JP2009078975A - New fluorine-containing aromatic compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a π-conjugated compound which improves carrier mobility and the like, when used as an organic semiconductor material for organic thin film devices, and in which a hydrocarbon aromatic group is bound to a fluorine-containing aromatic group. <P>SOLUTION: The fluorine-containing aromatic compound represented by formula (1) [wherein, Ar<SP>F</SP>is a perfluoro aromatic group (one or more fluorine atoms in the perfluoro aromatic group may be replaced by one or more perfluoroalkyl groups); n is an integer of 1 to 4; Q is an n-valent aromatic group (wherein one or more hydrogen atoms in the aromatic group may be replaced by one or more 1-8C alkyl groups or 1-8C fluorine-containing alkyl groups) obtained by removing n hydrogen atoms from a structure represented by formula (2); (p) is an integer of 0 to 4]. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機薄膜デバイスに応用可能な新規含フッ素芳香族化合物に関する。   The present invention relates to a novel fluorine-containing aromatic compound applicable to organic thin film devices.

近年、有機化合物を半導体材料として用いた有機エレクトロニクス素子がめざましい発展を遂げている。その代表的な応用例としては、次世代のフラットパネルディスプレイとして期待される有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)、軽量かつフレキシブルな電源としての有機薄膜太陽電池、ディスプレイの画素駆動用等に使用される薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を印刷等の低コストプロセスで製造できることやフレキシブルな基板に対応できることで注目されている有機薄膜トランジスタ(以下「有機TFT」と記す。)が挙げられる。   In recent years, organic electronic devices using organic compounds as semiconductor materials have made remarkable progress. Typical applications include organic EL elements (organic electroluminescence elements) that are expected as next-generation flat panel displays, organic thin-film solar cells as lightweight and flexible power supplies, and pixel driving of displays. There are organic thin film transistors (hereinafter referred to as “organic TFTs”) that are attracting attention because thin film transistors (TFTs) can be manufactured by a low-cost process such as printing and can be applied to flexible substrates.

有機化合物は、無機物のシリコンと比較して加工することが容易であるため、半導体材料として有機化合物を用いることによって低価格なデバイスを実現することが期待されている。また、有機化合物を用いた半導体デバイスに関しては、デバイスを低温で製造することが可能であるため、プラスチック基板を含む多種多様な基板を適用することが可能である。さらに、有機化合物の半導体材料は、構造的に柔軟であるため、プラスチック基板および有機化合物の半導体材料を組み合わせて用いることで、フレキシブルなディスプレイ等のデバイスを実現することが期待されている。   Since an organic compound is easier to process than inorganic silicon, it is expected to realize a low-cost device by using an organic compound as a semiconductor material. In addition, regarding a semiconductor device using an organic compound, since the device can be manufactured at a low temperature, a wide variety of substrates including a plastic substrate can be applied. Further, since organic compound semiconductor materials are structurally flexible, it is expected to realize devices such as flexible displays by using a combination of a plastic substrate and an organic compound semiconductor material.

一般に、有機EL素子の長寿命化および低駆動電圧化、有機TFT素子の低閾値電圧化、スイッチング速度向上等のために、有機半導体材料のキャリア移動度の向上が求められている。有機半導体材料のキャリア移動度は一般的に低いが、近年、ペンタセンを用いた有機TFT素子において、アモルファスシリコン並みの移動度(>1.0cm2/Vs)が実現されつつある(非特許文献1参照。)。 In general, improvement in carrier mobility of organic semiconductor materials is demanded in order to increase the lifetime and drive voltage of organic EL elements, lower threshold voltage of organic TFT elements, and improve switching speed. Although the carrier mobility of organic semiconductor materials is generally low, in recent years, mobility comparable to amorphous silicon (> 1.0 cm 2 / Vs) is being realized in an organic TFT element using pentacene (Non-patent Document 1). reference.).

有機半導体材料において、キャリア移動度の向上のための手段としては、未だ有効な手段は確立していないが、分子間相互作用を強くすることや、分子の配列を制御することが重要と言われている。
具体的には、平面構造により共役系が拡張され、πスタックによる強い分子間相互作用を持つペンタセン等の縮合多環系の化合物を利用した例(非特許文献1参照。)や、電子吸引性の芳香族基と電子供与性の芳香族基を分子内に共存させることにより、電荷の偏りを生じさせ、分子間相互作用を高めるだけでなく、分子配列を制御した例(非特許文献2参照。)が知られている。
In organic semiconductor materials, effective means for improving carrier mobility have not yet been established, but it is said that it is important to strengthen intermolecular interaction and control molecular arrangement. ing.
Specifically, examples using a condensed polycyclic compound such as pentacene having a conjugated system expanded by a planar structure and having a strong intermolecular interaction by a π stack (see Non-Patent Document 1), and electron withdrawing property. An example in which the molecular arrangement is controlled not only by causing the bias of the charge and enhancing the intermolecular interaction by coexisting the aromatic group and the electron donating aromatic group in the molecule (see Non-Patent Document 2) .)It has been known.

また、分子間相互作用を高める手段としては、含フッ素芳香族性基および炭化水素芳香族基の相互作用が知られている(例えば、非特許文献3参照。)。
しかしながら、この相互作用を有機半導体材料のキャリア移動度の向上のために利用した例は少なく、ペンタセンの骨格にフッ素原子を導入した例はあるが、キャリア移動度は十分に高いとは言えないものであった(非特許文献4参照。)。
Further, as a means for enhancing the intermolecular interaction, an interaction between a fluorine-containing aromatic group and a hydrocarbon aromatic group is known (for example, see Non-Patent Document 3).
However, there are few examples of using this interaction to improve the carrier mobility of organic semiconductor materials, and there are examples in which fluorine atoms are introduced into the skeleton of pentacene, but the carrier mobility is not sufficiently high. (See Non-Patent Document 4).

D.J.Gundlach,S.F.Nelson,T.N.Jachsonら、Appl.Phys.Lett.,(2002),80,2925.D. J. et al. Gundlach, S.M. F. Nelson, T .; N. Jachson et al., Appl. Phys. Lett. , (2002), 80, 2925. H.Tada,Y.Yamashita et al.,Materials Research Society Symposium Proceedings,(2002),725,143.H. Tada, Y .; Yamashita et al. , Materials Research Society Symposium Proceedings, (2002), 725, 143. G.W.Coates,J.W.Ziller,R.H.Grubbs et al.,J.Am.Chem.Soc.,(1998),120,3641.G. W. Coates, J.A. W. Ziller, R.A. H. Grubbs et al. , J .; Am. Chem. Soc. , (1998), 120, 3641. J.E.Anthony,G.G.Malliaras et al.,Org.Lett.,(2005),7(15),3163.J. et al. E. Anthony, G.M. G. Mallarias et al. Org. Lett. , (2005), 7 (15), 3163.

本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決する有機半導体材料として用いることができる、炭化水素芳香族基と含フッ素芳香族性基とが結合してなるπ共役化合物を提供することを目的とする。   The present invention provides a π-conjugated compound formed by bonding a hydrocarbon aromatic group and a fluorine-containing aromatic group, which can be used as an organic semiconductor material that solves the problems of the conventional techniques as described above. For the purpose.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、特定の含フッ素芳香族化合物が、有機半導体材料として有機薄膜デバイスに用いられた場合に、キャリア移動度が高くなると予想されることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that when a specific fluorine-containing aromatic compound is used as an organic semiconductor material in an organic thin film device, the carrier mobility is expected to increase. The headline and the present invention were completed.

即ち、本発明は、以下の(i)〜(vii)を提供する。
(i)下記式(1)で表される含フッ素芳香族化合物。
That is, the present invention provides the following (i) to (vii).
(I) A fluorine-containing aromatic compound represented by the following formula (1).

Figure 2009078975
Figure 2009078975

ArFはペルフルオロ芳香族性基(ただし、前記ペルフルオロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルオロアルキル基により置換されていてもよい。)。
nは1〜4の整数。
Qは下記式(2)で表される構造からn個の水素原子を除いて得られるn価の芳香族性基(ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数1〜8の含フッ素アルキル基により置換されていてもよい。)。
Ar F is a perfluoroaromatic group (however, the fluorine atom in the perfluoroaromatic group may be substituted with a perfluoroalkyl group).
n is an integer of 1 to 4.
Q is an n-valent aromatic group obtained by removing n hydrogen atoms from the structure represented by the following formula (2) (however, the hydrogen atom in the aromatic group has 1 to 8 carbon atoms) It may be substituted with an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 8 carbon atoms).

