合物粘合剂或光电导性聚合物、导电性聚合物。
聚合物粘合剂的使用量并无特别限制,在本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜中优选在0~95质量%的范围内使用,更优选在10~90质量%的范围内使用,进一步优选在20~80质量%的范围内使用,尤其优选在30~70质量%的范围内使用。
而且,在本发明中,通过使化合物采用上述结构,可获得膜质良好的有机膜。具体而言,本发明中所得的化合物的结晶性良好,因此可获得充分的膜厚,所得的本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜成为品质良好的有机半导体膜。
(成膜方法)
将本发明的化合物成膜于基板上的方法可为任意的方法。
在成膜时,可对基板进行加热或冷却,也可通过使基板的温度变化而控制膜质或膜中的分子的填充。作为基板的温度并无特别限制,优选在0℃至200℃之间,更优选在15℃~100℃之间,尤其优选在20℃~95℃之间。
将本发明的化合物成膜于基板上时,可通过真空工序或溶液工序来进行成膜,任意一个均优选。
作为利用真空工序的成膜的具体例,可列举真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、分子束外延(MBE)法等物理气相沉积法或等离子体聚合等化学气相蒸镀(CVD)法,尤其优选使用真空蒸镀法。
所谓利用溶液工序的成膜,在此是指溶解于可溶解有机化合物的溶剂中,使用该溶液进行成膜的方法。具体而言,使用含有通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物与有机溶剂的本发明的组合物进行涂布。具体而言,可使用浇铸法、浸涂法、模涂布法、辊涂法、棒涂布法、旋涂法等涂布法、喷墨法、丝网印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、微触印刷法等各种印刷法、Langmuir-Blodgett(LB)法等通常的方法,尤其优选使用浇铸法、旋涂法、喷墨法、凹版印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、微触印刷法。
本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜优选通过溶液涂布法而制作。并且,在本发明的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜含有聚合物粘合剂的情况下,优选使形成层的材料与聚合物粘合剂溶解或分散于适当的溶剂中而制成涂布液,通过各种涂布法而形成。
以下,对能够在利用溶液工序的成膜中所使用的本发明的非发光性有机半导体器件用涂布溶液进行说明。
[组合物、非发光性有机半导体器件用涂布溶液]
本发明还涉及一种含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物的组合物、非发光性有机半导体器件用涂布溶液。
在使用溶液工序而在基板上成膜的情况下,可使形成层的材料溶解或分散于适当的有机溶剂(例如,己烷、辛烷、癸烷、甲苯、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、十氢萘、1-甲基萘等烃系溶剂,例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂,例如二氯甲烷、氯彷、四氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、二氯苯、氯甲苯等卤化烃系溶剂,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等酯系溶剂,例如甲醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、环己醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙二醇等醇系溶剂,例如二丁醚、四氢呋喃、二噁烷、苯甲醚等醚系溶剂,例如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-2-咪唑啶酮等酰胺/酰亚胺系溶剂,二甲基亚砜等亚砜系溶剂,乙腈等腈系溶剂)及/或水中而制成涂布液,通过各种涂布法而形成膜。溶剂可单独使用,也可组合使用多种。这些之中优选芳香族烃系溶剂、卤化烃系溶剂、醚系溶剂或酮系溶剂,更优选芳香族烃系溶剂、醚系溶剂或酮系溶剂。具体而言,更优选甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢萘、氯苯、二氯苯、苯甲醚、异佛尔酮、二异丙基苯、第二丁基苯,尤其优选甲苯、二甲苯、四氢萘、二异丙基苯、第二丁基苯。通过将该涂布液中的通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的浓度设为优选0.1~80质量%,更优选0.1~10质量%,尤其优选0.5~10质量%,可形成任意厚度的膜。
在这些之中,作为有机溶剂,从提高与通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的溶解性及载子迁移率的观点考虑,优选沸点为150℃以上的芳香族系的溶剂,且该溶剂不含活性氢。作为这种溶剂,例如可列举四氢萘、二氯苯、苯甲醚、异佛尔酮、二异丙基苯、第二丁基苯等。作为本发明中所使用的有机溶剂,优选二氯苯、四氢萘、二异丙基苯、第二丁基苯,更优选四氢萘、二异丙基苯、第二丁基苯。
