JP2006237214A - Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element - Google Patents

Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element Download PDF

Info

Publication number
JP2006237214A
JP2006237214A JP2005048684A JP2005048684A JP2006237214A JP 2006237214 A JP2006237214 A JP 2006237214A JP 2005048684 A JP2005048684 A JP 2005048684A JP 2005048684 A JP2005048684 A JP 2005048684A JP 2006237214 A JP2006237214 A JP 2006237214A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
organic
semiconductor material
organic semiconductor
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005048684A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiyoko Takemura
千代子 竹村
Rie Katakura
利恵 片倉
Tatsuo Tanaka
達夫 田中
Katsura Hirai
桂 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2005048684A priority Critical patent/JP2006237214A/en
Publication of JP2006237214A publication Critical patent/JP2006237214A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a good characteristics as a transistor including the issue of degradation with passage of time, and to facilitate forming of a thin film by coating. <P>SOLUTION: The organic semiconductor material contains a compound represented by a general formula (1). In the formula, Ar<SB>1</SB>to Ar<SB>4</SB>are aromatic hydrocarbon ring or aromatic hetero cycle, respectively. However, at least one of Ar<SB>1</SB>to Ar<SB>4</SB>is aromatic heterocycle. R<SB>1</SB>to R<SB>8</SB>are hydrogen atom or substituent, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体素子、有機薄膜トランジスタ及び電界効果型トランジスタ、並びに該トランジスタ用いたスイッチング素子に関する。   The present invention relates to an organic semiconductor material, an organic semiconductor film using the same, an organic semiconductor element, an organic thin film transistor, a field effect transistor, and a switching element using the transistor.

情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また更に情報化の進展に伴い、従来紙媒体で提供されていた情報が電子化されて提供される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。   With the widespread use of information terminals, there is an increasing need for flat panel displays as computer displays. In addition, with the progress of computerization, the information provided by paper media has become more and more opportunities to be provided electronically. As a mobile display medium that is thin, light and easy to carry, electronic paper or digital The need for paper is also increasing.

一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機EL、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動であるTFT素子を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらTFT素子を形成し、液晶、有機EL素子等が封止されている。   In general, in a flat display device, a display medium is formed using an element utilizing liquid crystal, organic EL, electrophoresis, or the like. In such display media, in order to ensure uniformity of screen brightness, screen rewriting speed, and the like, a technique using a TFT element that is active drive as an image drive element has become mainstream. For example, in a normal computer display, these TFT elements are formed on a glass substrate, and liquid crystal, organic EL elements, etc. are sealed.

ここでTFT素子には主にa−Si(アモルファスシリコン)、p−Si(ポリシリコン)などの半導体を用いることができ、これらのSi半導体(必要に応じて金属膜も)を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでTFT素子が製造される。こうしたTFT素子の製造には、通常スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。   Here, semiconductors such as a-Si (amorphous silicon) and p-Si (polysilicon) can be mainly used for the TFT element, and these Si semiconductors (and metal films as necessary) are formed into a multilayer structure. The TFT element is manufactured by sequentially forming the drain and gate electrodes on the substrate. The manufacture of such TFT elements usually requires sputtering or other vacuum manufacturing processes.

しかしながら、このようなTFT素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、TFT素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、p型、n型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のSi半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされるなど、設備の変更が容易ではない。   However, in the manufacture of such a TFT element, the vacuum system manufacturing process including the vacuum chamber must be repeated many times to form each layer, and the apparatus cost and running cost have become enormous. . For example, in a TFT element, it is usually necessary to repeat processes such as vacuum deposition, dope, photolithography, development, etc. many times to form each layer, and the element is formed on a substrate through tens of steps. Yes. As for the semiconductor portion that is the key to the switching operation, a plurality of types of semiconductor layers such as p-type and n-type are stacked. In such a conventional manufacturing method using a Si semiconductor, it is not easy to change the equipment, for example, a design change of a manufacturing apparatus such as a vacuum chamber is required in response to the need for a large display screen.