Figure 2009078975
Figure 2009078975

pは0〜4の整数。
(ii)nが2である上記(i)に記載の含フッ素芳香族化合物。
(iii)ArFがペルフルオロフェニル基、ペルフルオロナフチル基およびペルフルオロビフェニル基からなる群から選択されるペルフルオロ芳香族性基であり、pが0または1である、上記(ii)に記載の含フッ素芳香族化合物。
(iv)pが0であり、Qにおける−C≡C−ArFの結合位置が2位と6位である、上記(iii)に記載の含フッ素芳香族化合物。
(v)pが1であり、Qにおける−C≡C−ArFの結合位置が2位と6位、または、9位と10位である、上記(iii)に記載の含フッ素芳香族化合物。
(vi)前記式(1)で表される含フッ素芳香族化合物が、下記式(11)で表される化合物、下記式(12)で表される化合物、下記式(13)で表される化合物、下記式(14)で表される化合物、下記式(15)で表される化合物および下記式(16)で表される化合物からなる群から選択される化合物である、上記(iii)に記載の含フッ素芳香族化合物。
p is an integer of 0-4.
(Ii) The fluorine-containing aromatic compound according to the above (i), wherein n is 2.
(Iii) Ar F is a perfluoroaromatic group selected from the group consisting of a perfluorophenyl group, a perfluoronaphthyl group, and a perfluorobiphenyl group, and p is 0 or 1, and the fluorine-containing fragrance according to (ii) above Group compounds.
(Iv) The fluorine-containing aromatic compound according to the above (iii), wherein p is 0, and the bonding positions of —C≡C—Ar F in Q are the 2nd and 6th positions.
(V) The fluorine-containing aromatic compound according to the above (iii), wherein p is 1, and the bonding positions of —C≡C—Ar F in Q are the 2nd and 6th positions, or the 9th and 10th positions. .
(Vi) The fluorine-containing aromatic compound represented by the above formula (1) is represented by the following formula (11), the following formula (12), and the following formula (13). In the above (iii), which is a compound selected from the group consisting of a compound, a compound represented by the following formula (14), a compound represented by the following formula (15) and a compound represented by the following formula (16) The fluorine-containing aromatic compound as described.

Figure 2009078975
Figure 2009078975

(vii)基板上に、陽極と、1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機EL素子からなる有機薄膜デバイスであって、
前記有機化合物層が上記(i)〜(vi)のいずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。
(Vii) An organic thin film device comprising an organic EL element having an anode, an organic compound layer having a structure of one or more layers, and a cathode on a substrate,
An organic thin film device in which the organic compound layer contains the fluorine-containing aromatic compound according to any one of (i) to (vi).

本発明の含フッ素芳香族化合物は、電荷輸送材料としてキャリア移動度が高いことが予想されるため、高性能な有機TFT、有機EL素子等に適用することができる。   Since the fluorine-containing aromatic compound of the present invention is expected to have a high carrier mobility as a charge transport material, it can be applied to high performance organic TFTs, organic EL devices and the like.

以下に本発明の実施の形態を、代表例を示して詳細に説明する。初めに、本発明の含フッ素芳香族化合物について説明する。
本発明の含フッ素芳香族化合物は、下記式(1)で表される化合物である。なお、本明細書においては、「式(1)で表される化合物」等を「化合物(1)」等と記す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to representative examples. First, the fluorine-containing aromatic compound of the present invention will be described.
The fluorine-containing aromatic compound of the present invention is a compound represented by the following formula (1). In the present specification, “compound represented by formula (1)” and the like are referred to as “compound (1)” and the like.

Figure 2009078975
Figure 2009078975

化合物(1)において、ArFはペルフルオロ芳香族性基である。ここで、「ペルフルオロ芳香族性基」は、芳香族性を示す1価の炭化水素基の水素原子をすべてフッ素原子で置換したものを意味する。ただし、前記ペルフルオロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルオロアルキル基により置換されていてもよい。この場合、ペルフルオロアルキル基は、炭素原子数1〜8の直鎖のまたは分岐のアルキル基であるのが好ましい。ArFとしては無置換のペルフルオロフェニル基、無置換のペルフルオロナフチル基および無置換のペルフルオロビフェニル基(−C6465)からなる群から選択されるペルフルオロ芳香族性基であるのが好ましく、無置換のペルフルオロフェニル基または無置換のペルフルオロナフチル基であるのがより好ましい。 In the compound (1), Ar F is a perfluoroaromatic group. Here, the “perfluoroaromatic group” means a group in which all hydrogen atoms of a monovalent hydrocarbon group exhibiting aromaticity are substituted with fluorine atoms. However, the fluorine atom in the perfluoroaromatic group may be substituted with a perfluoroalkyl group. In this case, the perfluoroalkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Ar F is a perfluoroaromatic group selected from the group consisting of an unsubstituted perfluorophenyl group, an unsubstituted perfluoronaphthyl group, and an unsubstituted perfluorobiphenyl group (—C 6 F 4 C 6 F 5 ). Are preferred, and more preferred are an unsubstituted perfluorophenyl group or an unsubstituted perfluoronaphthyl group.

化合物(1)においてnは1〜4の整数を表す。nは、1または2であるのが好ましく、2であるのがより好ましい。   In the compound (1), n represents an integer of 1 to 4. n is preferably 1 or 2, and more preferably 2.

化合物(1)においてQは下記式(2)で表される構造からn個の水素原子を除いて得られるn価の芳香族性基である。ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数1〜8の含フッ素アルキル基により置換されていてもよい。   In the compound (1), Q is an n-valent aromatic group obtained by removing n hydrogen atoms from the structure represented by the following formula (2). However, the hydrogen atom in the aromatic group may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

Figure 2009078975
Figure 2009078975

ここで、pは0〜4の整数を表す。pは0または1であるのが好ましい。
Qとしては、nが2であり、pが0または1であるのが好ましく、nが2であり、pが0または1であり、前記芳香族性基中の水素原子が無置換であるのがより好ましい。
化合物(1)は、結晶構造において分子が規則的に並んでいることが好ましく、そのため、分子の対称性が高いことが好ましい。分子の対称性の観点から、Qにおける−C≡C−ArFの結合位置については、nが2であり、pが0である場合は、2位と6位であるのが好ましく、また、nが2であり、pが1である場合は、2位と6位、または、9位と10位であるのが好ましい。
Here, p represents an integer of 0 to 4. p is preferably 0 or 1.
As Q, n is 2, and p is preferably 0 or 1, n is 2, p is 0 or 1, and the hydrogen atom in the aromatic group is unsubstituted. Is more preferable.
In the compound (1), it is preferable that the molecules are regularly arranged in the crystal structure, and therefore it is preferable that the symmetry of the molecule is high. From the viewpoint of molecular symmetry, the bonding position of —C≡C—Ar F in Q is preferably 2 and 6 when n is 2 and p is 0, When n is 2 and p is 1, it is preferably in the 2nd and 6th positions or the 9th and 10th positions.

さらに、化合物(1)としては、下記式(11)で表される化合物、下記式(12)で表される化合物、下記式(13)で表される化合物、下記式(14)で表される化合物、下記式(15)で表される化合物および下記式(16)で表される化合物からなる群から選択される化合物であるのが好ましい。   Further, the compound (1) is represented by the following formula (11), the following formula (12), the following formula (13), and the following formula (14). And a compound selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (15) and a compound represented by the following formula (16).

Figure 2009078975
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化合物(1)は製造方法を特に限定されないが、以下の方法により製造可能である。例えば、化合物(1)においてnが1である場合を例にとると、下記1)または2)の方法により製造することができる。   The production method of compound (1) is not particularly limited, but can be produced by the following method. For example, taking the case where n is 1 in the compound (1) as an example, it can be produced by the following method 1) or 2).

1)下記式(a)または(b)で表される、活性プロトンを有するエチニレン化合物とのカップリング反応を利用する方法 1) A method utilizing a coupling reaction with an ethynylene compound having an active proton represented by the following formula (a) or (b)

Q−C≡C−H + L−ArF → Q−C≡C−ArF + HL (a)
または
Q−L + H−C≡C−ArF → Q−C≡C−ArF + HL (b)
Q—C≡C—H + L—Ar F → Q—C≡C—Ar F + HL (a)
Or QL + H-C≡C-Ar F → Q-C≡C-Ar F + HL (b)

ここで、ArFおよびQは、それぞれ上記式(1)におけるのと同じ意味であり、Lは脱離基を表す。脱離基Lは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子である。本カップリング反応は、触媒として、パラジウム、銅、白金、ニッケル等の遷移金属、その塩またはその錯体を使用するのが好ましい。触媒は1種のみで用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合して用いる例としては、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)等の0価のパラジウム触媒と、臭化銅、ヨウ化銅等の遷移金属塩とを混合して用いることが挙げられる。また、上記触媒には、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム塩を混合して用いてもよい。 Here, Ar F and Q have the same meaning as in the above formula (1), and L represents a leaving group. The leaving group L is a halogen atom such as a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom. In this coupling reaction, it is preferable to use a transition metal such as palladium, copper, platinum or nickel, a salt thereof or a complex thereof as a catalyst. A catalyst may be used only by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types. As an example of using a mixture of two or more, use a mixture of a zero-valent palladium catalyst such as tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) and a transition metal salt such as copper bromide or copper iodide. Is mentioned. In addition, a lithium halide salt such as lithium bromide or lithium iodide may be mixed and used for the catalyst.

また、本カップリング反応の溶媒としては、生成するHLを捕捉することができる溶媒が好ましく、一般にアミン系の溶媒が用いられる。具体的には、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ピリジン、ピロリジン、ピペリジンが用いられる。また、これらは他の溶媒と混合してもよく、その場合は、他の溶媒として、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン等の非プロトン性溶媒を用いるのが好ましい。   Moreover, as a solvent of this coupling reaction, the solvent which can capture | acquire HL to produce | generate is preferable, and an amine solvent is generally used. Specifically, for example, triethylamine, diisopropylamine, pyridine, pyrrolidine, and piperidine are used. These may be mixed with other solvents. In that case, it is preferable to use an aprotic solvent such as benzene, toluene or tetrahydrofuran as the other solvent.

本反応の反応温度としては、30〜150℃で行うのが好ましい。中でも、70〜100℃程度に加熱して行うのが好ましい。   As reaction temperature of this reaction, it is preferable to carry out at 30-150 degreeC. Especially, it is preferable to carry out by heating to about 70-100 degreeC.