为了通过溶液工序进行成膜,需要在上述所列举的溶剂等中溶解材料,但仅仅溶解并不充分。通常,即使是通过真空工序进行成膜的材料,也可某种程度地溶解于溶剂中。然而,在溶液工序中,使材料溶解于溶剂中而进行涂布后,存在溶剂蒸发而形成膜的过程,不适于溶液工序成膜的材料多为结晶性高的材料,因此在该过程中导致不适宜地结晶化(凝聚)而难以形成良好的膜。通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物在难以产生这种结晶化(凝聚)的方面而言也优异。
本发明的非发光性有机半导体器件用涂布溶液含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物,且不含聚合物粘合剂的形态也优选。
并且,本发明的非发光性有机半导体器件用涂布溶液也可以含有上述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物、即本发明的化合物与聚合物粘合剂。在这种情况下,可使形成层的材料与聚合物粘合剂溶解或分散于前述适当的溶剂中而制成涂布液,通过各种涂布法而形成膜。作为聚合物粘合剂,可选自上述聚合物粘合剂。
实施例
以下列举实施例与比较例对本发明的特征加以更具体的说明。以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不偏离本发明的宗旨则可适宜进行变更。因此,本发明的范围并不由以下所示的具体例而被限定性地解释。
[实施例1]
<合成例1>化合物3的合成
按照以下流程所示的具体的合成顺序合成作为通式(1-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物的化合物3。中间体5参考JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013年,135卷,4656页中所记载的方法而合成。
[化学式85]
另外,所得的化合物的鉴定通过元素分析、NMR光谱来进行。
其他实施例中所使用的通式(1-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物也与化合物3同样地进行合成。
[实施例2]
<合成例2:化合物111的合成>
按照以下流程所示的具体的合成顺序合成作为通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的化合物111。下述流程中,中间体1参考专利文献EP1916279A2号中所记载的方法而合成。中间体9通过与实施例1中的中间体5大致相同的方法而合成。
[化学式86]
另外,所得的化合物的鉴定通过元素分析、NMR光谱来进行。
并且,通过本说明书中所记载的方法来测定各化合物的分子量的结果,可知各化合物的重均分子量为50000~200000的范围。即,可知通式(1-1)或(1-2)所表示的各化合物的重复单元数n为50~200的范围。
其他实施例中所使用的通式(1-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物也与化合物111同样地进行合成。
按照各文献中所记载的方法合成比较元件的半导体活性层(有机半导体层)中所使用的比较化合物1及比较化合物2。以下示出比较化合物1及比较化合物2的结构。
比较化合物1:Chem.Mater.,2009,21,5499.中所记载的化合物PBDN
[化学式87]
[化学式88]
比较化合物2:US2004/116700A1中所记载的化合物
<元件制作、评价>
[实施例3]
<非发光性有机半导体器件用涂布液的制作>
将使本发明的化合物或比较化合物(各10mg)与甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃的组合物作为实施例2的非发光性有机半导体器件用涂布溶液。关于未完全溶解者,使用0.2μm的过滤器进行过滤。
<通过化合物单独形成半导体活性层(有机半导体层)>
通过在氮气气氛下旋涂非发光性有机半导体器件用涂布液而形成非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,获得FET特性测定用的实施例3的有机膜晶体管元件。作为FET特性测定用基板,使用具备配置为梳型的铬/金(栅极宽度W=100mm、栅极长度L=100μm)作为源极及漏极电极、具备SiO2(膜厚200nm)作为绝缘膜的底部栅极/底部接触结构的硅基板(在图2中示出结构的示意图)。
实施例3的有机膜晶体管元件的FET特性是使用连接有半自动探测器(VectorSemiconductorCo.,Ltd.制,AX-2000)的半导体参数分析仪(Agilent制,4156C),在常压、氮气气氛下,就载子迁移率、反复驱动后的阈值电压变化及成膜性的观点进行评价。
并且,就溶解性的观点对实施例3的非发光性有机半导体器件用涂布溶液进行评价。
将所得的结果示于下述表50中。
(a)溶解性评价
将本发明的化合物或比较化合物(各10mg)与甲苯(1mL)加以混合,加热至100℃后,在室温下放置30分钟,根据所析出的固体量,通过以下3个阶段评价溶解度。
A:无析出
B:析出量小于30%
C:析出量为30%以上
(b)载子迁移率
在各有机膜晶体管元件(FET元件)的源极电极-漏极电极之间施加-50V的电压,使栅极电压在20V~-100V的范围内变化,利用表示漏极电流Id的式Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2(式中,L为栅极长度、w为栅极宽度、Ci为绝缘层的每单位面积的电容、Vg为栅极电压、Vth为阈值电压)算出载子迁移率μ。另外,关于载子迁移率低于1×10-5cm2/Vs者,由于特性过低,因此并不进行之后的(c)反复驱动后的阈值电压变化的评价。