また、このような従来からのSi材料を用いたTFT素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるを得ず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイを、こうした従来知られたTFT素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にTFT素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり、望ましくないものである。   In addition, since the formation of such a conventional TFT element using a Si material includes a process at a high temperature, the substrate material is restricted to be a material that can withstand the process temperature. For this reason, glass must be used in practice, and when a thin display such as the electronic paper or digital paper described above is constructed using such a conventionally known TFT element, the display is heavy and flexible. The product may break due to chipping or dropping impact. These characteristics resulting from the formation of TFT elements on a glass substrate are undesirable in satisfying the need for an easy-to-carry-type thin display with the progress of computerization.

一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機薄膜トランジスタ材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機EL素子用の電荷輸送性材料のほか、例えば、サイエンス(Science)誌、289巻、599頁(2000)等において論じられているような有機レーザー発振素子や、例えば、ネイチャー(Nature)誌、403巻、521頁(2000)等、多数の論文にて報告されている有機薄膜トランジスタへの応用が期待されている。これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、更にはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のSi系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも、例えば、TFT素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にTFT素子を形成し、そのTFT素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない(もしくは非常に割れにくい)ディスプレイとすることができるであろう。   Meanwhile, in recent years, organic thin film transistor materials have been energetically studied as organic compounds having high charge transport properties. These compounds are not only charge transport materials for organic EL devices, but also organic laser oscillation devices such as those discussed in Science, 289, 599 (2000), (Nature) magazine, 403, 521 (2000), etc., application to organic thin film transistors reported in many papers is expected. If these organic semiconductor devices can be realized, there is a possibility of obtaining a semiconductor that can be made into a solution by simplifying the manufacturing process by vacuum or low-pressure deposition at a relatively low temperature and further improving the molecular structure appropriately. It is conceivable that the organic semiconductor solution is made into an ink and manufactured by a printing method including an ink jet method. Manufacturing by these low-temperature processes has been considered impossible for conventional Si-based semiconductor materials, but there is a possibility for devices using organic semiconductors, so the above-mentioned restrictions on substrate heat resistance are relaxed. For example, a TFT element may be formed on the transparent resin substrate. If a TFT element is formed on a transparent resin substrate and the display material can be driven by the TFT element, the display is lighter and more flexible than conventional ones, and will not crack even if dropped (or very difficult to break) It could be a display.

有機半導体材料としては、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、オリゴチオフェン、ペンタセンなどが研究されているが、特にペンタセンを始めとするポリアセン化合物は、高いキャリア移動度と優れた半導体デバイス特性が得られることが報告されている。また、ポリアセン化合物あるいはポリアセン化合物誘導体について開示されている(例えば、特許文献1〜4及び非特許文献1参照。)が、いずれも溶液プロセス適性と、キャリア移動度、半導体デバイス特性の両立という点において十分とは言えず、更なる有機半導体材料の開発が望まれていた。
国際公開第03/16599号パンフレット 国際公開第03/28125号パンフレット 米国特許第6,690,029号明細書 特開2004−107216号公報 サイエンス(Science)誌、303巻、1644〜1646頁(2004)
As organic semiconductor materials, polyphenylene vinylene, polypyrrole, polythiophene, oligothiophene, pentacene, and the like have been studied. In particular, polyacene compounds such as pentacene can provide high carrier mobility and excellent semiconductor device characteristics. It has been reported. Moreover, although the polyacene compound or the polyacene compound derivative is disclosed (for example, refer to Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1), both of them are compatible with solution process suitability, carrier mobility, and semiconductor device characteristics. The development of further organic semiconductor materials has been desired.
International Publication No. 03/16599 pamphlet International Publication No. 03/28125 Pamphlet US Pat. No. 6,690,029 JP 2004-107216 A Science magazine, 303, 1644-1646 (2004)

本発明の目的は、経時劣化を含めてトランジスタとしての特性が良好であり、更に塗布による薄膜形成が容易な有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体素子、有機薄膜トランジスタ及び電界効果型トランジスタ、並びに該トランジスタ用いたスイッチング素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide an organic semiconductor material that has good characteristics as a transistor including deterioration over time and that can be easily formed into a thin film by coating, an organic semiconductor film using the same, an organic semiconductor element, an organic thin film transistor, and a field effect type A transistor and a switching element using the transistor are provided.

本発明の上記課題は、下記構成により達成された。   The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.