反応式(a)中の式Q−C≡C−Hで表される化合物は、例えば、以下の方法により製造することができる。   The compound represented by the formula QC≡C—H in the reaction formula (a) can be produced, for example, by the following method.

Q−L + H−C≡C−C(CH32OH
→ Q−C≡C−C(CH32OH + HL (c)
Q-L + H-C≡C-C (CH 3 ) 2 OH
→ QC≡C-C (CH 3 ) 2 OH + HL (c)

Q−C≡C−C(CH32OH
→ Q−C≡C−H + O=C(CH32 (d)
Q-C≡C-C (CH 3 ) 2 OH
→ Q-C≡C-H + O = C (CH 3 ) 2 (d)

ここで、ArF、QおよびLは、それぞれ上記式(a)におけるのと同じ意味である。
反応式(c)で表される反応はカップリング反応であり、上記式(a)または(b)で表されるカップリング反応と同様の条件で行うことができる。
反応式(d)で表される反応は脱アセトンによるエチニル基の生成反応であり、通常は塩基性条件下にて行われる。用いられる塩基としては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられ、塩基性の強さの観点から水酸化カリウム、水酸化ナトリウムを用いるのが好ましい。また、本反応は生成するアセトンを系中から速やかに除去しながら行うのが好ましく、中でも、減圧下で加熱して行うのが好ましい。反応圧力としては、0.01〜0.5Paの範囲で行うのが好ましく、0.3〜0.5Paの範囲で行うのがより好ましい。反応温度としては30〜200℃で行うのが好ましい。中でも、100〜150℃程度に加熱して行うのが好ましい。
Here, Ar F , Q and L have the same meaning as in the above formula (a).
The reaction represented by the reaction formula (c) is a coupling reaction and can be performed under the same conditions as the coupling reaction represented by the above formula (a) or (b).
The reaction represented by the reaction formula (d) is a reaction for producing an ethynyl group by deacetone and is usually performed under basic conditions. Examples of the base used include potassium hydroxide, sodium hydroxide, calcium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate and the like, and potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferably used from the viewpoint of basic strength. In addition, this reaction is preferably carried out while rapidly removing the produced acetone from the system, and among them, it is preferred to carry out by heating under reduced pressure. The reaction pressure is preferably 0.01 to 0.5 Pa, more preferably 0.3 to 0.5 Pa. The reaction temperature is preferably 30 to 200 ° C. Among them, it is preferable to carry out by heating to about 100 to 150 ° C.

反応式(b)中の式H−C≡C−ArFで表される化合物も同様の方法で製造可能である。 A compound represented by the formula H—C≡C—Ar F in the reaction formula (b) can also be produced by the same method.

2)下記式で表されるフッ素原子の脱離を伴う求核置換反応を利用する方法 2) A method utilizing a nucleophilic substitution reaction involving elimination of a fluorine atom represented by the following formula

Q−C≡C−M + F−ArF → Q−C≡C−ArF + MF Q-C≡C-M + F-Ar F → Q-C≡C-Ar F + MF

ここで、ArFおよびQは、それぞれ上記式(1)におけるのと同じ意味であり、Mは1価の金属を表す。1価の金属Mとしては、リチウム、カリウム、ナトリウム等を使用することができる。本求核置換反応は低温下、非プロトン性極性溶媒中で行うのが好ましい。反応温度としては−80〜10℃で行うのが好ましく、−20℃〜5℃で行うのがより好ましい。本反応の溶媒としては、非プロトン性極性溶媒を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが用いられる。 Here, Ar F and Q have the same meaning as in the above formula (1), and M represents a monovalent metal. As the monovalent metal M, lithium, potassium, sodium or the like can be used. This nucleophilic substitution reaction is preferably carried out in an aprotic polar solvent at a low temperature. The reaction temperature is preferably -80 to 10 ° C, more preferably -20 to 5 ° C. As a solvent for this reaction, an aprotic polar solvent is preferably used. Specifically, for example, diethyl ether, t-butyl methyl ether, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide are used.

つぎに、本発明の有機半導体材料および本発明の有機薄膜デバイスについて説明する。
本発明の有機半導体材料は、本発明の含フッ素芳香族化合物を含む有機半導体材料である。本発明の有機半導体材料は、本発明の含フッ素芳香族化合物を含むものであればよく、例えば、他の有機半導体材料に混合して用いてもよく、また、種々のドーパントを含んでいてもよい。ドーパントとしては、例えば、有機EL素子の発光層として用いる場合には、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体および蛍光色素等を用いることができる。
本発明の有機薄膜デバイスは、本発明の有機半導体材料を用いた有機薄膜デバイスである。すなわち、本発明の有機薄膜デバイスは、本発明の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイスである。具体的には、本発明の有機薄膜デバイスは、少なくとも1層の有機層を備え、この有機層のうち少なくとも1層が上述した化合物(1)を含む。
Next, the organic semiconductor material of the present invention and the organic thin film device of the present invention will be described.
The organic semiconductor material of the present invention is an organic semiconductor material containing the fluorine-containing aromatic compound of the present invention. The organic semiconductor material of the present invention only needs to contain the fluorine-containing aromatic compound of the present invention. For example, the organic semiconductor material may be used by mixing with other organic semiconductor materials, and may contain various dopants. Good. As the dopant, for example, coumarin, quinacridone, rubrene, stilbene derivatives, fluorescent dyes, and the like can be used when used as a light emitting layer of an organic EL element.
The organic thin film device of the present invention is an organic thin film device using the organic semiconductor material of the present invention. That is, the organic thin film device of the present invention is an organic thin film device containing the fluorine-containing aromatic compound of the present invention. Specifically, the organic thin film device of the present invention includes at least one organic layer, and at least one of the organic layers contains the compound (1) described above.

本発明の有機薄膜デバイスは、種々の態様とすることができるが、好適態様の一つとして、有機TFTが挙げられる。
具体的には、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とを有する有機TFTからなる有機薄膜デバイスであって、前記有機半導体層が上述した化合物(1)を含む有機薄膜デバイスが挙げられる。
上述した化合物(1)は、ArFで表されるペルフルオロ芳香族性基とQで表される炭化水素芳香族基の相互作用により、分子間相互作用が大きく、高キャリア移動度を達成することができるので、有機TFTの活性層に用いると効果的である。
The organic thin film device of the present invention can be in various forms, and an organic TFT can be mentioned as one of preferred embodiments.
Specifically, an organic thin film device comprising an organic TFT having a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode on a substrate, wherein the organic semiconductor layer is the compound described above. The organic thin film device containing (1) is mentioned.
The compound (1) described above has high intermolecular interaction and high carrier mobility due to the interaction between the perfluoroaromatic group represented by Ar F and the hydrocarbon aromatic group represented by Q. Therefore, it is effective when used for an active layer of an organic TFT.

基板は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
基板としては、例えば、ガラス(例えば、石英ガラス)、シリコン、セラミック、プラスチックが挙げられる。
プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の汎用の樹脂基板が挙げられる。樹脂基板は、酸素、水蒸気等のガスの透過性を低くするためのガスバリア膜を積層したものであることが好ましい。
A board | substrate is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure.
Examples of the substrate include glass (for example, quartz glass), silicon, ceramic, and plastic.
Examples of the plastic include general-purpose resin substrates such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polycarbonate. The resin substrate is preferably a laminate of gas barrier films for reducing the permeability of gases such as oxygen and water vapor.

ゲート電極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
ゲート電極としては、例えば、金、白金、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属またはそれらの合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、グラファイト、スズドープ酸化インジウム(以下「ITO」と称する。)、酸化亜鉛、導電性ポリマー等の材料を用いることができる。
A gate electrode is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure.
Examples of the gate electrode include metals such as gold, platinum, chromium, tungsten, tantalum, nickel, copper, aluminum, silver, magnesium, and calcium, or alloys thereof, polysilicon, amorphous silicon, graphite, and tin-doped indium oxide (hereinafter “ It is possible to use materials such as “ITO”, zinc oxide, and conductive polymers.

ゲート絶縁層は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
ゲート絶縁層としては、SiO2、Si34、SiON、Al23、Ta25、アモルファスシリコン、ポリイミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、フッ素樹脂(PTFE、PFA、PETFE、PCTFE、CYTOP(登録商標)等)等の材料を用いることができる。
A gate insulating layer is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure.
As the gate insulating layer, SiO 2 , Si 3 N 4 , SiON, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , amorphous silicon, polyimide resin, polyvinyl phenol resin, polyparaxylylene resin, polymethyl methacrylate resin, fluororesin ( Materials such as PTFE, PFA, PETFE, PCTFE, and CYTOP (registered trademark) can be used.

有機半導体層は、化合物(1)を含む層であれば、特に限定されない。例えば、実質的に化合物(1)のみからなる層であってもよく、化合物(1)以外の他の物質を含有する層であってもよい。   The organic semiconductor layer is not particularly limited as long as it is a layer containing the compound (1). For example, it may be a layer consisting essentially only of the compound (1) or a layer containing a substance other than the compound (1).

ソース電極およびドレイン電極は、いずれも特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
ソース電極およびドレイン電極としては、いずれも、金、白金、クロム、タングステン、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属またはそれらの合金、ポリシリコン、アモルファスシリコン、グラファイト、ITO、酸化亜鉛、導電性ポリマー等の材料を用いることができる。
The source electrode and the drain electrode are not particularly limited, and for example, a conventionally known configuration can be used.
As the source electrode and the drain electrode, any of metals such as gold, platinum, chromium, tungsten, tantalum, nickel, copper, aluminum, silver, magnesium, calcium or alloys thereof, polysilicon, amorphous silicon, graphite, ITO, Materials such as zinc oxide and conductive polymer can be used.