(c)反复驱动后的阈值电压变化
在各有机膜晶体管元件(FET元件)的源极电极-漏极电极之间施加-80V的电压,使栅极电压在+20V~-100V的范围内反复100次进行与(a)同样的测定,通过以下3个阶段评价反复驱动前的阈值电压V与反复驱动后的阈值电压V的差(|V-V|)。其值越小则元件的反复驱动稳定性越高而优选。
A:|V-V|≤5V
B:5V<|V-V|≤10V
C:|V-V|>10V
(d)成膜性评价
关于所得的各有机膜晶体管元件,进行肉眼观察及光学显微镜观察。通过上述方法制作10个元件,评价源极电极与漏极电极上的膜凹陷的比例。
通过以下3个阶段评价其结果。
A:小于10%。
B:10%以上且小于30%。
C:30%以上。
(e)元件偏差
测定所制作的10个元件的迁移率,算出变动系数。通过以下3个阶段评价其结果。
A:小于30%
B:30%以上且小于50%
C:50%以上
[表50]
根据上述表50可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。并且,使用比较化合物2的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料在有机溶剂中的溶解性低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1及比较化合物2的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
[实施例4]
<形成半导体活性层(有机半导体层)>
使用具备SiO2(膜厚370nm)作为栅极绝缘膜的硅晶片,通过辛基三氯硅烷进行表面处理。
将使本发明的化合物或比较化合物(各1mg)与甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃而成者作为非发光性有机半导体器件用涂布溶液。将该涂布溶液浇铸于在氮气气氛下加热至90℃的通过辛基硅烷进行表面处理的硅晶片上,由此形成非发光性有机半导体器件用有机半导体膜。
进一步使用掩模在该膜表面蒸镀金,由此制作源极及漏极电极,获得栅极宽度W=5mm、栅极长度L=80μm的底部栅极/顶部接触结构的有机膜晶体管元件(在图1中示出结构的示意图)。
实施例4的有机膜晶体管元件的FET特性是使用连接有半自动探测器(VectorSemiconductorCo.,Ltd.制,AX-2000)的半导体参数分析仪(Agilent制,4156C),在常压、氮气气氛下,就载子迁移率、反复驱动后的阈值电压变化及成膜性的观点进行评价。
并且,就溶解性的观点对实施例4的非发光性有机半导体器件用涂布溶液进行评价。
将所得的结果示于下述表51中。
[表51]
根据上述表51可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。并且,使用比较化合物2的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料在有机溶剂中的溶解性低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1及比较化合物2的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
[实施例5]
<与粘合剂一同使用化合物而形成半导体活性层(有机半导体层)>
将使本发明的化合物或比较化合物(各1mg)、PαMS(聚(α-甲基苯乙烯),Mw=300,000,Aldrich制)1mg、甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃而成者用作涂布溶液,除此以外与实施例3同样地制作FET特性测定用有机膜晶体管元件,进行与实施例3同样的评价。
将所得的结果示于下述表52中。
[表52]
根据上述表52可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。并且,使用比较化合物2的非发光性有机半导体器件用有机半导体材料在有机溶剂中的溶解性低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1及比较化合物2的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
根据以上可知:在比较元件中,通过粘合剂PαMS与比较化合物的复合系统而形成半导体活性层的情况下,载子迁移率变得非常低,相对于此,在本发明的有机膜晶体管元件中,与粘合剂PαMS一同使用本发明的化合物而形成半导体活性层的情况下,也显示出良好的载子迁移率。
[实施例1001]
<合成例1001>化合物1003的合成
按照以下流程所示的具体的合成顺序合成作为通式(101-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物的化合物1003。中间体1参考JournaloftheAmericanChemicalSociety,1991年,113卷,1862页中所记载的方法而合成,中间体4参考JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013年,135卷,4656页中所记载的方法而合成。
[化学式89]
另外,所得的化合物的鉴定通过元素分析、NMR光谱来进行。
其他实施例中所使用的通式(101-1)所表示的由n个重复单元构成的化合物也与化合物1003同样地进行合成。
[实施例1002]
<合成例1002:化合物1110的合成>
按照以下流程所示的具体的合成顺序,合成作为通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物的化合物1110。中间体9参考美国专利7772485号中所记载的方法而合成。