(請求項1)
下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
(Claim 1)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (1):

Figure 2006237214
Figure 2006237214

(式中、Ar1〜Ar4はそれぞれ芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。但し、Ar1〜Ar4の少なくとも1つは芳香族複素環である。R1〜R8はそれぞれ水素原子または置換基を表す。)
(請求項2)
前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環が5員環であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料。
(In the formula, Ar 1 to Ar 4 each represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, provided that at least one of Ar 1 to Ar 4 is an aromatic heterocyclic ring. R 1 to R 8 are each Represents a hydrogen atom or a substituent.)
(Claim 2)
In the said General formula (1), the aromatic heterocyclic ring which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is a 5-membered ring, The organic-semiconductor material of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

(請求項3)
前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環が6員環であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料。
(Claim 3)
In the said General formula (1), the aromatic heterocyclic ring which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is a 6-membered ring, The organic-semiconductor material of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

(請求項4)
前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環を形成するヘテロ原子がN、S、Oから選ばれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機半導体材料。
(Claim 4)
In the said General formula (1), the hetero atom which forms the aromatic heterocycle which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is chosen from N, S, O, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Organic semiconductor materials.

(請求項5)
前記一般式(1)において、R1〜R8全てが水素原子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。
(Claim 5)
In the said General formula (1), all R < 1 > -R < 8 > is a hydrogen atom, The organic-semiconductor material of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.

(請求項6)
前記一般式(1)において、R1、R4、R5、R8はそれぞれアルキル基を表し、R2、R3、R6、R7はそれぞれ水素原子を表すことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。
(Claim 6)
In the general formula (1), R 1 , R 4 , R 5 , and R 8 each represent an alkyl group, and R 2 , R 3 , R 6 , and R 7 each represent a hydrogen atom. The organic-semiconductor material of any one of 1-4.

(請求項7)
前記一般式(1)において、R1、R8の一方がアルキル基で他方が水素原子であり、R4、R5の一方がアルキル基で他方が水素原子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。
(Claim 7)
The general formula (1), wherein one of R 1 and R 8 is an alkyl group and the other is a hydrogen atom, one of R 4 and R 5 is an alkyl group, and the other is a hydrogen atom. The organic-semiconductor material of any one of 1-4.

(請求項8)
請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含むことを特徴とする有機半導体膜。
(Claim 8)
An organic semiconductor film comprising the organic semiconductor material according to claim 1.

(請求項9)
請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体素子。
(Claim 9)
The organic-semiconductor element characterized by including the organic-semiconductor material of any one of Claims 1-7.

(請求項10)
請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
(Claim 10)
An organic thin film transistor comprising the organic semiconductor material according to claim 1 in a semiconductor layer.

(請求項11)
請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に含むことを特徴とする電界効果型トランジスタ。
(Claim 11)
A field effect transistor comprising the organic semiconductor material according to claim 1 in a semiconductor layer.

(請求項12)
請求項10に記載の有機薄膜トランジスタまたは請求項11に記載の電界効果型トランジスタを用いることを特徴とするスイッチング素子。
(Claim 12)
A switching element comprising the organic thin film transistor according to claim 10 or the field effect transistor according to claim 11.

本発明により、経時劣化を含めてトランジスタとしての特性が良好であり、更に塗布による薄膜形成が容易な有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体素子、有機薄膜トランジスタ及び電界効果型トランジスタ、並びに該トランジスタ用いたスイッチング素子を提供することができた。   According to the present invention, an organic semiconductor material that has good characteristics as a transistor including deterioration over time and that can be easily formed into a thin film by coating, an organic semiconductor film, an organic semiconductor element, an organic thin film transistor, and a field effect transistor using the organic semiconductor material, In addition, a switching element using the transistor can be provided.

以下、本発明について詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4はそれぞれ芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。但し、Ar1〜Ar4の少なくとも1つは芳香族複素環である。芳香族複素環としては5員環または6員環が好ましく、構成するヘテロ原子としてはN、S、Oが好ましい。芳香族5員複素環としてはピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チオフェン環、フラン環、イソチアゾール環、イソキサゾール環等が挙げられ、芳香族6員複素環としてはピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラン環等が挙げられる。芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。 In the general formula (1), Ar 1 to Ar 4 each represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. However, at least one of Ar 1 to Ar 4 is an aromatic heterocycle. The aromatic heterocycle is preferably a 5-membered or 6-membered ring, and the heteroatoms constituting it are preferably N, S, or O. Examples of the aromatic 5-membered heterocyclic ring include a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a thiophene ring, a furan ring, an isothiazole ring, and an isoxazole ring. Examples of the aromatic 6-membered heterocyclic ring include a pyridine ring, a pyrimidine ring, and a pyridazine ring. And a pyran ring. Examples of the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring.