有機TFTにおける積層の構成は、基板側から、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とをこの順に有する構成(1)、および、基板側から、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極と、有機半導体層とをこの順に有する構成(2)のいずれであってもよい。
有機TFTの作製方法は、特に限定されないが、構成(1)の場合、例えば、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、有機半導体層と、ドレイン電極およびソース電極とを順次積層するトップコンタクト法が挙げられ、構成(2)の場合、基板上に、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ドレイン電極およびソース電極と、有機半導体層とを順次積層するボトムコンタクト法が挙げられる。
The laminated structure of the organic TFT includes a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a source electrode and a drain electrode in this order from the substrate side (1), and a gate electrode from the substrate side. Any of the configurations (2) including the gate insulating layer, the source and drain electrodes, and the organic semiconductor layer in this order may be employed.
The manufacturing method of the organic TFT is not particularly limited. In the case of the configuration (1), for example, a top in which a gate electrode, a gate insulating layer, an organic semiconductor layer, a drain electrode, and a source electrode are sequentially stacked on a substrate. In the case of the configuration (2), there is a bottom contact method in which a gate electrode, a gate insulating layer, a drain electrode and a source electrode, and an organic semiconductor layer are sequentially stacked on the substrate.

ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極とは、形成方法を特に限定されないが、いずれも、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、RFスパッタ法、スピンコート法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。
有機半導体層は、形成方法を特に限定されないが、例えば、上述した化合物(1)を用いて、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。
The formation method of the gate electrode, the gate insulating layer, the source electrode, and the drain electrode is not particularly limited. For example, any of the above materials can be used, for example, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, an RF sputtering method, It can be formed by a known film production method such as spin coating or printing.
The formation method of the organic semiconductor layer is not particularly limited. For example, the organic semiconductor layer can be formed by a known film production method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, an inkjet method, or a printing method using the above-described compound (1). it can.

化合物(1)は、ArFで表されるペルフルオロ芳香族性基とQで表される炭化水素芳香族基とがある程度規則的に配置された化学構造を有しており、ペルフルオロ芳香族性基および炭化水素芳香族基の相互作用により、ペルフルオロ芳香族性基と炭化水素芳香族基が交互にスタッキングし、積層した結晶構造を持つ。このため分子間相互作用が大きく、分子同士でπ電子軌道がオーバーラップすることによる高キャリア移動度を期待することができる。したがって、この材料を有機TFT(電界効果トランジスタ)の有機半導体層(「有機活性層」とも呼ばれる。)に用いることで、大きい電界効果移動度特性を実現することができる。 Compound (1) has a chemical structure in which a perfluoroaromatic group represented by Ar F and a hydrocarbon aromatic group represented by Q are regularly arranged to some extent, and a perfluoroaromatic group The perfluoroaromatic group and the hydrocarbon aromatic group are alternately stacked by the interaction of the hydrocarbon aromatic group and have a stacked crystal structure. For this reason, intermolecular interaction is large, and high carrier mobility can be expected due to the overlap of π electron orbitals between molecules. Therefore, by using this material for an organic semiconductor layer (also referred to as “organic active layer”) of an organic TFT (field effect transistor), a large field effect mobility characteristic can be realized.

有機TFTからなる本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されないが、例えばプラスチック基板を用いたフレキシブルディスプレイの駆動用TFTとして好適に用いられる。
一般的にプラスチック基板上に無機物で構成されたTFTを作製することはプロセス上困難である。しかし、有機TFTからなる本発明の有機薄膜デバイスの作製工程では、上述したように真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等のプロセスを用い、高温プロセスを使用しないため、プラスチック基板上に画素駆動用のTFTを形成しうる。特に、本発明に用いられる化合物(1)は、クロロホルム、テトラヒドロフラン等の汎用有機溶媒に可溶であるため、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等の低コストプロセスを適用可能であり、安価なペーパーライク(フレキシブル)ディスプレイの作製に適している。
The organic thin film device of the present invention comprising an organic TFT is not particularly limited in use, but is suitably used as a TFT for driving a flexible display using a plastic substrate, for example.
In general, it is difficult to manufacture a TFT made of an inorganic material on a plastic substrate. However, in the manufacturing process of the organic thin film device of the present invention comprising the organic TFT, as described above, a process such as a vacuum deposition method, a spin coating method, an ink jet method, and a printing method is used, and a high temperature process is not used. In addition, a pixel driving TFT can be formed. In particular, since the compound (1) used in the present invention is soluble in general-purpose organic solvents such as chloroform and tetrahydrofuran, low-cost processes such as a spin coating method, an ink jet method, and a printing method can be applied, and the cost is low. Suitable for making paper-like (flexible) displays.

本発明の化合物(1)を含むことを特徴とする有機薄膜デバイスの別の好適態様の一つとして、有機EL素子が挙げられる。
具体的には、基板上に、陽極と、1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機EL素子からなる有機薄膜デバイスであって、前記有機化合物層が上述した化合物(1)を含む有機薄膜デバイスが挙げられる。
An organic EL element is mentioned as another suitable aspect of the organic thin film device characterized by including the compound (1) of this invention.
Specifically, an organic thin film device comprising an organic EL element having an anode, an organic compound layer having a structure of one or more layers, and a cathode on a substrate, wherein the organic compound layer is the compound (1) described above. Organic thin film devices containing

基板と、陽極と、陰極とは、特に限定されず、いずれも従来公知の構成とすることができる。   A board | substrate, an anode, and a cathode are not specifically limited, All can be set as a conventionally well-known structure.

基板は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
基板としては、例えば、ガラス、プラスチック等の透明材料を用いるのが好ましい態様の一つである。また、陰極に透過性を持たせて陰極側から発光を取り出す場合は、透明材料以外の材料、例えば、シリコンを用いることもできる。
A board | substrate is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure.
As a substrate, for example, a transparent material such as glass or plastic is preferably used. In addition, when light emission is taken out from the cathode side by making the cathode transparent, a material other than a transparent material, for example, silicon can be used.

陽極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。具体的には、光を透過させる材料を用いる。より具体的には、ITO、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛合金であるのが好ましい。また、金、白金、銀、マグネシウム合金等の金属の薄膜;ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、それらの誘導体等の高分子有機材料を用いることもできる。   An anode is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure. Specifically, a material that transmits light is used. More specifically, ITO, indium oxide, tin oxide, indium oxide, and zinc oxide alloy are preferable. Alternatively, a metal thin film such as gold, platinum, silver, or a magnesium alloy; a polymer organic material such as polyaniline, polythiophene, polypyrrole, or a derivative thereof can also be used.

陰極は、特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。具体的には、仕事関数の低い、Li、K、Na等のアルカリ金属;Mg、Ca等のアルカリ土類金属を用いるのが、電子注入性の観点から好ましい。また、LiF、LiCl、KF、KCl、NaF、NaCl等のアルカリ金属のハロゲン化物とその上に設けられる安定なAl等の金属とを用いることも好ましい。   A cathode is not specifically limited, For example, it can be set as a conventionally well-known structure. Specifically, it is preferable from the viewpoint of electron injecting properties to use an alkaline metal such as Li, K, or Na having a low work function; an alkaline earth metal such as Mg or Ca. It is also preferable to use a halide of an alkali metal such as LiF, LiCl, KF, KCl, NaF, or NaCl and a stable metal such as Al provided thereon.

有機化合物層は、1層以上の構造であり、その層構成を特に限定されず、例えば、従来公知の構成とすることができる。
例えば、陽極側から陰極側へ向かって、発光層からなる1層構造、正孔輸送層/発光層からなる2層構造、発光層/電子輸送層からなる2層構造、正孔輸送層/発光層/電子輸送層からなる3層構造、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層からなる4層構造、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層からなる5層構造が典型的に挙げられる。
The organic compound layer has a structure of one or more layers, and the layer configuration is not particularly limited, and can be a conventionally known configuration, for example.
For example, from the anode side to the cathode side, a single layer structure composed of a light emitting layer, a two layer structure composed of a hole transport layer / light emitting layer, a two layer structure composed of a light emitting layer / electron transport layer, a hole transport layer / light emission 3 layer structure consisting of layer / electron transport layer, 4 layer structure consisting of hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer, hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / A typical example is a five-layer structure comprising an electron injection layer.

上述したように、有機化合物層は、上述した化合物(1)を含む。有機化合物層は、上述した各種層構成において用いられる各層のうち、少なくとも1層が化合物(1)を含んでいればよい。例えば、上記5層構造の場合、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層からなる群から選ばれる少なくとも1層が化合物(1)を含んでいればよい。
有機化合物層においては、上述した化合物(1)は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、有機化合物層においては、化合物(1)以外の発光性有機化合物を併用してもよい。化合物(1)以外の発光性有機化合物は、特に限定されず、例えば、従来公知のものを用いることができる。
As described above, the organic compound layer includes the compound (1) described above. The organic compound layer should just contain the compound (1) at least 1 layer among each layer used in the various layer structure mentioned above. For example, in the case of the five-layer structure, at least one layer selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer may contain the compound (1).
In the organic compound layer, the compound (1) described above may be used alone or in combination of two or more.
In the organic compound layer, a luminescent organic compound other than the compound (1) may be used in combination. The light emitting organic compound other than the compound (1) is not particularly limited, and for example, a conventionally known one can be used.