[化学式90]
另外,所得的化合物的鉴定通过元素分析、NMR光谱来进行。
并且,通过本说明书中所记载的方法来测定各化合物的分子量的结果,可知各化合物的重均分子量为50000~200000的范围。即,可知通式(101-1)或(101-2)所表示的各化合物的重复单元数n为50~200的范围。
其他实施例中所使用的通式(101-2)所表示的由n个重复单元构成的化合物也与化合物1110同样地进行合成。
按照各文献中所记载的方法合成比较元件的半导体活性层(有机半导体层)中所使用的比较化合物1001。以下示出比较化合物1001的结构。
比较化合物1001:Chemistry-AEuropeanJournal(2013),19(1),372-381中所记载的化合物3
[化学式91]
<元件制作、评价>
[实施例1003]
<非发光性有机半导体器件用涂布液的制作>
将使本发明的化合物或比较化合物(各10mg)与甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃的组合物作为实施例1003的非发光性有机半导体器件用涂布溶液。关于未完全溶解者,使用0.2μm的过滤器进行过滤。
<通过化合物单独形成半导体活性层(有机半导体层)>
通过在氮气气氛下旋涂非发光性有机半导体器件用涂布液而形成非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,获得FET特性测定用的实施例1003的有机膜晶体管元件。作为FET特性测定用基板,使用具备配置为梳型的铬/金(栅极宽度W=100mm、栅极长度L=100μm)作为源极及漏极电极、具备SiO2(膜厚200nm)作为绝缘膜的底部栅极/底部接触结构的硅基板(在图2中示出结构的示意图)。
实施例3的有机膜晶体管元件的FET特性是使用连接有半自动探测器(VectorSemiconductorCo.,Ltd.制,AX-2000)的半导体参数分析仪(Agilent制,4156C),在常压、氮气气氛下,就载子迁移率、反复驱动后的阈值电压变化及成膜性的观点进行评价。
并且,就溶解性的观点对实施例1003的非发光性有机半导体器件用涂布溶液进行评价。
将所得的结果示于下述表53中。
(a)溶解性评价
将本发明的化合物或比较化合物(各10mg)与甲苯(1mL)加以混合,加热至100℃后,在室温下放置30分钟,根据所析出的固体量,通过以下3个阶段评价溶解度。
A:无析出
B:析出量小于30%
C:析出量为30%以上
(b)载子迁移率
在各有机膜晶体管元件(FET元件)的源极电极-漏极电极之间施加-50V的电压,使栅极电压在20V~-100V的范围内变化,利用表示漏极电流Id的式Id=(w/2L)μCi(Vg-Vth)2(式中,L为栅极长度、w为栅极宽度、Ci为绝缘层的每单位面积的电容、Vg为栅极电压、Vth为阈值电压)算出载子迁移率μ。另外,关于载子迁移率低于1×10-5cm2/Vs者,由于特性过低,因此并不进行之后的(c)反复驱动后的阈值电压变化的评价。
(c)反复驱动后的阈值电压变化
在各有机膜晶体管元件(FET元件)的源极电极-漏极电极之间施加-80V的电压,使栅极电压在+20V~-100V的范围内反复100次进行与(a)同样的测定,通过以下3个阶段评价反复驱动前的阈值电压V与反复驱动后的阈值电压V的差(|V-V|)。其值越小则元件的反复驱动稳定性越高而优选。
A:|V-V|≤5V
B:5V<|V-V|≤10V
C:|V-V|>10V
(d)成膜性评价
关于所得的各有机膜晶体管元件,进行肉眼观察及光学显微镜观察。通过上述方法制作10个元件,评价源极电极与漏极电极上的膜凹陷的比例。
通过以下3个阶段评价其结果。
A:小于10%。
B:10%以上且小于30%。
C:30%以上。
(e)元件偏差
测定所制作的30个元件的迁移率,算出变动系数。通过以下3个阶段评价其结果。
A:小于30%
B:30%以上且小于50%
C:50%以上
[表53]
根据上述表53可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
[实施例1004]
<形成半导体活性层(有机半导体层)>
使用具备SiO2(膜厚370nm)作为栅极绝缘膜的硅晶片,通过辛基三氯硅烷进行表面处理。
将使本发明的化合物或比较化合物(各1mg)与甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃而成者作为非发光性有机半导体器件用涂布溶液。将该涂布溶液浇铸于在氮气气氛下加热至90℃的通过辛基硅烷进行表面处理的硅晶片上,由此形成非发光性有机半导体器件用有机半导体膜。
进一步使用掩模在该膜表面蒸镀金,由此制作源极及漏极电极,获得栅极宽度W=5mm、栅极长度L=80μm的底部栅极/顶部接触结构的有机膜晶体管元件(在图1中示出结构的示意图)。
实施例1004的有机膜晶体管元件的FET特性是使用连接有半自动探测器(VectorSemiconductorCo.,Ltd.制,AX-2000)的半导体参数分析仪(Agilent制,4156C),在常压、氮气气氛下,就载子迁移率、反复驱动后的阈值电压变化及成膜性的观点进行评价。
并且,就溶解性的观点对实施例1004的非发光性有机半导体器件用涂布溶液进行评价。
将所得的结果示于下述表54中。
[表54]
根据上述表54可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
[实施例1005]
<与粘合剂一同使用化合物而形成半导体活性层(有机半导体层)>