Ar1〜Ar4が表す芳香族炭化水素環または芳香族複素環は置換基を有してもよく、置換基の例としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、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)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、ヘテロアリール基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、キナゾリル基、フタラジル基等)、ヘテロ環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられ、これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていても、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 The aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring represented by Ar 1 to Ar 4 may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group). Tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group) Allyl group, etc.), alkynyl group (eg, ethynyl group, propargyl group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), heteroaryl group (eg, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazyl group, Pyrimidyl group, pyrazyl group, triazyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, benzimid Zolyl group, benzoxazolyl group, quinazolyl group, phthalazyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy) Group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.) , Alkylthio groups (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio groups (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio groups (eg, For example, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, Phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group) , Dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, aceto Group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group ( For example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonyl) Amino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcal Nylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexyl) Aminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido) Group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyri Dilaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group) Group), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl) Group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, -Ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group) , Trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.) These substituents may be further substituted with the above substituents, or a plurality thereof may be bonded to each other to form a ring.

1〜R8は水素原子または置換基を表し、置換基としては上記のものが挙げられる。置換基の中ではアルキル基が好ましく、R1、R4、R5、R8がそれぞれアルキル基を表し、R2、R3、R6、R7がそれぞれ水素原子を表すことがより好ましい。更にR1〜R8全てが水素原子であることが好ましい。またR1、R8の一方がアルキル基で他方が水素原子であり、R4、R5の一方がアルキル基で他方が水素原子であることも好ましい。 R 1 to R 8 represent a hydrogen atom or a substituent, and examples of the substituent include those described above. Among the substituents, an alkyl group is preferable, R 1 , R 4 , R 5 , and R 8 each represent an alkyl group, and R 2 , R 3 , R 6 , and R 7 each preferably represent a hydrogen atom. Furthermore, it is preferable that all of R 1 to R 8 are hydrogen atoms. It is also preferred that one of R 1 and R 8 is an alkyl group and the other is a hydrogen atom, and one of R 4 and R 5 is an alkyl group and the other is a hydrogen atom.

以下、本発明に係る前記一般式(1)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific example of a compound represented by the said General formula (1) based on this invention is shown, this invention is not limited to these.

Figure 2006237214
Figure 2006237214

Figure 2006237214
Figure 2006237214

本発明に係る前記一般式(1)で表される化合物は、例えば、以下の方法で合成することができる。   The compound represented by the general formula (1) according to the present invention can be synthesized, for example, by the following method.

Figure 2006237214
Figure 2006237214

より具体的には、J.Org.Chem.,55,13,1990,4190〜4198に記載の方法を参考にして合成することができる。   More specifically, J. et al. Org. Chem. , 55, 13, 1990, 4190 to 4198.

有機薄膜トランジスタは、支持体上に有機半導体チャネル(活性層)で連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と支持体上にまずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体チャネルで連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。   An organic thin film transistor has a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel (active layer) on a support, and a top gate type having a gate electrode on the support and a support on the support first. It is roughly classified into a bottom gate type having a gate electrode and having a source electrode and a drain electrode connected by an organic semiconductor channel through a gate insulating layer.