有機化合物層は、少なくとも1層が化合物(1)を含んでいる以外は、各層を従来公知の構成とすることができる。以下、有機化合物層が5層構造である場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
正孔注入層または正孔輸送層を構成する材料としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、芳香族三級アミン誘導体、スチルベンおよびポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子材料で電子供与性の高い骨格または置換基を含む化合物が好適に例示される。特に、正孔注入層を構成する材料としては、陽極から正孔が注入しやすいイオン化ポテンシャルが小さい化合物が好ましい。また、正孔輸送層を構成する材料としては、発光層とイオン化ポテンシャルが同程度の化合物が好ましい。
発光層の発光材料またはホスト材料としては、例えば、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体や、アントラセン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、ペリレン等の縮合多環化合物が挙げられる。また、クマリン、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体および蛍光色素等を発光層に微量ドープしてもよい。
電子輸送層または電子注入層を構成する材料としては、具体的には、例えば、オキサジアゾール、トリアゾール、フェナントレン、バソクプロイン、キノリン錯体、ペリレンテトラカルボン酸等とそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの層は、それぞれ2層以上から構成されていてもよい。
Each of the organic compound layers can have a conventionally known configuration, except that at least one layer contains the compound (1). Hereinafter, the case where the organic compound layer has a five-layer structure will be described as an example. However, the present invention is not limited to this.
Examples of the material constituting the hole injection layer or the hole transport layer include phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, aromatic tertiary amine derivatives, stilbene and polyvinylcarbazole, polythiophene, polyaniline, and other conductive polymer materials. Preferred examples include compounds having a highly donating skeleton or substituent. In particular, the material constituting the hole injection layer is preferably a compound having a low ionization potential that allows holes to be injected from the anode. Moreover, as a material which comprises a positive hole transport layer, the compound whose ionization potential is comparable as a light emitting layer is preferable.
Examples of the light emitting material or host material of the light emitting layer include quinoline metal complexes, aminoquinoline metal complexes, benzoquinoline metal complexes, and condensed polycyclic compounds such as anthracene, phenanthrene, pyrene, tetracene, coronene, chrysene, and perylene. . Further, a small amount of coumarin, quinacridone, rubrene, stilbene derivatives, fluorescent dyes and the like may be doped in the light emitting layer.
Specific examples of the material constituting the electron transport layer or the electron injection layer include oxadiazole, triazole, phenanthrene, bathocuproine, quinoline complex, perylenetetracarboxylic acid, and derivatives thereof. It is not limited.
Each of these layers may be composed of two or more layers.

有機EL素子における積層の構成は、例えば、基板側から、陽極と、1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とをこの順に有する構成、基板側から、陰極と、1層以上の構造の有機化合物層と、陽極とをこの順に有する構成が挙げられる。   The layered structure in the organic EL element has, for example, a structure having an anode, one or more organic compound layers and a cathode in this order from the substrate side, and a structure having a cathode and one or more layers from the substrate side. The structure which has an organic compound layer and an anode in this order is mentioned.

有機EL素子の作製方法は、特に限定されないが、例えば、基板上に、陽極と、有機化合物層と、陰極とを順次積層する方法、基板上に、陰極と、有機化合物層と、陽極とを順次積層する方法が挙げられる。   The method for producing the organic EL element is not particularly limited. For example, a method of sequentially stacking an anode, an organic compound layer, and a cathode on a substrate, and a cathode, an organic compound layer, and an anode on the substrate. The method of laminating sequentially is mentioned.

陽極と、陰極とは、形成方法を特に限定されないが、いずれも、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、RFスパッタ法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スプレー法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。
有機化合物層は、形成方法を特に限定されないが、上述した化合物(1)を含有する層については、例えば、上述した化合物(1)を用いて、真空蒸着法、スピンコート法、印刷法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。また、上述した化合物(1)を含有しない層については、例えば、上述した材料を用いて、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、RFスパッタ法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スプレー法等の周知の膜作製方法により形成させることができる。
The formation method of the anode and the cathode is not particularly limited. For example, any of the above-described materials can be used, for example, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, an RF sputtering method, a spin coating method, an inkjet method, a printing method, It can be formed by a known film production method such as a spray method.
The formation method of the organic compound layer is not particularly limited. For the layer containing the above-described compound (1), for example, using the above-described compound (1), a vacuum deposition method, a spin coating method, a printing method, etc. It can be formed by a known film manufacturing method. Moreover, about the layer which does not contain the compound (1) mentioned above, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, RF sputtering method, a spin coat method, an inkjet method, a printing method, a spray method etc. are used, for example using the material mentioned above. The film can be formed by a known film manufacturing method.

一般に、有機EL素子において、陽極と陰極との間に電圧を印加すると、陽極からは正孔が正孔注入層や正孔輸送層を介して発光層に注入され、陰極からは電子が電子注入層や電子輸送層等を介して発光層に注入されて、正孔と電子とが発光層で再結合し、その際に生じるエネルギーにより発光層に含まれる発光性有機化合物の分子が励起し、励起子が生成する。そして、生成した励起子が基底状態に失活する過程で発光現象が生じる。
従来、有機EL素子を実用化するに際し、駆動電圧の低減化や発光量子効率の上昇が重要な課題となっている。この課題の解決には、陽極から正孔を効率よく引き出して発光層に注入し、陰極から電子を効率よく引き出して発光層に注入し、正孔および電子を発光層まで損失なく効率よく輸送することが、求められている。
In general, when a voltage is applied between an anode and a cathode in an organic EL element, holes are injected from the anode into the light emitting layer via a hole injection layer or a hole transport layer, and electrons are injected from the cathode. Injected into the light-emitting layer through the layer, the electron transport layer, etc., holes and electrons are recombined in the light-emitting layer, and the molecules of the light-emitting organic compound contained in the light-emitting layer are excited by the energy generated at that time, Excitons are generated. A light emission phenomenon occurs in the process in which the generated excitons are deactivated to the ground state.
Conventionally, when an organic EL element is put into practical use, reduction of driving voltage and increase of light emission quantum efficiency have been important issues. To solve this problem, holes are efficiently extracted from the anode and injected into the light emitting layer, electrons are efficiently extracted from the cathode and injected into the light emitting layer, and the holes and electrons are efficiently transported to the light emitting layer without loss. That is sought after.

本発明においては、化合物(1)が正孔および電子の輸送性に優れているので、有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層および電子輸送層の少なくとも1層に用いると効果的である。また、発光層中にも正孔および電子の両者を注入し、再結合させる必要があるため、発光層に用いることも好ましい。
よって、高キャリア移動度の化合物(1)を有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層および発光層の少なくとも1層に用いることによって、正孔および電子を発光層中に効率よく注入することが可能となり、これにより、発光効率を高め、駆動電圧を低下させることができる。
In the present invention, since the compound (1) has excellent hole and electron transport properties, it is used for at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer, and the electron transport layer of the organic EL device. And effective. Moreover, since it is necessary to inject both holes and electrons into the light emitting layer and recombine them, it is also preferable to use the light emitting layer.
Accordingly, by using the compound (1) having a high carrier mobility in at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer, the electron transport layer and the light emitting layer of the organic EL device, holes and electrons can be obtained. It becomes possible to efficiently inject into the light emitting layer, thereby increasing the light emitting efficiency and lowering the driving voltage.

有機EL素子からなる本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されないが、例えば、有機EL表示装置に好適に用いられる。
有機EL表示装置は、画素となる有機EL素子を複数配置した有機EL表示素子を備えている。
例えば、パッシブ型の有機EL素子は、典型的には、ストライプ状に配置された陽極配線と、陽極配線に交差するようにストライプ状に配置された陰極配線との交差部の間に発光層を含む有機化合物層が挟持された構造となっており、交差部ごとに、発光素子としての画素が形成され、画素がマトリクス状に配列している。
また、有機EL素子にスイッチング用の有機TFTを組み合わせた素子を、マトリックス状に配置することにより、アクティブ型の有機EL表示素子とすることができる。
The use of the organic thin film device of the present invention comprising an organic EL element is not particularly limited, but is suitably used for an organic EL display device, for example.
The organic EL display device includes an organic EL display element in which a plurality of organic EL elements serving as pixels are arranged.
For example, a passive organic EL element typically has a light emitting layer between intersections of anode wiring arranged in stripes and cathode wiring arranged in stripes so as to intersect the anode wiring. A structure in which an organic compound layer is sandwiched is formed, and a pixel as a light emitting element is formed at each intersection, and the pixels are arranged in a matrix.
An active organic EL display element can be formed by arranging elements in which organic TFTs for switching are combined with organic EL elements in a matrix.

本発明の有機薄膜デバイスにおいては、上述したように、トランジスタ等の電気デバイス、有機EL素子等の光デバイスの基板として、ガラス基板のほかに、プラスチック基板を使用することが可能である。
基板として用いられるプラスチックは、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性および低吸湿性に優れているのが好ましい。このようなプラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリイミド等が挙げられる。
In the organic thin film device of the present invention, as described above, it is possible to use a plastic substrate in addition to a glass substrate as a substrate of an electric device such as a transistor or an optical device such as an organic EL element.
The plastic used as the substrate is preferably excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, workability, low air permeability and low moisture absorption. Examples of such plastic include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyimide, and the like.