将使本发明的化合物或比较化合物(各1mg)、PαMS(聚(α-甲基苯乙烯),Mw=300,000,Aldrich制)1mg、甲苯(1mL)加以混合并加热至100℃而成者用作涂布溶液,除此以外与实施例1003同样地制作FET特性测定用有机膜晶体管元件,进行与实施例1003同样的评价。
将所得的结果示于下述表55中。
[表55]
根据上述表55可知:本发明的化合物在有机溶剂中的溶解性良好,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的载子迁移率高。因此可知本发明的化合物可作为非发光性有机半导体器件用有机半导体材料而优选地使用。
另一方面,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的载子迁移率低。
另外,使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化小,使用比较化合物1001的有机膜晶体管元件的反复驱动后的阈值电压变化大。并且,可知使用本发明的化合物的有机膜晶体管元件的任意一个均是膜的平滑性、均匀性非常高,成膜性良好。
根据以上可知:在比较元件中,通过粘合剂PαMS与比较化合物的复合系统而形成半导体活性层的情况下,载子迁移率变得非常低,相对于此,在本发明的有机膜晶体管元件中,与粘合剂PαMS一同使用本发明的化合物而形成半导体活性层的情况下,也显示出良好的载子迁移率。
符号说明
11-基板,12-电极,13-绝缘体层,14-半导体活性层(有机物层、有机半导体层),15a、15b-电极,31-基板,32-电极,33-绝缘体层,34a、34b-电极,35-半导体活性层(有机物层、有机半导体层)。

Claims (35)

1.一种有机膜晶体管,其特征在于,在半导体活性层中含有由下述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式1]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式2]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-1)
[化学式3]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式4]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
2.根据权利要求1所述的有机膜晶体管,其特征在于,在半导体活性层中含有由下述通式(1-1)或(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式5]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式6]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
3.根据权利要求1或2所述的有机膜晶体管,其中,由所述通式(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物是由下述通式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)或(2-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(2-1)
[化学式7]
通式(2-2)
[化学式8]
通式(2-3)
[化学式9]
通式(2-4)
[化学式10]
通式(2-5)
[化学式11]
通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
4.根据权利要求1所述的有机膜晶体管,其特征在于,在半导体活性层中含有由下述通式(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(101-1)
[化学式12]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式13]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
5.根据权利要求1或4所述的有机膜晶体管,其中,由所述通式(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物是由下述通式(102-1)、(102-2)、(102-3)、(102-4)或(102-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(102-1)
[化学式14]
通式(102-2)
[化学式15]
通式(102-3)
[化学式16]
通式(102-4)
[化学式17]
通式(102-5)
[化学式18]
通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的有机膜晶体管,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为下述通式(V-1)~(V-17)中的任意一个所表示的2价连接基团;
[化学式19]
通式(V-1)~(V-17)中,在m、m101、p或p101为1时*表示与Ar1~Ar4及Ar101~Ar104的任意一个键合的位置,在m、m101、p或p101为2以上时*表示与Ar1~Ar4、Ar101~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置;通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环;通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环;通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。
