JP2009081309A - Organic semiconductor composition and organic electronic device using the same - Google Patents

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哲 北村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, with a comparatively simplified method, an organic semiconductor material showing an excellent semiconductor characteristic which may be used to form a thin film having uniform film quality with a solution process. <P>SOLUTION: The organic semiconductor composition is formed of a composition 1 including a π-conjugate compound A and at least a kind of compound B in which a part of the hydrogen atoms or substituents of the π-conjugate compound A is replaced by a soluble group R or hydrogen atom (at least one is R) as an organic semiconductor element, where a difference between the total sum of Hammet constants of soluble group R of the compound B and the total sum of Hammet constants of the substituent to be replaced of the compund A is equal to or within 1.0 and a solvent in which the boiling point of at least a kind is 40°C or higher and 120°C or lower is included at a mass ratio of 1/20 times or more but under 1,000 times for the organic semiconductor element. This organic semiconductor composition is expressed by the following general expression 1. (In the expression, R indicates the substituent; n indicates a natural number; when a plurality of soluble groups R are provided, these may be the same or different and the sign + indicates a uniform mixture of these groups). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はπ共役系化合物と、π共役系化合物に可溶化基が結合した化合物の組成物からなる有機半導体材料、およびその製造方法、該有機半導体材料からなる膜、および有機電子デバイス(特に有機トランジスタ、有機光電変換素子)に関する。   The present invention relates to an organic semiconductor material comprising a composition of a π-conjugated compound and a compound in which a solubilizing group is bonded to the π-conjugated compound, a method for producing the same, a film comprising the organic semiconductor material, and an organic electronic device (particularly organic Transistor, organic photoelectric conversion element).

ユビキタスな情報社会を迎え、いつでもどこでも使用できる情報端末が求められている。そのため、フレキシブルかつ軽量で安価な電子デバイスが望まれているが、従来のシリコンのような無機材料を用いる電子デバイスでは、これらの要望に十分に対応できていない。そこで、近年、これらの要望に対応可能な有機材料を半導体などとして用いた有機電子デバイスの研究が活発になされている。特に、溶液として基板上に塗布・乾燥する工程、いわゆる溶液プロセスにより成膜可能な有機半導体材料は、高温工程を必要とせず、低コストで大面積のデバイスを作製することを可能性にするもので、大いに期待されている(非特許文献1、2)。   In the ubiquitous information society, there is a need for information terminals that can be used anytime and anywhere. For this reason, flexible, lightweight, and inexpensive electronic devices are desired, but conventional electronic devices using inorganic materials such as silicon cannot sufficiently meet these demands. In recent years, therefore, research on organic electronic devices using organic materials that can meet these demands as semiconductors has been actively conducted. In particular, an organic semiconductor material that can be applied and dried as a solution on a substrate, that is, a film that can be formed by a so-called solution process, does not require a high-temperature process and enables the production of a large-area device at low cost. Therefore, it is highly expected (Non-Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、これまでに見出された有機半導体材料のうち比較的高い性能を示すものは、ペンタセンやフラーレンC60に代表されるように、大きなπ共役系を有するため溶媒への溶解性が非常に低く、溶液プロセス適性が低いものがほとんどだった。このため、成膜には真空蒸着法などのコストの高いいわゆる真空プロセスを用いなければならなかった。一方で、溶解性を付与し、溶液プロセス適性を持たせる目的で有機半導体骨格に置換基を導入することは、しばしば膜中での分子のパッキング性を阻害し、キャリア輸送性の低下につながる。このため、溶液プロセスにより成膜が可能で、比較的良好な特性を示す有機半導体材料の開発が強く求められている。 However, organic semiconductor materials that have been found so far have relatively high performance, as represented by pentacene and fullerene C 60 , and have a large π-conjugated system, so that the solubility in a solvent is very high. Most were low and poor in solution process suitability. For this reason, a high-cost so-called vacuum process such as a vacuum deposition method has to be used for film formation. On the other hand, introduction of a substituent to the organic semiconductor skeleton for the purpose of imparting solubility and suitability for solution process often inhibits the packing property of molecules in the film and leads to a decrease in carrier transport property. For this reason, there is a strong demand for the development of organic semiconductor materials that can be formed by a solution process and exhibit relatively good characteristics.

また、これまでに知られている有機半導体材料の多くは、正孔を電荷輸送キャリアとするp型材料である。p型材料としては塗布成膜可能なP3HT(ポリ(3−ヘキシルチオフェン))が知られており、この材料は比較的良好な特性を示すため、塗布成膜可能なp型材料として広く使用されている。   Many of the organic semiconductor materials known so far are p-type materials having holes as charge transport carriers. As a p-type material, P3HT (poly (3-hexylthiophene)) that can be coated and formed is known, and since this material exhibits relatively good characteristics, it is widely used as a p-type material that can be coated and formed. ing.

これに対し、電荷輸送キャリアが電子であるn型材料においては、溶液プロセス成膜が可能な材料はごく一部に限られている。最もよく用いられる材料としてフラーレン誘導体PCBM([6,6]−フェニル−C61−酪酸メチルエステル)が挙げられる。しかしこれを電子デバイスとして動作させるには大気中での劣化を防止するために封止が必要になるなど、大気中での安定性の点で十分満足できるものではなかった。また、大気中での劣化が少ないn型材料としてヘキサデカフルオロ銅フタロシアニン(F16CuPc)が知られているが、溶媒への溶解度が低く溶液プロセスによる成膜には適していないという問題があった(非特許文献1、2)。 On the other hand, in the n-type material in which the charge transport carrier is an electron, only a small part of the material can be subjected to solution process film formation. The most frequently used material is fullerene derivative PCBM ([6,6] -phenyl-C61-butyric acid methyl ester). However, in order to operate this as an electronic device, sealing was necessary to prevent deterioration in the atmosphere, and the stability in the atmosphere was not satisfactory. In addition, hexadecafluorocopper phthalocyanine (F 16 CuPc) is known as an n-type material that hardly deteriorates in the air, but has a problem that it has low solubility in a solvent and is not suitable for film formation by a solution process. (Non-Patent Documents 1 and 2).

従って、塗布法などの溶液プロセスにおいて成膜適性があり、良好な特性を示す有機半導体材料、特に、n型材料で大気下でも特性の劣化が少ない材料の開発が求められている。   Accordingly, there is a demand for the development of an organic semiconductor material that is suitable for film formation in a solution process such as a coating method and exhibits good characteristics, in particular, an n-type material that has little deterioration in characteristics even in the atmosphere.

Chemical Reviews,2007,107,1296−1323.Chemical Reviews, 2007, 107, 1296-1323. 「Organic Field−Effect Transistors」(2007年刊、CRC Press)159−228頁。“Organic Field-Effect Transistors” (2007, CRC Press), pages 159-228.

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶液プロセスにより均一な膜質の薄膜を成膜することが可能で、良好な半導体特性を示す有機半導体材料を比較的簡便な方法により提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned background, and the object thereof is to form a thin film having a uniform film quality by a solution process, and to make an organic semiconductor material exhibiting good semiconductor characteristics relatively simple. It is to be provided by a method.