本発明の有機薄膜デバイスにおいては、基板の電極側の面および電極と反対側の面の一方または両方に、透湿防止層(ガスバリア層)を有するのが好ましい。透湿防止層を構成する材料としては、窒化ケイ素、酸化ケイ素等の無機物が好適に例示される。透湿防止層はRFスパッタ法等の周知の膜作製方法により形成することができる。
また、本発明の有機薄膜デバイスにおいては、必要に応じて、ハードコート層やアンダーコー卜層を有していてもよい。
In the organic thin film device of the present invention, it is preferable to have a moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) on one or both of the electrode-side surface and the surface opposite to the electrode of the substrate. Preferred examples of the material constituting the moisture permeation preventive layer include inorganic substances such as silicon nitride and silicon oxide. The moisture permeation preventing layer can be formed by a known film manufacturing method such as RF sputtering.
Further, the organic thin film device of the present invention may have a hard coat layer or an undercoat layer as necessary.

本発明の有機薄膜デバイスは、上述した有機TFTおよび有機EL以外の種々の態様とすることもできる。例えば、有機薄膜太陽電池は、本発明の化合物(1)を含むことを特徴とする有機薄膜デバイスの更に別の好適態様の一つである。   The organic thin film device of the present invention can be in various modes other than the organic TFT and the organic EL described above. For example, the organic thin film solar cell is one of still another preferred embodiment of the organic thin film device characterized by including the compound (1) of the present invention.

本発明の有機薄膜デバイスは、用途を特に限定されず、表示装置(ディスプレイ)、表示素子、バックライト、光通信、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読取光源、標識、看板、インテリア、電池等の広範な用途に用いることができる。   The use of the organic thin film device of the present invention is not particularly limited, and a display device (display), display element, backlight, optical communication, electrophotography, illumination light source, recording light source, exposure light source, reading light source, sign, signboard, interior It can be used for a wide range of applications such as batteries.

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。
1.中間体の合成
(1)2,6−ジエチニルナフタレンの合成
後述する化合物(11)および(12)の合成に用いる中間体として、下記式(A)および(B)により、2,6−ジエチニルナフタレンを合成した。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
1. Synthesis of Intermediate (1) Synthesis of 2,6-diethynylnaphthalene As an intermediate used in the synthesis of compounds (11) and (12) described later, 2,6-di- Ethynylnaphthalene was synthesized.

Figure 2009078975

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Figure 2009078975

2,6−ジエチニルナフタレンの具体的な合成方法を以下に示す。
熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量300mLの四つ口フラスコに、20.15gの2,6−ジブロモナフタレン、2.0gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および1.14gのトリフェニルホスフィンを仕込み、系を窒素置換した。そして、60mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、0.15gの臭化銅(I)および0.59gの臭化リチウムを15mLのテトラヒドロフラン(以下「THF」という。)に溶解したものを仕込み、そこへ23.9gの2−メチルブタ−3−イン−2−オールを添加した。そして、系を90〜95℃に加熱し、2〜3時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、200mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、50℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な4,4′−(ナフタレン−2,6−ジイル)ビス(2−メチルブタ−3−イン−2−オール)を16.0g得た(収率:77%)(上記式(A)参照。)。
A specific method for synthesizing 2,6-diethynylnaphthalene is shown below.
A 300 mL four-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and a mechanical stirrer was charged with 20.15 g of 2,6-dibromonaphthalene, 2.0 g of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) and 1.14 g of tritium. Phenylphosphine was charged and the system was purged with nitrogen. And 60 mL of triethylamine was charged. Further, 0.15 g of copper (I) bromide and 0.59 g of lithium bromide dissolved in 15 mL of tetrahydrofuran (hereinafter referred to as “THF”) were charged, and 23.9 g of 2-methylbuta-3 was added thereto. -In-2-ol was added. The system was then heated to 90-95 ° C. and stirred for 2-3 hours. Subsequently, after cooling the reaction system to room temperature, 200 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The recovered solid was washed with water, washed with toluene, and washed with methanol in this order, followed by vacuum drying at 50 ° C. for 2 hours to obtain almost pure 4,4 ′-(naphthalene-2,6-diyl. ) 16.0 g of bis (2-methylbut-3-in-2-ol) was obtained (yield: 77%) (see the above formula (A)).

こうして得られた生成物を、熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量300mLの四つ口フラスコに移し、そこへ29.8gの流動パラフィンおよび13.4gの粉砕した水酸化カリウムを仕込み、かくはんして分散した。そして、系を0.23Paまで減圧した後、100〜130℃に加熱し、アセトンの発生による発泡がなくなるまで加熱、かくはんし続けた。続いて100mLのジクロロメタンおよび100mLの水を添加し、かくはんした後、不溶な固体をろ過して取り除いた。粗生成物はジクロロメタンにより抽出し、濃縮することにより流動パラフィンとの混合物として得られ、それをカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、ほぼ純粋な2,6−ジエチニルナフタレンを7.3g得た(収率:86%)(上記式(B)参照。)。なお、2,6−ジエチニルナフタレンは、1H−NMRの分析により同定した。分析結果を以下に示す。 The product thus obtained was transferred to a 300 mL four-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and a mechanical stirrer, and charged with 29.8 g of liquid paraffin and 13.4 g of pulverized potassium hydroxide. And dispersed. Then, after reducing the pressure to 0.23 Pa, the system was heated to 100 to 130 ° C. and continued to be heated and stirred until there was no foaming due to generation of acetone. Subsequently, 100 mL of dichloromethane and 100 mL of water were added, and after stirring, insoluble solids were removed by filtration. The crude product was extracted with dichloromethane and concentrated to obtain a mixture with liquid paraffin, which was purified by column chromatography to obtain 7.3 g of almost pure 2,6-diethynylnaphthalene ( Yield: 86%) (see formula (B) above). 2,6-diethynylnaphthalene was identified by 1 H-NMR analysis. The analysis results are shown below.

1H−NMR(300.4MHz,溶媒:CDCl3,基準:TMS)δ(ppm);3.18(s,2H),7.53(d,2H),7.74(d,2H),7.98(s,2H) 1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: TMS) δ (ppm); 3.18 (s, 2H), 7.53 (d, 2H), 7.74 (d, 2H), 7.98 (s, 2H)

(2)2,6−ジエチニルアントラセンの合成
後述する化合物(13)および(14)の合成に用いる中間体として、下記式(C)および(D)により、2,6−ジエチニルアントラセンを合成した。
(2) Synthesis of 2,6-diethynylanthracene As an intermediate used in the synthesis of compounds (13) and (14) described later, 2,6-diethynylanthracene is synthesized by the following formulas (C) and (D). did.

Figure 2009078975
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2,6−ジエチニルアントラセンの具体的な合成方法を以下に示す。
熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量50mLの三つ口フラスコに、1.0gの2,6−ジブロモアントラセン、94mgのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および57mgのトリフェニルホスフィンを仕込み、系を窒素置換した。そして、2mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、12mgの臭化銅(I)および25mgの臭化リチウムを0.75mLのTHFに溶解したものを仕込み、そこへ1.0gの2−メチルブタ−3−イン−2−オールを添加した。そして、系を90〜95℃に加熱し、3〜4時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、40mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、50℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な4,4′−(アントラセン−2,6−ジイル)ビス(2−メチルブタ−3−イン−2−オール)を0.9g得た(収率:85%)(上記式(C)参照。)。
A specific method for synthesizing 2,6-diethynylanthracene is shown below.
A 50 mL three-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and charged with a magnetic stirrer was charged with 1.0 g of 2,6-dibromoanthracene, 94 mg of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) and 57 mg of triphenylphosphine. And the system was purged with nitrogen. Then, 2 mL of triethylamine was charged. Further, 12 mg of copper (I) bromide and 25 mg of lithium bromide dissolved in 0.75 mL of THF were charged, and 1.0 g of 2-methylbut-3-in-2-ol was added thereto. The system was then heated to 90-95 ° C. and stirred for 3-4 hours. Subsequently, after the reaction system was cooled to room temperature, 40 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The recovered solid was washed with water, washed with toluene and washed with methanol in this order, and then vacuum-dried at 50 ° C. for 2 hours to obtain almost pure 4,4 ′-(anthracene-2,6-diyl). ) 0.9 g of bis (2-methylbut-3-in-2-ol) was obtained (yield: 85%) (see formula (C) above).

こうして得られた生成物のうち0.8gを、熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量200mLの四つ口フラスコに移し、そこへ2.2gの流動パラフィンおよび0.7gの粉砕した水酸化カリウムを仕込み、かくはんして分散した。そして、系を0.23Paまで減圧した後、100〜130℃に加熱し、アセトンの発生による発泡がなくなるまで加熱、かくはんし続けた。続いて40mLのジクロロメタンおよび40mLの水を添加し、かくはんした後、不溶な固体をろ過して取り除いた。粗生成物はジクロロメタンおよびクロロホルムにより抽出し、濃縮することにより流動パラフィンとの混合物として得られ、それをカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、ほぼ純粋な2,6−ジエチニルアントラセンを0.45g得た(収率:87%)(上記式(D)参照。)。なお、2,6−ジエチニルアントラセンは、1H−NMRの分析により同定した。分析結果を以下に示す。 0.8 g of the product thus obtained was transferred to a 200 mL four-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and a mechanical stirrer, to which 2.2 g of liquid paraffin and 0.7 g of pulverized hydroxide were added. Potassium was charged and stirred and dispersed. Then, after reducing the pressure to 0.23 Pa, the system was heated to 100 to 130 ° C. and continued to be heated and stirred until there was no foaming due to generation of acetone. Subsequently, 40 mL of dichloromethane and 40 mL of water were added, and after stirring, insoluble solids were removed by filtration. The crude product is extracted with dichloromethane and chloroform and concentrated to give a mixture with liquid paraffin, which is purified by column chromatography to give 0.45 g of almost pure 2,6-diethynylanthracene. (Yield: 87%) (see formula (D) above). 2,6-diethynylanthracene was identified by 1 H-NMR analysis. The analysis results are shown below.