7.根据权利要求6所述的有机膜晶体管,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为所述通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)中的任意一个所表示的2价连接基团。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的有机膜晶体管,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团;
[化学式20]
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基;q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1、V2、V101或V102键合的位置。
9.根据权利要求8所述的有机膜晶体管,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为所述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。
10.根据权利要求8或9所述的有机膜晶体管,其中,所述通式(4-2)所表示的2价连接基团是下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团;
[化学式21]
通式(5-1)~(5-8)中,R6表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1、V2、V101或V102键合的位置。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的有机膜晶体管,其中,
所述通式(1-1)中R11~R14的至少1个、
所述通式(1-2)中R15~R18的至少1个、
所述通式(2-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
所述通式(2-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
所述通式(2-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
所述通式(2-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、
所述通式(2-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个、
所述通式(101-1)中R11~R14的至少1个、
所述通式(101-2)中R15~R18的至少1个、
所述通式(102-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
所述通式(102-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
所述通式(102-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
所述通式(102-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、以及
所述通式(102-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个是下述通式(W)所表示的基团;
-L-R通式(W)
在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团;R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基;并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况;
[化学式22]
在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置;*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置;通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2;通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。
12.根据权利要求11所述的有机膜晶体管,其特征在于,在所述通式(W)中,L是通式(L-1)、(L-4)或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的有机膜晶体管,其特征在于,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,n分别独立为10以上。
14.一种化合物,其是由下述通式(1-1)、(1-2)、(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式23]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式24]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-1)