本発明の上記目的は、以下の(1)から(11)に記載する、特定の構造を有するπ共役系化合物の組成物からなる有機半導体材料、該有機半導体材料からなる膜、各種有機電子デバイス(特に有機トランジスタ、有機光電変換素子)によって解決された。
(1)π共役系化合物Aとπ共役系化合物Aの水素原子または置換基の一部を可溶化基Rまたは水素原子(少なくとも1つはR)で置き換えた化合物Bの少なくとも一種類とを有機半導体成分として含む組成物1からなり、化合物Bの可溶化基RのHammet定数の総和と、化合物Aの置き換えられる置換基のHammet定数の総和の差が1.0以内であって、少なくとも一種類の沸点40℃以上120℃以下の溶媒を、有機半導体成分に対して質量比で1/20倍以上、1000倍未満含有することを特徴とする有機半導体組成物。
The object of the present invention is to provide an organic semiconductor material comprising a composition of a π-conjugated compound having a specific structure described in the following (1) to (11), a film comprising the organic semiconductor material, and various organic electronic devices (Especially organic transistors, organic photoelectric conversion elements).
(1) π-conjugated compound A and at least one kind of compound B in which a part of the hydrogen atom or substituent of π-conjugated compound A is replaced with solubilizing group R or hydrogen atom (at least one is R) are organic The composition 1 is included as a semiconductor component, and the difference between the sum of the Hammet constants of the solubilizing group R of the compound B and the sum of the Hammet constants of the substituents substituted for the compound A is within 1.0, and at least one kind An organic semiconductor composition comprising a solvent having a boiling point of 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower in a mass ratio with respect to the organic semiconductor component of 1/20 times or more and less than 1000 times.

(式中、Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。+は両者の均一混合物であることを示す(以下同様)。)
(2)有機半導体成分に占める化合物Aおよび少なくとも一種類の化合物Bの含有率がそれぞれ10質量%以上である(1)に記載の有機半導体組成物。
(3)前記組成物が、下記π共役系化合物A1と化合物B1とを含有してなりフタロシアニン又はその類縁体よりなる下記一般式2で表される(1)又は(2)に記載の有機半導体組成物。
(In the formula, R represents a substituent, and n represents a natural number. When there are a plurality of Rs, the plurality of Rs may be the same or different from each other. + Represents a homogeneous mixture of the two (the same applies hereinafter). ).)
(2) The organic semiconductor composition according to (1), wherein the content of compound A and at least one compound B in the organic semiconductor component is 10% by mass or more.
(3) The organic semiconductor according to (1) or (2), wherein the composition contains the following π-conjugated compound A1 and compound B1 and is represented by the following general formula 2 comprising phthalocyanine or an analog thereof: Composition.

(式中、Mは金属原子または水素原子(Mが水素原子の場合、2つの水素原子がNおよびNの窒素原子にそれぞれ結合する。)を表す。Qは芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環を形成するのに必要な原子群を表す。複数のQは同一でも異なっていてもよい。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
(4)前記有機半導体成分のうち少なくとも一つがn型有機半導体である(1)〜(3)のいずれかに記載の有機半導体組成物。
(5)前記組成物が下記π共役系化合物A2と化合物B2とを含有してなり、下記(一般式3)で表される(1)〜(4)のいずれかに記載の有機半導体組成物。
(In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (when M is a hydrogen atom, two hydrogen atoms are bonded to nitrogen atoms of N 1 and N 2 , respectively.) Q represents an aromatic hydrocarbon ring or aromatic group. Represents a group of atoms necessary to form a group heterocycle, a plurality of Qs may be the same or different, R represents a substituent, n represents a natural number, and when R is a plurality, a plurality of R May be the same or different.)
(4) The organic semiconductor composition according to any one of (1) to (3), wherein at least one of the organic semiconductor components is an n-type organic semiconductor.
(5) The organic semiconductor composition according to any one of (1) to (4), wherein the composition contains the following π-conjugated compound A2 and compound B2 and is represented by the following (general formula 3): .

(式中、Mは金属原子または水素原子(水素原子の場合はイソインドール環の窒素原子およびイソインドリン環の窒素原子に結合する)を表す。mは自然数を表す。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
(6)前記可溶化基Rが−SOR’または−SONR’(R’は置換基を表す)である(1)〜(5)のいずれかに記載の有機半導体組成物。
(7)2種類以上のフタロニトリル、またはその誘導体を混合して反応させることによって有機半導体成分を得ることを用いる(1)〜(6)のいずれかに記載の有機半導体組成物の作製方法。
(8)(1)〜(6)のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて形成された膜。
(9)前記膜の成膜方法が溶液プロセスによるものである(8)に記載の膜。
(10)(1)〜(6)のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機電子デバイス。
(11)(1)〜(6)のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機トランジスタ。
(12)(1)〜(6)のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機光電変換素子。
(In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (in the case of a hydrogen atom, bonded to a nitrogen atom of an isoindole ring and a nitrogen atom of an isoindoline ring), m represents a natural number, R represents a substituent, n represents a natural number. When there are a plurality of R, the plurality of R may be the same or different.
(6) The organic semiconductor composition according to any one of (1) to (5), wherein the solubilizing group R is —SO 2 R ′ or —SO 2 NR ′ 2 (R ′ represents a substituent).
(7) The manufacturing method of the organic-semiconductor composition in any one of (1)-(6) using using an organic-semiconductor component by mixing and making it react with 2 or more types of phthalonitrile or its derivative (s).
(8) A film formed using the organic semiconductor composition according to any one of (1) to (6).
(9) The film according to (8), wherein the film forming method is a solution process.
(10) An organic electronic device using the organic semiconductor composition according to any one of (1) to (6).
(11) An organic transistor using the organic semiconductor composition according to any one of (1) to (6).
(12) An organic photoelectric conversion device using the organic semiconductor composition according to any one of (1) to (6).

本発明により、溶液プロセスにより均一な膜質の薄膜を成膜がすることが可能で、良好な半導体特性を示す有機半導体材料が比較的簡便な方法で提供され、さらに、これらを含む膜、および各種の高性能な有機電子デバイス(有機トランジスタ,有機光電変換素子など)が得られる。   According to the present invention, a thin film having a uniform film quality can be formed by a solution process, and an organic semiconductor material exhibiting good semiconductor characteristics is provided by a relatively simple method. High-performance organic electronic devices (organic transistors, organic photoelectric conversion elements, etc.) can be obtained.

以下に本発明を詳細に説明する。   The present invention is described in detail below.

本発明のπ共役系化合物Aとしては芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を有するものであればいかなる構造でもよく、例えば「Organic Field−Effect Transistors」(2007年刊、CRC Press)159−228頁に記載のものや、その他公知の有機半導体分子が挙げられる。好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環などの芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環を有する構造であり、より好ましくは、これらの芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環が2つ以上縮環された、および/または共有結合で連結されており、それらの芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環がそれぞれ有するπ電子が広く非局在化した構造であることが好ましい。縮環されたおよび/または共有結合で連結された芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環の数は、1〜20個が好ましく、2〜12個がより好ましい。   The π-conjugated compound A of the present invention may have any structure as long as it has an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle. For example, “Organic Field-Effect Transistors” (2007, CRC Press) pages 159-228. And other known organic semiconductor molecules. Preferably an aromatic hydrocarbon ring or aromatic such as benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole ring, furan ring, thiophene ring It is a structure having a hetero ring, and more preferably, two or more of these aromatic hydrocarbon rings or aromatic hetero rings are condensed and / or covalently linked, and the aromatic ring It is preferable that the π electron which each hydrocarbon ring or aromatic hetero ring has is widely delocalized. The number of condensed aromatic rings and / or covalently linked aromatic hydrocarbon rings or aromatic heterocycles is preferably 1-20, more preferably 2-12.