1H−NMR(300.4MHz,溶媒:CDCl3,基準:TMS)δ(ppm);3.22(s,2H),7.48(d,2H),7.95(d,2H),8.19(s,2H),8.35(s,2H) 1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: TMS) δ (ppm); 3.22 (s, 2H), 7.48 (d, 2H), 7.95 (d, 2H), 8.19 (s, 2H), 8.35 (s, 2H)

2.含フッ素芳香族化合物の合成
(実施例1):化合物(11)
(1)化合物(11)の合成
熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量300mLの四つ口フラスコに、1.7gの2,6−ジエチニルナフタレン、0.5gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および0.09gの臭化銅(I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、35mLのトルエンおよび4.5mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、そこへ7.3gのブロモペンタフルオロベンゼンを添加した。そして、系を90〜95℃に加熱し、3〜4時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、100mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、50℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物(11)を4.1g得た(収率:87%)。
2. Synthesis of fluorinated aromatic compound (Example 1): Compound (11)
(1) Synthesis of compound (11) 1.7 g of 2,6-diethynylnaphthalene and 0.5 g of tetrakis (triphenylphosphine) were added to a 300 mL four-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and a mechanical stirrer. Palladium (0) and 0.09 g of copper (I) bromide were charged and the system was purged with nitrogen. Subsequently, 35 mL of toluene and 4.5 mL of triethylamine were charged. Further, 7.3 g of bromopentafluorobenzene was added thereto. The system was then heated to 90-95 ° C. and stirred for 3-4 hours. Subsequently, after the reaction system was cooled to room temperature, 100 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The recovered solid was washed with water, washed with toluene, and washed with methanol in this order, and then vacuum-dried at 50 ° C. for 2 hours to obtain 4.1 g of a substantially pure compound (11) (yield) : 87%).

(2)化合物(11)の精製
上記で得られた化合物(11)のうちの2.0gを2.0〜3.0×10-4Paの減圧下、100℃で昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶1.8gを得た。この白色結晶は、19F−NMRおよび1H−NMRの各分析により2,6−ビス(ペンタフルオロフェニルエチニル)ナフタレン(化合物(11))であると同定された。分析結果を以下に示す。
(2) Purification of Compound (11) By sublimation purification at 100 ° C. under a reduced pressure of 2.0 to 3.0 × 10 −4 Pa, 2.0 g of Compound (11) obtained above. 1.8 g of pure white crystals were obtained. This white crystal was identified as 2,6-bis (pentafluorophenylethynyl) naphthalene (compound (11)) by 19 F-NMR and 1 H-NMR analyses. The analysis results are shown below.

19F−NMR(282.7MHz、溶媒:CDCl3、基準:CFCl3)δ(ppm);−136.34(4F),−152.70(2F),−162.14(4F)
1H−NMR(300.4MHz,溶媒:CDCl3,基準:TMS)δ(ppm);7.64(d,2H),7.84(d,2H),8.11(s,2H)
19 F-NMR (282.7 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: CFCl 3 ) δ (ppm); −136.34 (4F), −152.70 (2F), −162.14 (4F)
1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: CDCl 3 , standard: TMS) δ (ppm); 7.64 (d, 2H), 7.84 (d, 2H), 8.11 (s, 2H)

(実施例2):化合物(12)
(1)化合物(12)の合成
熱電対温度計およびメカニカルスターラを取り付けた容量300mLの四つ口フラスコに、0.3gの2,6−ジエチニルナフタレン、0.09gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および0.03gの臭化銅(I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、6mLのトルエンおよび0.75mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、そこへ1.7gの2−ブロモヘプタフルオロナフタレンを添加した。そして、系を90〜95℃に加熱し、3〜4時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、100mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびアセトンによる洗浄をこの順で行った後に、60℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物(12)を5.6g得た(収率:92%)。
Example 2 Compound (12)
(1) Synthesis of Compound (12) In a 300 mL four-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and a mechanical stirrer, 0.3 g of 2,6-diethynylnaphthalene and 0.09 g of tetrakis (triphenylphosphine) Palladium (0) and 0.03 g of copper (I) bromide were charged and the system was purged with nitrogen. Subsequently, 6 mL of toluene and 0.75 mL of triethylamine were charged. Further, 1.7 g of 2-bromoheptafluoronaphthalene was added thereto. The system was then heated to 90-95 ° C. and stirred for 3-4 hours. Subsequently, after the reaction system was cooled to room temperature, 100 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The collected solid was washed with water, washed with toluene, and washed with acetone in this order, and then vacuum-dried at 60 ° C. for 2 hours to obtain 5.6 g of a substantially pure compound (12) (yield) : 92%).

(2)化合物(12)の精製
上記で得られた化合物(12)のうちの1.0gを5.5〜6.0×10-4Paの減圧下、350℃で昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶0.5gを得た。この白色結晶は、19F−NMRおよび1H−NMRの各分析により2,6−ビス((ヘプタフルオロナフタレン−2−イル)エチニル)ナフタレン(化合物(12))であると同定された。分析結果を以下に示す。
(2) Purification of compound (12) 1.0 g of compound (12) obtained above is purified by sublimation at 350 ° C. under a reduced pressure of 5.5 to 6.0 × 10 −4 Pa. 0.5 g of pure white crystals were obtained. This white crystal was identified as 2,6-bis ((heptafluoronaphthalen-2-yl) ethynyl) naphthalene (compound (12)) by 19 F-NMR and 1 H-NMR analyses. The analysis results are shown below.

19F−NMR(282.7MHz、溶媒:THF−d8、基準:CFCl3)δ(ppm);−113.1(2F),−134.5(2F),−144.1(2F),−144.6(2F),−149.3(2F),−153.2(2F),−156.3(4F)
1H−NMR(300.4MHz,溶媒:THF−d8,基準:TMS)δ(ppm);7.74(d,2H),8.03(d,2H),8.29(s,2H)
19 F-NMR (282.7 MHz, solvent: THF-d 8 , reference: CFCl 3 ) δ (ppm); -113.1 (2F), -134.5 (2F), -144.1 (2F), -144.6 (2F), -149.3 (2F), -153.2 (2F), -156.3 (4F)
1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: THF-d 8 , standard: TMS) δ (ppm); 7.74 (d, 2H), 8.03 (d, 2H), 8.29 (s, 2H )

(実施例3):化合物(13)
(1)化合物(13)の合成
熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量50mLの三つ口フラスコに、0.29gの2,6−ジエチニルアントラセン、88mgのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および19mgの臭化銅(I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、6mLのトルエンおよび0.75mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、そこへ1.0gのブロモペンタフルオロベンゼンを添加した。そして、系を95℃に加熱し、3〜4時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、40mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびメタノールによる洗浄をこの順で行った後に、60℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物(13)を0.44g得た(収率:62%)。
Example 3 Compound (13)
(1) Synthesis of Compound (13) A thermocouple thermometer was attached and a 50 mL three-necked flask charged with a magnetic stirrer was charged with 0.29 g of 2,6-diethynylanthracene and 88 mg of tetrakis (triphenylphosphine). Palladium (0) and 19 mg of copper (I) bromide were charged and the system was purged with nitrogen. Subsequently, 6 mL of toluene and 0.75 mL of triethylamine were charged. Further, 1.0 g of bromopentafluorobenzene was added thereto. The system was then heated to 95 ° C. and stirred for 3-4 hours. Subsequently, after the reaction system was cooled to room temperature, 40 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The collected solid was washed with water, washed with toluene, and washed with methanol in this order, and then vacuum-dried at 60 ° C. for 2 hours to obtain 0.44 g of a substantially pure compound (13) (yield) : 62%).

(2)化合物(13)の精製
上記で得られた化合物(13)のうちの0.3gを5.5〜6.0×10-4Paの減圧下、300℃で昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶0.15gを得た。この白色結晶は、19F−NMRおよび1H−NMRの各分析により2,6−ビス(ペンタフルオロフェニルエチニル)ナフタレン(化合物(13))であると同定された。分析結果を以下に示す。
(2) Purification of compound (13) By sublimating and purifying 0.3 g of compound (13) obtained above at 300 ° C. under a reduced pressure of 5.5 to 6.0 × 10 −4 Pa. 0.15 g of pure white crystals was obtained. This white crystal was identified as 2,6-bis (pentafluorophenylethynyl) naphthalene (compound (13)) by 19 F-NMR and 1 H-NMR analyses. The analysis results are shown below.