[化学式25]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式26]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
15.根据权利要求14所述的化合物,其是由下述通式(1-1)或(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(1-1)
[化学式27]
在通式(1-1)中,R11~R14分别独立地表示氢原子或取代基;Ar1及Ar2分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V1表示2价连接基团;m表示0~6的整数,当m为2以上时,2个以上V1可相同也可不同;n表示2以上;
通式(1-2)
[化学式28]
在通式(1-2)中,cy表示苯环、萘环或蒽环,R15~R18分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当p为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
16.根据权利要求14或15所述的化合物,其中,由所述通式(1-2)所表示的n个重复单元构成的化合物是由下述通式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)或(2-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(2-1)
[化学式29]
通式(2-2)
[化学式30]
通式(2-3)
[化学式31]
通式(2-4)
[化学式32]
通式(2-5)
[化学式33]
通式(2-1)~(2-5)中,R15~R18及R21~R42分别独立地表示氢原子或取代基;Ar3及Ar4分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V2表示2价连接基团;p表示0~6的整数,当为2以上时,2个以上V2可相同也可不同;n表示2以上。
17.根据权利要求14所述的化合物,其是由下述通式(101-1)或(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(101-1)
[化学式34]
在通式(101-1)中,R111~R114分别独立地表示氢原子或取代基;Ar101及Ar102分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V101表示2价连接基团;m101表示0~6的整数,当m101为2以上时,2个以上V101可相同也可不同;n表示2以上;
通式(101-2)
[化学式35]
在通式(101-2)中,cy101表示苯环、萘环或蒽环,R115~R118分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
18.根据权利要求14或17所述的化合物,其中,由所述通式(101-2)所表示的n个重复单元构成的化合物是由下述通式(102-1)、(102-2)、(102-3)、(102-4)或(102-5)所表示的n个重复单元构成的化合物;
通式(102-1)
[化学式36]
通式(102-2)
[化学式37]
通式(102-3)
[化学式38]
通式(102-4)
[化学式39]
通式(102-5)
[化学式40]
通式(102-1)~(102-5)中,R115~R118及R121~R142分别独立地表示氢原子或取代基;Ar103及Ar104分别独立地表示杂亚芳基或亚芳基;V102表示2价连接基团;p101表示0~6的整数,当p101为2以上时,2个以上V102可相同也可不同;n表示2以上。
19.根据权利要求14~18中任一项所述的化合物,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为下述通式(V-1)~(V-17)中的任意一个所表示的2价连接基团;
[化学式41]
通式(V-1)~(V-17)中,在m、m101、p或p101为1时*表示与Ar1~Ar4及Ar101~Ar104的任意一个键合的位置,在m、m101、p或p101为2以上时*表示与Ar1~Ar4、Ar101~Ar104及通式(V-1)~(V-17)所表示的2价连接基团的任意一个键合的位置;通式(V-1)、(V-2)、(V-5)、(V-6)、(V-9)~(V-11)、(V-13)~(V-15)及(V-17)中的R分别独立地表示氢原子或烷基,相互邻接的R也可键合而形成环;通式(V-4)、(V-7)、(V-8)及(V-12)中的Z分别独立地表示氢原子、烷基或烷氧基,相互邻接的Z也可键合而形成环;通式(V-16)中的Y分别独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、CN基或F原子,相互邻接的Y也可键合而形成环。
20.根据权利要求19所述的化合物,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,V1、V2、V101及V102分别独立为所述通式(V-1)~(V-8)及(V-11)~(V-15)中的任意一个所表示的2价连接基团。
21.根据权利要求14~20中任一项所述的化合物,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为下述通式(4-1)、(4-2)或(4-3)所表示的2价连接基团;
[化学式42]
在通式(4-1)~(4-3)中,X表示S原子、O原子或Se原子,cy2表示1~4个环稠合而成的结构,R5~R9分别独立地表示氢原子或取代基;q表示0~6的整数,当q为2以上时,2个以上R6可分别相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1或V2、或者V101或V102键合的位置。