本発明におけるπ共役系化合物Aの具体例としては、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、ヘキサベンゾコロネン、フラーレンなどの縮合多環化合物、クォーターチオフェンやセキシチオフェンなどの芳香族ヘテロ環オリゴマー、フタロシアニン類、ポルフィリン類などが挙げられる。   Specific examples of the π-conjugated compound A in the present invention include condensed polycyclic compounds such as anthracene, tetracene, pentacene, triphenylene, hexabenzocoronene, fullerene, aromatic heterocyclic oligomers such as quarterthiophene and sexithiophene, and phthalocyanines. And porphyrins.

本発明のπ共役系化合物Aは、単独では溶媒に対する溶解性が低いことが好ましく、具体的には溶媒として各種汎用溶媒のうち、最も高い溶解度を示す溶媒を用いたときに沸点まで加熱還流した後に室温(25℃)まで冷却した状態で3質量%以下の溶解度のものが好ましく、1質量%以下のものがより好ましく、0.5質量%以下のものがさらに好ましい。ここで、汎用溶媒とはいかなるものでもよく、例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1−メチルナフタレン、1,2−ジクロロベンゼンなどの炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、1−メチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキサイドなどの極性溶媒)、水などが挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。   The π-conjugated compound A of the present invention alone preferably has low solubility in a solvent. Specifically, among various general-purpose solvents as a solvent, when the solvent having the highest solubility is used, the compound is heated to reflux to the boiling point. A material having a solubility of 3% by mass or less, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, after cooling to room temperature (25 ° C.). Here, the general-purpose solvent may be any, for example, a hydrocarbon solvent such as hexane, octane, decane, toluene, xylene, ethylbenzene, 1-methylnaphthalene, 1,2-dichlorobenzene, such as acetone, methyl ethyl ketone, Ketone solvents such as methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, for example, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, such as ethyl acetate, acetic acid Ester solvents such as butyl and amyl acetate, such as methanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, Alcohol solvents such as tylene glycol, for example, ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole, such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1- Polar solvents such as methyl-2-imidazolidinone and dimethyl sulfoxide), water and the like. These solvents may be used alone or in combination.

本発明では、溶液プロセス適性を付与するため、π共役系化合物Aと、化合物Aの構造の一部に対して可溶化基Rを有する化合物Bを少なくとも一種類以上含む組成物からなる有機半導体材料(以下、「本発明の有機半導体組成物」という)を用いる。
本発明において前記化合物Bは可溶化基Rを導入したことによって溶媒に対する溶解性が高まる。該化合物Bの溶解性は特に制限するものではないが、最も高い溶解度を示す溶媒中好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上とする。
In the present invention, an organic semiconductor material comprising a composition containing at least one kind of a π-conjugated compound A and a compound B having a solubilizing group R with respect to a part of the structure of the compound A in order to impart solution process suitability. (Hereinafter referred to as “the organic semiconductor composition of the present invention”).
In the present invention, the compound B has improved solubility in a solvent by introducing the solubilizing group R. The solubility of Compound B is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more in the solvent exhibiting the highest solubility.

化合物Bは一種類でなくとも何種類でもよく、また使用目的などに応じて混合比率を適宜変更することができる。前記の有機半導体組成物中の化合物Bの種類が多いほど溶液プロセス適性は向上する傾向にあるが、半導体特性は低下する傾向にあり、目的に応じて適当な種類数を選ぶことができる。化合物Bは好ましくは一種類から二十種類、より好ましくは一種類から十種類である。   The number of compound B may be not limited to one, and the mixing ratio can be appropriately changed according to the purpose of use. As the number of types of compound B in the organic semiconductor composition increases, the solution process suitability tends to improve, but the semiconductor characteristics tend to deteriorate, and an appropriate number of types can be selected according to the purpose. Compound B is preferably one to twenty, more preferably one to ten.

本発明において有機半導体組成物とは、固体であっても液体であっても構わないが、好ましくは有機半導体成分の溶液または分散液である。また、有機半導体成分に対して沸点40℃以上120℃以下の溶媒をごく少量含有させることにより、有機半導体組成物の塗布・乾燥時の有機半導体成分の分子集積を促進することができる。ここでいう沸点40℃以上120℃以下の溶媒とは、沸点がこの範囲に入る溶媒であればいかなるものでもよく、例としては、ヘキサン(沸点69℃)、オクタン(126℃)、ベンゼン(80℃)、トルエン(111℃)、アセトン(56℃)、メチルエチルケトン(80℃)、メチルイソブチルケトン(116℃)、ジクロロメタン(40℃)、クロロホルム(62℃)、テトラクロロメタン(77℃)、ジクロロエタン(84℃)、トリクロロエタン(87℃)、酢酸エチル(77℃)、メタノール(65℃)、エタノール(78℃)、n−プロパノール(97℃)、イソプロパノール(82℃)、nーブタノール(117℃)、ジイソプロピルエーテル(69℃)、テトラヒドロフラン(66℃)、1,4−ジオキサン(101℃)、水(100℃)、ピリジン(115℃)などが挙げられる。好ましくは沸点60℃以上120℃以下のものであり、より好ましくは沸点80℃以上120℃以下のものであり、特に好ましくはトルエン、ピリジン、ベンゼン、水のいずれかである。該溶媒の量が多過ぎると塗布・乾燥前に有機半導体成分が析出してしまい、良質な薄膜が得られなくなるため、有機半導体成分に対して質量比で1/1000倍以上、100000倍未満含有していることが好ましく、1/100倍以上、10000倍未満含有していることがより好ましく、1/20倍以上、1000倍未満含有していることがさらに好ましい。   In the present invention, the organic semiconductor composition may be solid or liquid, but is preferably a solution or dispersion of an organic semiconductor component. In addition, by incorporating a very small amount of a solvent having a boiling point of 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower with respect to the organic semiconductor component, molecular integration of the organic semiconductor component during application / drying of the organic semiconductor composition can be promoted. The solvent having a boiling point of 40 ° C. or more and 120 ° C. or less may be any solvent as long as the boiling point falls within this range. Examples thereof include hexane (boiling point 69 ° C.), octane (126 ° C.), benzene (80 ° C), toluene (111 ° C), acetone (56 ° C), methyl ethyl ketone (80 ° C), methyl isobutyl ketone (116 ° C), dichloromethane (40 ° C), chloroform (62 ° C), tetrachloromethane (77 ° C), dichloroethane (84 ° C), trichloroethane (87 ° C), ethyl acetate (77 ° C), methanol (65 ° C), ethanol (78 ° C), n-propanol (97 ° C), isopropanol (82 ° C), n-butanol (117 ° C) , Diisopropyl ether (69 ° C.), tetrahydrofuran (66 ° C.), 1,4-dioxane (101 ° C.) Water (100 ° C.), and the like pyridine (115 ° C.). The boiling point is preferably 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and particularly preferably toluene, pyridine, benzene or water. If the amount of the solvent is too large, the organic semiconductor component will be deposited before coating and drying, and a high-quality thin film cannot be obtained. Therefore, the organic semiconductor component contains at least 1/1000 times and less than 100,000 times in mass ratio. It is preferable to contain 1/100 times or more and less than 10,000 times, and more preferably 1/20 or more times and less than 1000 times.