本発明に係る化合物を有機薄膜トランジスタ素子の活性層に設置するには、真空蒸着により基板上に設置することもできるが、適切な溶剤に溶解し、必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法、アブレーション法等によって基板上に設置するのが好ましい。この場合、本発明の有機半導体材料を溶解する溶剤は、該有機半導体材料を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、o−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、m−クレゾール等の芳香族系溶媒、ヘキサンなどの鎖状炭化水素系溶媒、シクロヘキサンなどの環状炭化水素系溶媒、N−メチルピロリドン、二硫化炭素等を挙げることができる。   In order to install the compound according to the present invention in the active layer of the organic thin-film transistor element, it can be installed on the substrate by vacuum deposition, but it can be dissolved in an appropriate solvent, and a solution prepared by adding additives as necessary. It is preferable to install on the substrate by cast coating, spin coating, printing, ink jet method, ablation method or the like. In this case, the solvent for dissolving the organic semiconductor material of the present invention is not particularly limited as long as the organic semiconductor material can be dissolved to prepare a solution having an appropriate concentration. Specifically, diethyl ether or diisopropyl is used. Chain ether solvents such as ether, cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, alkyl halide solvents such as chloroform and 1,2-dichloroethane, toluene, o-dichlorobenzene, Examples thereof include aromatic solvents such as nitrobenzene and m-cresol, chain hydrocarbon solvents such as hexane, cyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, N-methylpyrrolidone, carbon disulfide and the like.

本発明おいて、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が用いられるが、特に白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ITO及び炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。   In the present invention, the material for forming the source electrode, the drain electrode and the gate electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, Indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and Carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium, potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium Copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, lithium / aluminum mixture, etc. are used, especially platinum, gold, silver, copper, aluminum, indium, ITO and carbon Is preferred. Alternatively, known conductive polymers whose conductivity is improved by doping or the like, for example, conductive polyaniline, conductive polypyrrole, conductive polythiophene, a complex of polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid, and the like are also preferably used. Among them, those having low electrical resistance at the contact surface with the semiconductor layer are preferable.

電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。更に導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。   As a method for forming an electrode, a method for forming an electrode using a known photolithographic method or a lift-off method, using a conductive thin film formed by a method such as vapor deposition or sputtering using the above as a raw material, a metal foil such as aluminum or copper There is a method of etching using a resist by thermal transfer, ink jet or the like. Alternatively, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be directly patterned by ink jetting, or may be formed from a coating film by lithography or laser ablation. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste, or the like by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, or screen printing can also be used.

ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。   Various insulating films can be used as the gate insulating layer, and an inorganic oxide film having a high relative dielectric constant is particularly preferable. Inorganic oxides include silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate, lead lanthanum titanate, strontium titanate, Examples thereof include barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, and yttrium trioxide. Of these, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide are preferable. Inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride can also be suitably used.

上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。   Examples of the method for forming the film include a vacuum process, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, an atmospheric pressure plasma method, and a spray process. Wet processes such as coating methods, spin coating methods, blade coating methods, dip coating methods, casting methods, roll coating methods, bar coating methods, die coating methods, and other wet processes such as printing and ink jet patterning methods, etc. Can be used depending on the material.

ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。   The wet process is a method of applying and drying a liquid in which fine particles of inorganic oxide are dispersed in an arbitrary organic solvent or water using a dispersion aid such as a surfactant as required, or an oxide precursor, for example, A so-called sol-gel method in which a solution of an alkoxide body is applied and dried is used.

これらのうち好ましいのは、大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。   Among these, the atmospheric pressure plasma method and the sol-gel method are preferable.

大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平11−61406号、同11−133205号、特開2000−121804号、同2000−147209号、同2000−185362号の各公報等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を生産性高く形成することができる。   The method for forming an insulating film by plasma film formation under atmospheric pressure is a process in which a reactive gas is discharged under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure to excite reactive gas to form a thin film on a substrate. The method is described in JP-A-11-61406, JP-A-11-133205, JP-A-2000-121804, JP-A-2000-147209, and JP-A-2000-185362. Thereby, a highly functional thin film can be formed with high productivity.

また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることもできる。   In addition, as an organic compound film, polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, photo radical polymerization type, photo cation polymerization type photo curable resin, or a copolymer containing an acrylonitrile component, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, novolac resin, Also, cyanoethyl pullulan or the like can be used.

有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。   As the method for forming the organic compound film, the wet process is preferable.

無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、一般に50nm〜3μm、好ましくは100nm〜1μmである。   An inorganic oxide film and an organic oxide film can be laminated and used together. The thickness of these insulating films is generally 50 nm to 3 μm, preferably 100 nm to 1 μm.

また支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。   Moreover, a support body is comprised with glass or a flexible resin-made sheet | seat, for example, a plastic film can be used as a sheet | seat. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC). And a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), or the like. Thus, by using a plastic film, the weight can be reduced as compared with the case of using a glass substrate, the portability can be improved, and the resistance to impact can be improved.