22.根据权利要求21所述的化合物,其中,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,Ar1~Ar4及Ar101~Ar104分别独立为所述通式(4-1)或(4-2)所表示的2价连接基团。
23.根据权利要求21或22所述的化合物,其中,所述通式(4-2)所表示的2价连接基团是下述通式(5-1)~(5-8)中的任意一个所表示的2价连接基团;
[化学式43]
通式(5-1)~(5-8)中,R6表示氢原子或取代基,2个以上R6可相同也可不同;波浪线表示与环己二烯酮稠合部位键合的位置,#表示与V1或V2、或者V101或V102键合的位置。
24.根据权利要求14~23中任一项所述的化合物,其中,
所述通式(1-1)中R11~R14的至少1个、
所述通式(1-2)中R15~R18的至少1个、
所述通式(2-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
所述通式(2-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
所述通式(2-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
所述通式(2-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、
所述通式(2-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个、
所述通式(101-1)中R11~R14的至少1个、
所述通式(101-2)中R15~R18的至少1个、
所述通式(102-1)中R15~R18、R21及R22的至少1个、
所述通式(102-2)中R15~R18及R23~R26的至少1个、
所述通式(102-3)中R15~R18及R27~R32的至少1个、
所述通式(102-4)中R15~R18及R33~R36的至少1个、以及
所述通式(102-5)中R15~R18及R37~R42的至少1个是下述通式(W)所表示的基团;
-L-R通式(W)
在通式(W)中,L表示下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上的下述通式(L-1)~(L-12)中的任意一个所表示的2价连接基团键合而成的2价连接基团;R表示取代或未取代的烷基、氧乙烯单元的重复数v为2以上的低聚氧乙烯基或硅原子数为2以上的低聚硅氧烷基、或者取代或未取代的甲硅烷基;并且,R表示取代或未取代的甲硅烷基仅限于与R邻接的L为下述通式(L-1)~(L-3)所表示的2价连接基团的情况;
[化学式44]
在通式(L-1)~(L-12)中,波浪线部分表示与环己二烯酮骨架键合的位置;*表示与通式(L-1)~(L-12)所表示的2价连接基团及R的任意一个键合的位置;通式(L-10)中的m表示4,通式(L-11)及(L-12)中的m表示2;通式(L-1)、(L-2)、(L-10)、(L-11)及(L-12)中的R’分别独立地表示氢原子或取代基。
25.根据权利要求24所述的化合物,其特征在于,在所述通式(W)中,L是通式(L-1)、(L-4)或(L-8)中的任意一个所表示的2价连接基团或2个以上这些2价连接基团键合而成的2价连接基团。
26.根据权利要求14~25中任一项所述的化合物,其特征在于,在所述通式(1-1)、(1-2)、(2-1)~(2-5)、(101-1)、(101-2)及(102-1)~(102-5)中,n分别独立为10以上。
27.一种组合物,其特征在于,含有权利要求14~26中任一项所述的化合物与有机溶剂。
28.根据权利要求27所述的组合物,其特征在于,所述有机溶剂是芳香族烃系溶剂、醚系溶剂或酮系溶剂。
29.一种非发光性有机半导体器件用有机半导体材料,其特征在于,含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或者权利要求27或28所述的组合物。
30.一种有机膜晶体管用材料,其特征在于,含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或者权利要求27或28所述的组合物。
31.一种非发光性有机半导体器件用涂布溶液,其特征在于,含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或者权利要求27或28所述的组合物。
32.一种非发光性有机半导体器件用涂布溶液,其特征在于,
含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或者权利要求27或28所述的组合物、及
聚合物粘合剂。
33.一种非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,其特征在于,含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或者权利要求27或28所述的组合物。
34.一种非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,其特征在于,
含有权利要求14~26中任一项所述的化合物或权利要求27或28所述的组合物、及
聚合物粘合剂。
35.根据权利要求33或34所述的非发光性有机半导体器件用有机半导体膜,其特征在于,通过溶液涂布法来制作。
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