前記組成物中に占める化合物Aおよび化合物Bの割合は特に制限しないが、好ましくは化合物Aおよび少なくとも一種類の化合物Bがいずれも質量比で0.001質量%以上含まれることが好ましく、0.01質量%以上含まれることがより好ましく、0.02質量%以上含まれることがさらに好ましい。その上限は上記のように前記化合物A又はBが析出しない範囲で定めることができるが、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
また前記有機半導体組成物の化合物Aと化合物Bの使用量の比は特に制限はするものではないが、有機半導体材料として用いることなどを考慮して、化合物Aに対する化合物Bを質量比で好ましくは1/100〜100/1、より好ましくは1/10〜10/1とする。
The proportions of Compound A and Compound B in the composition are not particularly limited, but it is preferable that both Compound A and at least one compound B are contained in an amount of 0.001% by mass or more. More preferably, it is contained in an amount of 01% by mass or more, and more preferably 0.02% by mass or more. The upper limit can be determined within the range in which the compound A or B does not precipitate as described above, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
In addition, the ratio of the amount of compound A and compound B used in the organic semiconductor composition is not particularly limited, but considering the use as an organic semiconductor material, compound B with respect to compound A is preferably used in a mass ratio. 1/100 to 100/1, more preferably 1/10 to 10/1.

π共役系化合物Aと溶解性向上のために含有される化合物Bとのエネルギーレベル(酸化還元電位、最高占有分子軌道(HOMO)および最低非占有分子軌道(LUMO)、イオン化ポテンシャル(Ip)および電子親和力(Ea)などと言い換えてもよい)の差が大きいとキャリア輸送の際にトラップとなるため半導体特性が低下する。このため、化合物Aと化合物Bのエネルギーレベルの差は小さいほど好ましい。化合物の酸化還元電位は、適当な溶媒中、CV(サイクリック・ボルタンメトリー)測定を行うことにより求められる。また、固体膜に対して大気中光電子分光測定を行うことでIp(eV)を測定することが可能であり、さらに固体膜の吸収長波長端から計算されるエネルギーギャップEg(eV)とEa(ev)=Ip−Egの関係からEaを求めることができる。   Energy levels of π-conjugated compound A and compound B contained for improving solubility (redox potential, highest occupied molecular orbital (HOMO) and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), ionization potential (Ip) and electron If the difference in affinity (which may be paraphrased as affinity (Ea) or the like) is large, it becomes a trap during carrier transport, so that the semiconductor characteristics are degraded. For this reason, the difference in energy level between compound A and compound B is preferably as small as possible. The oxidation-reduction potential of the compound can be determined by performing CV (cyclic voltammetry) measurement in an appropriate solvent. In addition, it is possible to measure Ip (eV) by performing atmospheric photoelectron spectroscopy on the solid film, and further, energy gaps Eg (eV) and Ea (calculated from the absorption long wavelength end of the solid film). ev) = Ea can be obtained from the relationship of Ip−Eg.

化合物Aと化合物Bのエネルギーレベルの差は小さいほどよく、それぞれのIp同士、Ea同士の差がそれぞれ1.5eV以内であることが好ましく、1.0eV以内であることがより好ましく、0.5eV以内であることがさらに好ましい。   The smaller the energy level difference between Compound A and Compound B, the better. The difference between Ip and Ea is preferably within 1.5 eV, more preferably within 1.0 eV, and more preferably 0.5 eV. More preferably, it is within.

π共役系化合物に結合する置換基のHammet定数σとエネルギーレベルの間には良好な相関関係があることが知られている(Inorg.Chim.Acta,1993,203,171;J.Electroanal.Chem.,1999,476,148.など)。そこで、化合物Aと化合物Bのエネルギーレベルの差を小さくするためには、化合物Bの可溶化基RのHammet定数の総和Σσと、化合物Aの置き換えられる置換基のHammet定数の総和Σσの差(|Σσ−Σσ|)を小さくすればよい。このHammet定数の総和の差は小さいほどよく、1.5以下であることが好ましく、1.0以下であることがより好ましく、0.5以下であることが特に好ましい。 It is known that there is a good correlation between the Hammet constant σ of the substituent bonded to the π-conjugated compound and the energy level (Inorg. Chim. Acta, 1993, 203, 171; J. Electroana. Chem. , 1999, 476, 148, etc.). Therefore, in order to reduce the difference in energy level between Compound A and Compound B, the sum of the Hammet constants Σσ B of the solubilizing group R of Compound B and the sum of the Hammet constants of the substituents replaced by Compound A Σσ A The difference (| Σσ B −Σσ A |) may be reduced. The difference in the sum of the Hammet constants is preferably as small as possible, preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

本発明においてHammet定数σは文献Chem.Rev.,1991,91,165.に記載のσとσの平均値とする(σ=(σ+σ)/2)。前記論文中に記載されていない置換基については、最も類似する構造の置換基のHammet定数を用いるものとする。 In the present invention, the Hammet constant σ is determined according to the literature Chem. Rev. 1991, 91, 165. The average value of the sigma o and sigma p according to (σ = (σ o + σ p) / 2). For substituents not described in the paper, the Hammet constant of the substituent having the most similar structure is used.

可溶化基Rはいかなる置換基でもよく、後述のWから選ぶことができる。一分子中に含まれる可溶化基Rの数nに特に制限はなく、1個でも複数でもよい。Rは多いほど溶液プロセス適性は向上する傾向にあるが、半導体特性は低下する傾向にあり、用途に応じて適当な数を選択することができる。好ましくは1個〜10個であり、より好ましくは1個〜5個であり、さらに好ましくは1個〜3個である。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。   The solubilizing group R may be any substituent and can be selected from W described later. The number n of solubilizing groups R contained in one molecule is not particularly limited, and may be one or more. As R increases, solution process suitability tends to improve, but semiconductor properties tend to deteriorate, and an appropriate number can be selected according to the application. Preferably they are 1-10 pieces, More preferably, they are 1-5 pieces, More preferably, they are 1-3 pieces. When there are a plurality of R, the plurality of R may be the same or different.

本発明において、Rで示される特定の部分を「基」と称した場合には、当該部分の基Rはそれ自体が置換されていなくてもよく、また、一種以上の(可能な最多数までの)別のさらに置換基で置換されていても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。つまり、本発明における化合物における置換基はさらに置換されていても良い。   In the present invention, when a specific moiety represented by R is referred to as a “group”, the group R in the moiety may not be substituted per se, and one or more (up to the maximum possible number) Means that it may be further substituted with another substituent. For example, “alkyl group” means a substituted or unsubstituted alkyl group. That is, the substituent in the compound in the present invention may be further substituted.