以下に、本発明の有機半導体材料からなる有機薄膜を用いた電界効果型の有機薄膜トランジスタについて説明する。   Below, the field effect type organic thin-film transistor using the organic thin film which consists of the organic-semiconductor material of this invention is demonstrated.

図1は、本発明の有機半導体材料を活性層に用いた電界効果型の有機薄膜トランジスタの構成例を示す。同図(a)は支持体6上に金属箔等によりソース電極2、ドレイン電極3を形成し、両電極間に本発明の有機半導体材料からなる活性層1を形成し、その上に絶縁層5を形成し、更にその上にゲート電極4を形成して電界効果型トランジスタを形成したものである。同図(b)は活性層1を、(a)では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。(c)は支持体6上に先ずコート法等を用いて、活性層1を形成し、その後ソース電極2、ドレイン電極3、絶縁層5、ゲート電極4を形成したものを表す。   FIG. 1 shows a configuration example of a field effect type organic thin film transistor using an organic semiconductor material of the present invention for an active layer. In FIG. 2A, a source electrode 2 and a drain electrode 3 are formed on a support 6 by a metal foil or the like, an active layer 1 made of the organic semiconductor material of the present invention is formed between both electrodes, and an insulating layer is formed thereon. 5 is formed, and a gate electrode 4 is further formed thereon to form a field effect transistor. FIG. 2B shows the active layer 1 formed between the electrodes in FIG. 1A so as to cover the entire surface of the electrode and the support using a coating method or the like. (C) shows that the active layer 1 is first formed on the support 6 by using a coating method or the like, and then the source electrode 2, the drain electrode 3, the insulating layer 5, and the gate electrode 4 are formed.

同図(d)は支持体6上にゲート電極4を金属箔等で形成した後、絶縁層5を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極2及びドレイン電極3を形成し、該電極間に本発明の半導体材料により形成された活性層1を形成する。その他同図(e)、(f)に示すような構成を取ることもできる。   In FIG. 4D, after forming the gate electrode 4 on the support 6 with a metal foil or the like, the insulating layer 5 is formed thereon, and the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed on the metal foil or the like. An active layer 1 made of the semiconductor material of the present invention is formed between the electrodes. In addition, the configuration as shown in FIGS.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, the embodiment of this invention is not limited to these.

実施例1
ゲート電極としての比抵抗0.01Ω・cmのSiウェハーに、厚さ2000Åの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクチルトリクロロシランによる表面処理を行った。比較化合物〈1〉(ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(regioregular、アルドリッチ社製、平均分子量89000、PHT))のクロロホルム溶液をアプリケーターを用いて塗布し、自然乾燥することによりキャスト膜(厚さ50nm)を形成して、窒素雰囲気下で50℃、30分間の熱処理を施した。更にこの膜の表面にマスクを用いて金を蒸着して、ソース及びドレイン電極を形成した。ソース及びドレイン電極は幅100μm、厚さ200nmで、チャネル幅W=3mm、チャネル長L=20μmの有機薄膜トランジスタ素子1を作製した。
Example 1
A thermal oxide film having a thickness of 2000 mm was formed on a Si wafer having a specific resistance of 0.01 Ω · cm as a gate electrode to form a gate insulating layer, and then surface treatment with octyltrichlorosilane was performed. A cast film (thickness: 50 nm) was prepared by applying a chloroform solution of comparative compound <1> (poly (3-hexylthiophene) (regioregular, Aldrich, average molecular weight 89000, PHT)) using an applicator and air drying. And was heat-treated at 50 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Furthermore, gold was deposited on the surface of this film using a mask to form source and drain electrodes. An organic thin film transistor element 1 having a width of 100 μm, a thickness of 200 nm, a channel width W = 3 mm, and a channel length L = 20 μm was prepared.

比較化合物〈1〉を比較化合物〈2〉(ペンタセン、アルドリッチ社製市販試薬を昇華精製して用いた)に代えた他は、有機薄膜トランジスタ素子1と同様の方法で、有機薄膜トランジスタ素子2を作製した。   Organic thin-film transistor element 2 was produced in the same manner as organic thin-film transistor element 1, except that comparative compound <1> was replaced with comparative compound <2> (pentacene, a commercially available reagent manufactured by Aldrich). .