19F−NMR(282.7MHz、溶媒:THF−d8、基準:CFCl3)δ(ppm);−137.20(4F),−153.78(2F),−162.95(4F)
1H−NMR(300.4MHz,溶媒:THF−d8,基準:TMS)δ(ppm);7.59(d,2H),8.12(d,2H),8.40(s,2H),8.58(s,2H)
19 F-NMR (282.7 MHz, solvent: THF-d 8 , reference: CFCl 3 ) δ (ppm); −137.20 (4F), −153.78 (2F), −162.95 (4F)
1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: THF-d 8 , standard: TMS) δ (ppm); 7.59 (d, 2H), 8.12 (d, 2H), 8.40 (s, 2H ), 8.58 (s, 2H)

(実施例4):化合物(14)
(1)化合物(14)の合成
熱電対温度計を取り付け、マグネティックスターラを投入した容量50mLの三つ口フラスコに、0.11gの2,6−ジエチニルアントラセン、28mgのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)および4.2mgの臭化銅(I)を仕込み、系を窒素置換した。続いて、2mLのトルエンおよび0.15mLのトリエチルアミンを仕込んだ。さらに、そこへ0.4gの2−ブロモヘプタフルオロナフタレンを添加した。そして、系を95℃に加熱し、3〜4時間かくはんした。続いて、反応系を室温まで冷却した後、40mLの0.5mol/L塩酸を投入し、析出した固体をろ過して回収した。回収した固体について水による洗浄、トルエンによる洗浄およびアセトンによる洗浄をこの順で行った後に、60℃で2時間真空乾燥を行って、ほぼ純粋な化合物(14)を0.21g得た(収率:59%)。
Example 4 Compound (14)
(1) Synthesis of Compound (14) A 50 mL three-necked flask equipped with a thermocouple thermometer and charged with a magnetic stirrer was charged with 0.11 g of 2,6-diethynylanthracene and 28 mg of tetrakis (triphenylphosphine). Palladium (0) and 4.2 mg of copper (I) bromide were charged and the system was purged with nitrogen. Subsequently, 2 mL of toluene and 0.15 mL of triethylamine were charged. Further, 0.4 g of 2-bromoheptafluoronaphthalene was added thereto. The system was then heated to 95 ° C. and stirred for 3-4 hours. Subsequently, after the reaction system was cooled to room temperature, 40 mL of 0.5 mol / L hydrochloric acid was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The collected solid was washed with water, washed with toluene, and washed with acetone in this order, and then vacuum-dried at 60 ° C. for 2 hours to obtain 0.21 g of a substantially pure compound (14) (yield) : 59%).

(2)化合物(14)の精製
上記で得られた化合物(14)のうちの0.2gを5.5〜6.0×10-4Paの減圧下、400℃で昇華精製を行うことにより、純粋な白色結晶0.12gを得た。この白色結晶は、19F−NMRおよび1H−NMRの各分析により2,6−ビス((ヘプタフルオロナフタレン−2−イル)エチニル)アントラセン(化合物(14))であると同定された。分析結果を以下に示す。
(2) Purification of compound (14) 0.2 g of compound (14) obtained above is purified by sublimation at 400 ° C. under a reduced pressure of 5.5 to 6.0 × 10 −4 Pa. 0.12 g of pure white crystals was obtained. This white crystal was identified as 2,6-bis ((heptafluoronaphthalen-2-yl) ethynyl) anthracene (compound (14)) by 19 F-NMR and 1 H-NMR analyses. The analysis results are shown below.

19F−NMR(282.7MHz、溶媒:THF−d8、基準:CFCl3)δ(ppm);−113.2(2F),−134.6(2F),−144.1(2F),−144.5(2F),−149.4(2F),−153.2(2F),−156.4(4F)
1H−NMR(300.4MHz,溶媒:THF−d8,基準:TMS)δ(ppm);7.60(d,2H),8.11(d,2H),8.41(s,2H),8.59(s,2H)
19 F-NMR (282.7 MHz, solvent: THF-d 8 , standard: CFCl 3 ) δ (ppm); −113.2 (2F), −134.6 (2F), −144.1 (2F), -144.5 (2F), -149.4 (2F), -153.2 (2F), -156.4 (4F)
1 H-NMR (300.4 MHz, solvent: THF-d 8 , standard: TMS) δ (ppm); 7.60 (d, 2H), 8.11 (d, 2H), 8.41 (s, 2H ), 8.59 (s, 2H)

3.含フッ素芳香族化合物の薄膜の物性の評価
(実施例5)
厚さ130nmのガラス基板を真空蒸着機の基板ホルダーに固定して、真空度1×10-6Torr(1.33×10-4Pa)まで減圧した。つぎに、実施例1で合成され、精製された化合物(11)を蒸着速度0.2nm/秒で40nmの厚さとなるようにガラス基板上に蒸着した。
蒸着された化合物(11)の薄膜のイオン化ポテンシャルを、大気中光電子分光装置(AC−3、理研計器社製)を用いて測定したところ、6.2eVであった。
また、蒸着された化合物(11)の薄膜の吸収スペクトルを、分光高度計(UV−3100、島津製作所社製)を用いて測定したところ、吸収極大の波長は280nmおよび336nmであり、最も長波長側の吸収端の波長は372nmであった。
これらの特性から、化合物(11)の薄膜のHOMOおよびLUMOの準位がそれぞれ−6.2eVおよび−2.9eVと求められた。したがって、化合物(11)の薄膜が電子輸送性を有することが予想される。
3. Evaluation of physical properties of thin films of fluorine-containing aromatic compounds (Example 5)
A glass substrate having a thickness of 130 nm was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the pressure was reduced to a vacuum degree of 1 × 10 −6 Torr (1.33 × 10 −4 Pa). Next, the compound (11) synthesized and purified in Example 1 was deposited on a glass substrate so as to have a thickness of 40 nm at a deposition rate of 0.2 nm / second.
It was 6.2 eV when the ionization potential of the vapor-deposited compound (11) thin film was measured using an atmospheric photoelectron spectrometer (AC-3, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).
Moreover, when the absorption spectrum of the thin film of the deposited compound (11) was measured using a spectrophotometer (UV-3100, manufactured by Shimadzu Corporation), the wavelengths of the absorption maximum were 280 nm and 336 nm, and the longest wavelength side. The wavelength of the absorption edge of was 372 nm.
From these characteristics, the HOMO and LUMO levels of the thin film of Compound (11) were determined to be -6.2 eV and -2.9 eV, respectively. Therefore, it is expected that the thin film of compound (11) has electron transport properties.

Claims (7)

下記式(1)で表される含フッ素芳香族化合物。
Figure 2009078975

ArFはペルフルオロ芳香族性基(ただし、前記ペルフルオロ芳香族性基中のフッ素原子はペルフルオロアルキル基により置換されていてもよい。)。
nは1〜4の整数。
Qは下記式(2)で表される構造からn個の水素原子を除いて得られるn価の芳香族性基(ただし、前記芳香族性基中の水素原子は炭素原子数1〜8のアルキル基または炭素原子数1〜8の含フッ素アルキル基により置換されていてもよい。)。
Figure 2009078975

pは0〜4の整数。
A fluorine-containing aromatic compound represented by the following formula (1).
Figure 2009078975

Ar F is a perfluoroaromatic group (however, the fluorine atom in the perfluoroaromatic group may be substituted with a perfluoroalkyl group).
n is an integer of 1 to 4.
Q is an n-valent aromatic group obtained by removing n hydrogen atoms from the structure represented by the following formula (2) (however, the hydrogen atom in the aromatic group has 1 to 8 carbon atoms) It may be substituted with an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
Figure 2009078975

p is an integer of 0-4.
nが2である請求項1に記載の含フッ素芳香族化合物。   The fluorine-containing aromatic compound according to claim 1, wherein n is 2. ArFがペルフルオロフェニル基、ペルフルオロナフチル基およびペルフルオロビフェニル基からなる群から選択されるペルフルオロ芳香族性基であり、pが0または1である、請求項2に記載の含フッ素芳香族化合物。 The fluorine-containing aromatic compound according to claim 2, wherein Ar F is a perfluoroaromatic group selected from the group consisting of a perfluorophenyl group, a perfluoronaphthyl group, and a perfluorobiphenyl group, and p is 0 or 1. pが0であり、Qにおける−C≡C−ArFの結合位置が2位と6位である、請求項3に記載の含フッ素芳香族化合物。 The fluorine-containing aromatic compound according to claim 3, wherein p is 0, and the bonding positions of —C≡C—Ar F in Q are the 2nd and 6th positions. pが1であり、Qにおける−C≡C−ArFの結合位置が2位と6位、または、9位と10位である、請求項3に記載の含フッ素芳香族化合物。 The fluorine-containing aromatic compound according to claim 3, wherein p is 1, and the bonding positions of —C≡C—Ar F in Q are the 2nd and 6th positions, or the 9th and 10th positions. 前記式(1)で表される含フッ素芳香族化合物が、下記式(11)で表される化合物、下記式(12)で表される化合物、下記式(13)で表される化合物、下記式(14)で表される化合物、下記式(15)で表される化合物および下記式(16)で表される化合物からなる群から選択される化合物である、請求項3に記載の含フッ素芳香族化合物。
Figure 2009078975
The fluorine-containing aromatic compound represented by the formula (1) is a compound represented by the following formula (11), a compound represented by the following formula (12), a compound represented by the following formula (13), The fluorine-containing compound according to claim 3, which is a compound selected from the group consisting of a compound represented by the formula (14), a compound represented by the following formula (15), and a compound represented by the following formula (16). Aromatic compounds.
Figure 2009078975
基板上に、陽極と、1層以上の構造の有機化合物層と、陰極とを有する有機EL素子からなる有機薄膜デバイスであって、
前記有機化合物層が請求項1〜6のいずれかに記載の含フッ素芳香族化合物を含む有機薄膜デバイス。
An organic thin film device comprising an organic EL element having an anode, an organic compound layer having a structure of one or more layers, and a cathode on a substrate,
The organic thin film device in which the said organic compound layer contains the fluorine-containing aromatic compound in any one of Claims 1-6.
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