このようなRで示される置換基をWとすると、Wで示される置換基としてはいかなるものでも良く、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(直鎖もしくは分岐アルキル基のほか、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(直鎖もしくは分岐アルケニル基のほか、シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基といっても良い)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基、アルキルおよびアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールおよびヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH))、ホスファト基(−OPO(OH))、スルファト基(−OSOH)、その他の公知の化合物Bに溶媒可溶性を付与する置換基が例として挙げられる。 When the substituent represented by R is W, any substituent may be used, and there is no particular limitation. For example, a halogen atom, an alkyl group (in addition to a linear or branched alkyl group, A cycloalkyl group, a bicycloalkyl group and a tricycloalkyl group), an alkenyl group (including a straight-chain or branched alkenyl group, a cycloalkenyl group and a bicycloalkenyl group), an alkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group (hetero May be referred to as a cyclic group), cyano group, hydroxyl group, nitro group, carboxyl group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxy Carbonyloxy group, amino group (including anilino group), ammoni Group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group , Sulfo group, alkyl and arylsulfinyl group, alkyl and arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl and heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyl Oxy group, phosphinylamino group, phosphono group, silyl group, hydrazino group, ureido group, boronic acid group (—B (OH) 2 ), phosphato group (—OPO (OH) 2 ), sulfato group (—O Examples include SO 3 H) and other substituents that impart solvent solubility to the known compound B.

さらに詳しくは、Wは、下記の(1)〜(48)などを表す。
(1)ハロゲン原子
例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
More specifically, W represents the following (1) to (48).
(1) Halogen atom For example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom

(2)アルキル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルキル基を表す。それらは、(2−a)〜(2−e)なども包含するものである。
(2) Alkyl group represents a linear, branched or cyclic substituted or unsubstituted alkyl group. They also include (2-a) to (2-e).

(2−a)アルキル基
好ましくは炭素数1から30のアルキル基(例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、t−ブチル、n−オクチル、エイコシル、2−クロロエチル、2−シアノエチル、2−エチルヘキシル)
(2-a) alkyl group Preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, t-butyl, n-octyl, eicosyl, 2-chloroethyl, 2-cyanoethyl, 2-ethylhexyl) )

(2−b)シクロアルキル基
好ましくは、炭素数3から30の置換または無置換のシクロアルキル基(例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル、4−n−ドデシルシクロヘキシル)
(2-b) cycloalkyl group Preferably, the substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms (for example, cyclohexyl, cyclopentyl, 4-n-dodecylcyclohexyl).

(2−c)ビシクロアルキル基
好ましくは、炭素数5から30の置換もしくは無置換のビシクロアルキル基(例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル)
(2-c) Bicycloalkyl group Preferably, the substituted or unsubstituted bicycloalkyl group having 5 to 30 carbon atoms (for example, bicyclo [1,2,2] heptan-2-yl, bicyclo [2,2,2] Octane-3-yl)

(2−d)トリシクロアルキル基
好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のトリシクロアルキル基(例えば、1−アダマンチル)
(2-d) Tricycloalkyl group Preferably, it is a substituted or unsubstituted tricycloalkyl group having 7 to 30 carbon atoms (for example, 1-adamantyl).

(2−e)さらに環構造が多い多環シクロアルキル基
なお、以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)はこのような概念のアルキル基を表すが、さらにアルケニル基、アルキニル基も含むこととする。
(2-e) A polycyclic cycloalkyl group having a larger ring structure In addition, an alkyl group (for example, an alkyl group of an alkylthio group) in a substituent described below represents an alkyl group of such a concept, Group and alkynyl group.

(3)アルケニル基
直鎖、分岐、環状の置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。それらは、(3−a)〜(3−c)を包含するものである。
(3) Alkenyl group represents a linear, branched, or cyclic substituted or unsubstituted alkenyl group. They include (3-a) to (3-c).

(3−a)アルケニル基
好ましくは炭素数2から30の置換または無置換のアルケニル基(例えば、ビニル、アリル、プレニル、ゲラニル、オレイル)
(3-a) Alkenyl group Preferably it is a C2-C30 substituted or unsubstituted alkenyl group (for example, vinyl, allyl, prenyl, geranyl, oleyl).

(3−b)シクロアルケニル基
好ましくは、炭素数3から30の置換もしくは無置換のシクロアルケニル基(例えば、2−シクロペンテン−1−イル、2−シクロヘキセン−1−イル)
(3-b) Cycloalkenyl group Preferably, the substituted or unsubstituted cycloalkenyl group having 3 to 30 carbon atoms (for example, 2-cyclopenten-1-yl, 2-cyclohexen-1-yl)

(3−c)ビシクロアルケニル基
置換または無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数5から30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基(例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル)
(3-c) Bicycloalkenyl group A substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group, preferably a substituted or unsubstituted bicycloalkenyl group having 5 to 30 carbon atoms (for example, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene -1-yl, bicyclo [2,2,2] oct-2-en-4-yl)

(4)アルキニル基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のアルキニル基(例えば、エチニル、プロパルギル、トリメチルシリルエチニル基)
(4) Alkynyl group Preferably, the substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms (for example, ethynyl, propargyl, trimethylsilylethynyl group)

(5)アリール基
好ましくは、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリール基(例えばフェニル、p−トリル、ナフチル、m−クロロフェニル、o−ヘキサデカノイルアミノフェニル、フェロセニル)
(5) Aryl group Preferably, it is a C6-C30 substituted or unsubstituted aryl group (for example, phenyl, p-tolyl, naphthyl, m-chlorophenyl, o-hexadecanoylaminophenyl, ferrocenyl).

(6)複素環基
好ましくは、5または6員の置換もしくは無置換の、芳香族もしくは非芳香族の複素環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数3から50の5もしくは6員の芳香族の複素環基である。
(例えば、2−フリル、2−チエニル、2−ピリミジニル、2−ベンゾチアゾリル。なお、1−メチル−2−ピリジニオ、1−メチル−2−キノリニオのようなカチオン性の複素環基でも良い)
(6) Heterocyclic group Preferably, it is a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from a 5- or 6-membered substituted or unsubstituted aromatic or non-aromatic heterocyclic compound, more preferably carbon. It is a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic group of formula 3 to 50.
(For example, 2-furyl, 2-thienyl, 2-pyrimidinyl, 2-benzothiazolyl. In addition, a cationic heterocyclic group such as 1-methyl-2-pyridinio and 1-methyl-2-quinolinio may be used)

(7)シアノ基 (7) Cyano group

(8)ヒドロキシ基 (8) Hydroxy group

(9)ニトロ基 (9) Nitro group

(10)カルボキシ基 (10) Carboxy group

(11)アルコキシ基 (11) Alkoxy group

好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、t−ブトキシ、n−オクチルオキシ、2−メトキシエトキシ)   Preferably, it is a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms (for example, methoxy, ethoxy, isopropoxy, t-butoxy, n-octyloxy, 2-methoxyethoxy).