Figure 2006237214
Figure 2006237214

更に比較化合物〈1〉を表1に示した本発明に係る例示化合物に代えた他は有機薄膜トランジスタ素子1と同様の方法で、有機薄膜トランジスタ素子3〜7を作製した。   Further, organic thin film transistor elements 3 to 7 were produced in the same manner as the organic thin film transistor element 1 except that the comparative compound <1> was replaced with the exemplary compounds according to the present invention shown in Table 1.

以上のように作製した有機薄膜トランジスタ素子1及び3〜7は、pチャネルのエンハンスメント型FETの良好な動作特性を示した。更に有機薄膜トランジスタ素子1〜7について、I−V特性の飽和領域から、キャリア移動度とON/OFF比(ドレインバイアス−50Vとし、ゲートバイアス−50V及び0Vにしたときのドレイン電流値の比率)を求めた。また得られた素子を大気中で1ヶ月放置し、再度キャリア移動度とON/OFF比を求めた。結果を表1に示す。   The organic thin film transistor elements 1 and 3 to 7 manufactured as described above showed good operating characteristics of p-channel enhancement type FETs. Further, for the organic thin film transistor elements 1 to 7, from the saturation region of the IV characteristics, the carrier mobility and the ON / OFF ratio (the drain bias value ratio when the drain bias is −50 V and the gate bias is −50 V and 0 V) are set. Asked. The obtained element was left in the atmosphere for one month, and the carrier mobility and the ON / OFF ratio were obtained again. The results are shown in Table 1.

Figure 2006237214
Figure 2006237214

表1の結果より、本発明の有機薄膜トランジスタ素子は、トランジスタとしての特性が良好であり、更に経時劣化が抑えられていることがわかった。   From the results shown in Table 1, it was found that the organic thin film transistor element of the present invention had good characteristics as a transistor and further suppressed deterioration over time.

また、比較化合物〈2〉(ペンタセン)を用いた有機薄膜トランジスタ素子2の結果は、塗布による薄膜形成によっては活性層として機能するペンタセン薄膜を得がたいことが明確に示されているが、本発明の有機薄膜トランジスタ素子は、塗布による薄膜形成で良好なトランジスタとしての特性を示すことがわかった。   Moreover, although the result of the organic thin film transistor element 2 using the comparative compound <2> (pentacene) clearly shows that it is difficult to obtain a pentacene thin film functioning as an active layer by forming a thin film by coating, It was found that the thin film transistor element exhibits good characteristics as a transistor when a thin film is formed by coating.

有機半導体材料を活性層に用いた電界効果型有機薄膜トランジスタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the field effect type organic thin-film transistor which used organic-semiconductor material for the active layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 活性層
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 絶縁層
6 支持体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active layer 2 Source electrode 3 Drain electrode 4 Gate electrode 5 Insulating layer 6 Support body

Claims (12)