(12)アリールオキシ基
好ましくは、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ、2−メチルフェノキシ、4−t−ブチルフェノキシ、3−ニトロフェノキシ、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ)
(12) Aryloxy group Preferably, the substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms (for example, phenoxy, 2-methylphenoxy, 4-t-butylphenoxy, 3-nitrophenoxy, 2-tetradecanoyl) Aminophenoxy)

(13)シリルオキシ基
好ましくは、炭素数3から20のシリルオキシ基(例えば、トリメチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシ)
(13) Silyloxy group Preferably, the silyloxy group having 3 to 20 carbon atoms (for example, trimethylsilyloxy, t-butyldimethylsilyloxy)

(14)ヘテロ環オキシ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のヘテロ環オキシ基(例えば、1−フェニルテトラゾールー5−オキシ、2−テトラヒドロピラニルオキシ)
(14) Heterocyclic oxy group Preferably, the substituted or unsubstituted heterocyclic oxy group having 2 to 30 carbon atoms (for example, 1-phenyltetrazol-5-oxy, 2-tetrahydropyranyloxy)

(15)アシルオキシ基
好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2から30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルオキシ基(例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、ピバロイルオキシ、ステアロイルオキシ、ベンゾイルオキシ、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ)
(15) Acyloxy group, preferably a formyloxy group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonyloxy group having 6 to 30 carbon atoms (for example, formyloxy, acetyloxy , Pivaloyloxy, stearoyloxy, benzoyloxy, p-methoxyphenylcarbonyloxy)

(16)カルバモイルオキシ基
好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のカルバモイルオキシ基(例えば、N,N−ジメチルカルバモイルオキシ、N,N−ジエチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルボニルオキシ、N,N−ジ−n−オクチルアミノカルボニルオキシ、N−n−オクチルカルバモイルオキシ)
(16) Carbamoyloxy group Preferably, the substituted or unsubstituted carbamoyloxy group having 1 to 30 carbon atoms (for example, N, N-dimethylcarbamoyloxy, N, N-diethylcarbamoyloxy, morpholinocarbonyloxy, N, N- Di-n-octylaminocarbonyloxy, Nn-octylcarbamoyloxy)

(17)アルコキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルオキシ基(例えばメトキシカルボニルオキシ、エトキシカルボニルオキシ、t−ブトキシカルボニルオキシ、n−オクチルカルボニルオキシ)
(17) Alkoxycarbonyloxy group Preferably, the substituted or unsubstituted alkoxycarbonyloxy group having 2 to 30 carbon atoms (for example, methoxycarbonyloxy, ethoxycarbonyloxy, t-butoxycarbonyloxy, n-octylcarbonyloxy)

(18)アリールオキシカルボニルオキシ基
好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基(例えば、フェノキシカルボニルオキシ、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ)
(18) Aryloxycarbonyloxy group Preferably, the substituted or unsubstituted aryloxycarbonyloxy group having 7 to 30 carbon atoms (for example, phenoxycarbonyloxy, p-methoxyphenoxycarbonyloxy, pn-hexadecyloxyphenoxycarbonyl) Oxy)

(19)アミノ基
好ましくは、アミノ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアニリノ基(例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、N-メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ)
(19) Amino group Preferably, an amino group, a substituted or unsubstituted alkylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted anilino group having 6 to 30 carbon atoms (for example, amino, methylamino, dimethylamino, Anilino, N-methyl-anilino, diphenylamino)

(20)アンモニオ基
好ましくは、アンモニオ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキル、アリール、複素環が置換したアンモニオ基(例えば、トリメチルアンモニオ、トリエチルアンモニオ、ジフェニルメチルアンモニオ)
(20) Ammonio group Preferably, an ammonio group, an ammonio group substituted with 1 to 30 carbon atoms or an unsubstituted alkyl, aryl, or heterocyclic ring (for example, trimethylammonio, triethylammonio, diphenylmethylammonio)

(21)アシルアミノ基
好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニルアミノ基(例えば、ホルミルアミノ、アセチルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、ベンゾイルアミノ、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ)
(21) Acylamino group Preferably, a formylamino group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonylamino group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonylamino group having 6 to 30 carbon atoms (for example, formylamino, acetyl) Amino, pivaloylamino, lauroylamino, benzoylamino, 3,4,5-tri-n-octyloxyphenylcarbonylamino)

(22)アミノカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアミノカルボニルアミノ(例えば、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ)
(22) Aminocarbonylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted aminocarbonylamino having 1 to 30 carbon atoms (for example, carbamoylamino, N, N-dimethylaminocarbonylamino, N, N-diethylaminocarbonylamino, morpholinocarbonylamino) )

(23)アルコキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニルアミノ基(例えば、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ)
(23) Alkoxycarbonylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted alkoxycarbonylamino group having 2 to 30 carbon atoms (for example, methoxycarbonylamino, ethoxycarbonylamino, t-butoxycarbonylamino, n-octadecyloxycarbonylamino, N- Methyl-methoxycarbonylamino)

(24)アリールオキシカルボニルアミノ基
好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基(例えば、フェノキシカルボニルアミノ、p-クロロフェノキシカルボニルアミノ、m-n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ)
(24) Aryloxycarbonylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted aryloxycarbonylamino group having 7 to 30 carbon atoms (for example, phenoxycarbonylamino, p-chlorophenoxycarbonylamino, mn-octyloxyphenoxycarbonylamino) )

(25)スルファモイルアミノ基
好ましくは、炭素数0から30の置換もしくは無置換のスルファモイルアミノ基(例えば、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ)
(25) Sulfamoylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted sulfamoylamino group having 0 to 30 carbon atoms (for example, sulfamoylamino, N, N-dimethylaminosulfonylamino, Nn-octylamino) Sulfonylamino)

(26)アルキルもしくはアリールスルホニルアミノ基
好ましくは,炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールスルホニルアミノ(例えば、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ、p−メチルフェニルスルホニルアミノ)
(26) Alkyl or arylsulfonylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted alkylsulfonylamino having 1 to 30 carbon atoms, or the substituted or unsubstituted arylsulfonylamino having 6 to 30 carbon atoms (for example, methylsulfonylamino, butylsulfonyl) Amino, phenylsulfonylamino, 2,3,5-trichlorophenylsulfonylamino, p-methylphenylsulfonylamino)

(27)メルカプト基 (27) Mercapto group

(28)アルキルチオ基
好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルチオ基(例えばメチルチオ、エチルチオ、n−ヘキサデシルチオ)
(28) Alkylthio group Preferably, it is a C1-C30 substituted or unsubstituted alkylthio group (for example, methylthio, ethylthio, n-hexadecylthio).

(29)アリールチオ基
好ましくは、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールチオ(例えば、フェニルチオ、p−クロロフェニルチオ、m−メトキシフェニルチオ)
(29) Arylthio group Preferably, the substituted or unsubstituted arylthio having 6 to 30 carbon atoms (for example, phenylthio, p-chlorophenylthio, m-methoxyphenylthio)

(30)ヘテロ環チオ基
好ましくは、炭素数2から30の置換または無置換のヘテロ環チオ基(例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ)
(30) Heterocyclic thio group Preferably, the substituted or unsubstituted heterocyclic thio group having 2 to 30 carbon atoms (for example, 2-benzothiazolylthio, 1-phenyltetrazol-5-ylthio)

(31)スルファモイル基
好ましくは、炭素数0から30の置換もしくは無置換のスルファモイル基(例えば、N−エチルスルファモイル、N−(3−ドデシルオキシプロピル)スルファモイル、N,N−ジメチルスルファモイル、N−アセチルスルファモイル、N−ベンゾイルスルファモイル、N−(N’−フェニルカルバモイル)スルファモイル)
(31) Sulfamoyl group Preferably, the substituted or unsubstituted sulfamoyl group having 0 to 30 carbon atoms (for example, N-ethylsulfamoyl, N- (3-dodecyloxypropyl) sulfamoyl, N, N-dimethylsulfamoyl) N-acetylsulfamoyl, N-benzoylsulfamoyl, N- (N′-phenylcarbamoyl) sulfamoyl)

(32)スルホ基 (32) Sulfo group

(33)アルキルもしくはアリールスルフィニル基
好ましくは、炭素数1から30の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、6から30の置換または無置換のアリールスルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル、フェニルスルフィニル、p−メチルフェニルスルフィニル)
(33) an alkyl or arylsulfinyl group, preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfinyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsulfinyl group having 6 to 30 carbon atoms (for example, methylsulfinyl, ethylsulfinyl, phenylsulfinyl, p-methylphenylsulfinyl)

(34)アルキルもしくはアリールスルホニル基
好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基、6から30の置換もしくは無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、フェニルスルホニル、p−メチルフェニルスルホニル)
(34) an alkyl or arylsulfonyl group, preferably a substituted or unsubstituted alkylsulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl group having 6 to 30 carbon atoms, such as methylsulfonyl, ethylsulfonyl, phenylsulfonyl, p-methylphenylsulfonyl)

(35)アシル基
好ましくは、ホルミル基、炭素数2から30の置換もしくは無置換のアルキルカルボニル基、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールカルボニル基、炭素数4から30の置換もしくは無置換の炭素原子でカルボニル基と結合しているヘテロ環カルボニル基(例えば、アセチル、ピバロイル、2−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、p−n−オクチルオキシフェニルカルボニル、2―ピリジルカルボニル、2―フリルカルボニル)
(35) Acyl group Preferably, it is a formyl group, a substituted or unsubstituted alkylcarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylcarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group having 4 to 30 carbon atoms. Heterocyclic carbonyl groups bonded to carbonyl groups at substituted carbon atoms (eg, acetyl, pivaloyl, 2-chloroacetyl, stearoyl, benzoyl, pn-octyloxyphenylcarbonyl, 2-pyridylcarbonyl, 2-furylcarbonyl )

(36)アリールオキシカルボニル基
好ましくは、炭素数7から30の置換もしくは無置換のアリールオキシカルボニル基(例えば、フェノキシカルボニル、o−クロロフェノキシカルボニル、m−ニトロフェノキシカルボニル、p−t−ブチルフェノキシカルボニル)
(36) Aryloxycarbonyl group Preferably, it is a substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms (for example, phenoxycarbonyl, o-chlorophenoxycarbonyl, m-nitrophenoxycarbonyl, pt-butylphenoxycarbonyl). )

(37)アルコキシカルボニル基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル)
(37) Alkoxycarbonyl group Preferably, the substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms (for example, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, n-octadecyloxycarbonyl)

(38)カルバモイル基
好ましくは、炭素数1から30の置換もしくは無置換のカルバモイル(例えば、カルバモイル、N−メチルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル、N−(メチルスルホニル)カルバモイル)
(38) Carbamoyl group Preferably, the substituted or unsubstituted carbamoyl having 1 to 30 carbon atoms (for example, carbamoyl, N-methylcarbamoyl, N, N-dimethylcarbamoyl, N, N-di-n-octylcarbamoyl, N- (Methylsulfonyl) carbamoyl)

(39)アリールおよびヘテロ環アゾ基
好ましくは、炭素数6から30の置換もしくは無置換のアリールアゾ基、炭素数3から30の置換もしくは無置換のヘテロ環アゾ基(例えば、フェニルアゾ、p−クロロフェニルアゾ、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ)
(39) Aryl and heterocyclic azo group Preferably, the substituted or unsubstituted arylazo group having 6 to 30 carbon atoms, or the substituted or unsubstituted heterocyclic azo group having 3 to 30 carbon atoms (for example, phenylazo, p-chlorophenylazo , 5-ethylthio-1,3,4-thiadiazol-2-ylazo)

(40)イミド基
好ましくは、N−スクシンイミド、N−フタルイミド
(40) Imido group, preferably N-succinimide, N-phthalimide

(41)ホスフィノ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィノ基(例えば、ジメチルホスフィノ、ジフェニルホスフィノ、メチルフェノキシホスフィノ)
(41) Phosphino group Preferably, the substituted or unsubstituted phosphino group having 2 to 30 carbon atoms (for example, dimethylphosphino, diphenylphosphino, methylphenoxyphosphino)

(42)ホスフィニル基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニル基(例えば、ホスフィニル、ジオクチルオキシホスフィニル、ジエトキシホスフィニル)
(42) Phosphinyl group Preferably, the substituted or unsubstituted phosphinyl group having 2 to 30 carbon atoms (for example, phosphinyl, dioctyloxyphosphinyl, diethoxyphosphinyl).

(43)ホスフィニルオキシ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニルオキシ基(例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ)
(43) Phosphinyloxy group Preferably, the substituted or unsubstituted phosphinyloxy group having 2 to 30 carbon atoms (for example, diphenoxyphosphinyloxy, dioctyloxyphosphinyloxy)

(44)ホスフィニルアミノ基
好ましくは、炭素数2から30の置換もしくは無置換のホスフィニルアミノ基(例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ、ジメチルアミノホスフィニルアミノ)
(44) Phosphinylamino group Preferably, the substituted or unsubstituted phosphinylamino group having 2 to 30 carbon atoms (for example, dimethoxyphosphinylamino, dimethylaminophosphinylamino)

(45)ホスフォ基 (45) Phosphor group

(46)シリル基
好ましくは、炭素数3から30の置換もしくは無置換のシリル基(例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリイソプロピルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)
(46) Silyl group Preferably, the substituted or unsubstituted silyl group having 3 to 30 carbon atoms (for example, trimethylsilyl, triethylsilyl, triisopropylsilyl, t-butyldimethylsilyl, phenyldimethylsilyl)

(47)ヒドラジノ基
好ましくは炭素数0から30の置換もしくは無置換のヒドラジノ基(例えば、トリメチルヒドラジノ)
(47) Hydrazino group Preferably a substituted or unsubstituted hydrazino group having 0 to 30 carbon atoms (for example, trimethylhydrazino)

(48)ウレイド基
好ましくは炭素数0から30の置換もしくは無置換のウレイド基(例えばN,N−ジメチルウレイド)
これらの置換基Wの例中、好ましくは(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)、(28)、(29)、(30)、(31)、(33)、(34)、(35)、(36)、(37)、(38)、(39)、(41)、(42)、(43)、(44)、(46)、(47)、(48)である。
上記の可溶化基による可溶化は、有機半導体組成物中の塗布に用いられる溶媒とも関係する。この溶媒としては前記汎用溶媒が挙げられる。
可溶化基は、所定の溶解度を考慮し、有機半導体組成物に用いる溶媒の種類などによって適宜定める。
(48) Ureido group Preferably, the substituted or unsubstituted ureido group having 0 to 30 carbon atoms (for example, N, N-dimethylureido)
Of these substituents W, preferably (2), (3), (4), (5), (6), (11), (12), (13), (14), (15) , (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23), (24), (25), (26), (28), ( 29), (30), (31), (33), (34), (35), (36), (37), (38), (39), (41), (42), (43) , (44), (46), (47), (48).
The solubilization by the solubilizing group is also related to the solvent used for coating in the organic semiconductor composition. Examples of the solvent include the general-purpose solvents.
The solubilizing group is appropriately determined depending on the type of solvent used in the organic semiconductor composition in consideration of a predetermined solubility.