下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
Figure 2006237214
(式中、Ar1〜Ar4はそれぞれ芳香族炭化水素環または芳香族複素環を表す。但し、Ar1〜Ar4の少なくとも1つは芳香族複素環である。R1〜R8はそれぞれ水素原子または置換基を表す。)
An organic semiconductor material comprising a compound represented by the following general formula (1):
Figure 2006237214
(In the formula, Ar 1 to Ar 4 each represent an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, provided that at least one of Ar 1 to Ar 4 is an aromatic heterocyclic ring. R 1 to R 8 are each Represents a hydrogen atom or a substituent.)
前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環が5員環であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料。 In the said General formula (1), the aromatic heterocyclic ring which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is a 5-membered ring, The organic-semiconductor material of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環が6員環であることを特徴とする請求項1に記載の有機半導体材料。 In the said General formula (1), the aromatic heterocyclic ring which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is a 6-membered ring, The organic-semiconductor material of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記一般式(1)において、Ar1〜Ar4が表す芳香族複素環を形成するヘテロ原子がN、S、Oから選ばれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機半導体材料。 In the said General formula (1), the hetero atom which forms the aromatic heterocycle which Ar < 1 > -Ar < 4 > represents is chosen from N, S, O, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Organic semiconductor materials. 前記一般式(1)において、R1〜R8全てが水素原子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。 In the said General formula (1), all R < 1 > -R < 8 > is a hydrogen atom, The organic-semiconductor material of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 前記一般式(1)において、R1、R4、R5、R8はそれぞれアルキル基を表し、R2、R3、R6、R7はそれぞれ水素原子を表すことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。 In the general formula (1), R 1 , R 4 , R 5 , and R 8 each represent an alkyl group, and R 2 , R 3 , R 6 , and R 7 each represent a hydrogen atom. The organic-semiconductor material of any one of 1-4. 前記一般式(1)において、R1、R8の一方がアルキル基で他方が水素原子であり、R4、R5の一方がアルキル基で他方が水素原子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体材料。 The general formula (1), wherein one of R 1 and R 8 is an alkyl group and the other is a hydrogen atom, one of R 4 and R 5 is an alkyl group, and the other is a hydrogen atom. The organic-semiconductor material of any one of 1-4. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含むことを特徴とする有機半導体膜。 An organic semiconductor film comprising the organic semiconductor material according to claim 1. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体素子。 The organic-semiconductor element characterized by including the organic-semiconductor material of any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 An organic thin film transistor comprising the organic semiconductor material according to claim 1 in a semiconductor layer. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機半導体材料を半導体層に含むことを特徴とする電界効果型トランジスタ。 A field effect transistor comprising the organic semiconductor material according to claim 1 in a semiconductor layer. 請求項10に記載の有機薄膜トランジスタまたは請求項11に記載の電界効果型トランジスタを用いることを特徴とするスイッチング素子。 A switching element comprising the organic thin film transistor according to claim 10 or the field effect transistor according to claim 11.
JP2005048684A 2005-02-24 2005-02-24 Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element Pending JP2006237214A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005048684A JP2006237214A (en) 2005-02-24 2005-02-24 Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005048684A JP2006237214A (en) 2005-02-24 2005-02-24 Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006237214A true JP2006237214A (en) 2006-09-07

Family

ID=37044550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005048684A Pending JP2006237214A (en) 2005-02-24 2005-02-24 Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, organic tft, field effect transistor, and switching element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006237214A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007019294A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor element, and organic thin film transistor
JPWO2006059486A1 (en) Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor, switching element, organic semiconductor material, and organic semiconductor film
JP2005206750A (en) Organic semiconductive material, organic transistor, field-effect transistor, switching element, and five-membered heterocyclic compound
JPWO2005070994A1 (en) Organic semiconductor materials, organic transistors, field effect transistors, switching elements, and thiazole compounds
JP2006216814A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor thin film, organic thin film transistor, field effect transistor and switching element
JP2007067262A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device and organic semiconductor thin-film transistor
JPWO2006054686A1 (en) Organic thin film transistor manufacturing method and organic thin film transistor
JP2006339577A (en) Organic semiconductor thin film and organic thin film transistor
JP2007088224A (en) Organic semiconductor material and organic semiconductor film using same, organic semiconductor device, and organic thin-film transistor
JP5228907B2 (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor
JP2007088115A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin-film transistor
JPWO2006038459A1 (en) Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor and switching element
JP2006222251A (en) Organic semiconductor material, organic thin-film transistor, field effect transistor, and switching element
JP2007311609A (en) Material, film, and device for organic semiconductor and organic thin-film transistor
JP2007317984A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor
JP5157053B2 (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, and organic thin film transistor
JP2005260212A (en) Organic semiconductor material and organic thin film transistor using the same, field effect organic thin film transistor and switching device using them
JP2006339576A (en) Organic semiconductor film, organic thin film transistor and their fabrication process
JP2005236096A (en) Organic semiconductor material, organic thin-film transistor using the same, field effect organic thin-film transistor, and switching element using both
JP2006060116A (en) Organic thin film transistor, material therefor, field effect transistor and switching device
JP2007059682A (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device and organic thin-film transistor
JPWO2006098121A1 (en) Organic semiconductor material, organic semiconductor film, organic semiconductor device, organic thin film transistor, and method for forming organic thin film transistor
JP2006140180A (en) Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor, and switching element
JP2005223238A (en) Organic semiconductor material and organic thin film transistor employing it, field effect organic thin film transistor and switching element employing them
JP2006165015A (en) Organic thin film transistor material, organic thin film transistor, field effect transistor, and switching device