また、2つのWが共同して環を形成することもできる。このような環としては芳香族、または非芳香族の炭化水素環、またはヘテロ環や、これらがさらに組み合わされて形成された多環縮合環が挙げられる。例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、およびフェナジン環が挙げられる。これらの中で好ましい環化合物はベンゼン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環である。ただし、芳香族環は、本発明のフタロシアニン系化合物の溶媒に対する溶解性を改善することは少なく、好ましくない。   Two Ws can also form a ring together. Examples of such a ring include an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring, a hetero ring, and a polycyclic fused ring formed by further combining these rings. For example, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, Pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenant Examples include lysine ring, acridine ring, phenanthroline ring, thianthrene ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, phenothiazine ring, and phenazine ring. Among these, preferred ring compounds are a benzene ring, a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, a pyridine ring, and a pyrazine ring. However, the aromatic ring is not preferable because it rarely improves the solubility of the phthalocyanine compound of the present invention in a solvent.

上記の置換基Wの中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていても良い。そのような置換基の例としては、−CONHSO−基(スルホニルカルバモイル基、カルボニルスルファモイル基)、−CONHCO−基(カルボニルカルバモイル基)、−SONHSO−基(スルフォニルスルファモイル基)が挙げられる。より具体的には、アルキルカルボニルアミノスルホニル基(例えば、アセチルアミノスルホニル)、アリールカルボニルアミノスルホニル基(例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基)、アルキルスルホニルアミノカルボニル基(例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル)、アリールスルホニルアミノカルボニル基(例えば、p−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル)が挙げられる。 Among the above-described substituents W, those having a hydrogen atom may be substituted with the above groups by removing this. Examples of such substituents include a —CONHSO 2 — group (sulfonylcarbamoyl group, carbonylsulfamoyl group), —CONHCO— group (carbonylcarbamoyl group), —SO 2 NHSO 2 — group (sulfonylsulfamoyl group). ). More specifically, alkylcarbonylaminosulfonyl group (for example, acetylaminosulfonyl), arylcarbonylaminosulfonyl group (for example, benzoylaminosulfonyl group), alkylsulfonylaminocarbonyl group (for example, methylsulfonylaminocarbonyl), arylsulfonylamino A carbonyl group (for example, p-methylphenylsulfonylaminocarbonyl) is mentioned.

本発明で用いられるπ共役系化合物Aおよび化合物Bとしては、半導体特性や化合物の安定性の観点から以下の化学式(化2)で示されるフタロシアニンおよびその類縁体(化合物A1又はB1)であることが特に好ましい。   The π-conjugated compound A and compound B used in the present invention are phthalocyanine and its analogs (compound A1 or B1) represented by the following chemical formula (Chemical Formula 2) from the viewpoint of semiconductor properties and compound stability. Is particularly preferred.

(式中、Mは金属原子または水素原子(Mが水素原子の場合、2つの水素原子がNおよびNの窒素原子にそれぞれ結合する。)を表す。Qは芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環を形成するのに必要な原子群を表す。複数のQは同一でも異なっていてもよい。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。前記のように+は両者の混合物であることを示す。) (In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (when M is a hydrogen atom, two hydrogen atoms are bonded to nitrogen atoms of N 1 and N 2 , respectively.) Q represents an aromatic hydrocarbon ring or aromatic group. Represents a group of atoms necessary to form a group heterocycle, a plurality of Qs may be the same or different, R represents a substituent, n represents a natural number, and when R is a plurality, a plurality of R May be the same or different, as indicated above, + indicates a mixture of both.)

一般式2において、RはMまたはQからなる環のいずれかに結合しているが、好ましくはQからなる環に結合してる場合である。   In the general formula 2, R is bonded to either the ring consisting of M or Q, but preferably bonded to the ring consisting of Q.

一般式2において、Mは金属原子、またはNおよびNで表される窒素原子に結合する2つの水素原子を表す。Mが金属原子を表す場合は、安定な錯体を形成するものであれば金属はいかなるものでも良く、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Ba、Al、Si、Hg、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Pd、Cd、Sn、Pt、Pb、Sr、V、Mn、Ti、In、またはGaなどを使用することができる。金属原子には置換基が結合していてもよく、置換基としては前述のWを用いることができる。Mとして好ましくはMg、Ca、AlCl、SiCl、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pd、Sn、SnCl、Pt、Pb、V=O、Mn、Ti=Oが用いられ、より好ましくはFe、Co、Ni、Cu、Znが用いられ、特に好ましくはCu、Znが用いられる。なお、Mが水素原子である場合も好ましく、Mが水素原子である場合の一般式2は下記一般式2’であらわされる。 In General Formula 2, M represents a metal atom or two hydrogen atoms bonded to the nitrogen atom represented by N 1 and N 2 . When M represents a metal atom, any metal can be used as long as it forms a stable complex, and Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Ba, Al, Si, Hg, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Pd, Cd, Sn, Pt, Pb, Sr, V, Mn, Ti, In, or Ga can be used. A substituent may be bonded to the metal atom, and the aforementioned W can be used as the substituent. The preferred M Mg, Ca, AlCl, SiCl 2, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd, Sn, SnCl 2, Pt, Pb, V = O, Mn, Ti = O is used, more preferably Fe, Co, Ni, Cu, and Zn are used, and Cu and Zn are particularly preferably used. M is preferably a hydrogen atom. General formula 2 in the case where M is a hydrogen atom is represented by the following general formula 2 ′.

(式中、Qは芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環を形成するのに必要な原子群を表す。複数のQは同一でも異なっていてもよい。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, Q represents an atomic group necessary to form an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle. Plural Qs may be the same or different. R represents a substituent, and n represents a substituent. Represents a natural number. When there are a plurality of R, the plurality of R may be the same or different.

一般式2おいて、Qからなる芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環とは、いかなるものでもよく、具体的にはWとして挙げたものの中で、芳香族炭化水素環および芳香族へテロ環の項で述べたものが挙げられる。5〜7員環がより好ましく、5又は6員環がさらに好ましく、6員環が特に好ましい。Qにより形成される芳香族ヘテロ環に含まれるヘテロ原子は特に限定されないが、窒素、酸素、硫黄、セレン、ケイ素、ゲルマニウム又はリンが好ましく、窒素、酸素又は硫黄がさらに好ましく、窒素が特に好ましい。Qにより形成される芳香族ヘテロ環ひとつに含有されるヘテロ原子数は特に限定されないが、1〜3が好ましい。   In the general formula 2, the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle consisting of Q may be any one, specifically, among those listed as W, the aromatic hydrocarbon ring and the aromatic heterocycle. Those mentioned in the item of the ring can be mentioned. A 5- to 7-membered ring is more preferable, a 5- or 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is particularly preferable. Although the hetero atom contained in the aromatic heterocycle formed by Q is not particularly limited, nitrogen, oxygen, sulfur, selenium, silicon, germanium or phosphorus is preferable, nitrogen, oxygen or sulfur is more preferable, and nitrogen is particularly preferable. The number of heteroatoms contained in one aromatic heterocycle formed by Q is not particularly limited, but is preferably 1 to 3.

Qにより形成される芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環の具体例としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環であり、より好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、チオフェン環である。
Qにより形成される芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環は、置換基を有していてもよく、置換基としては、前述のWで挙げたものが適用できる。
Specific examples of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle formed by Q include benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring. Oxadiazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, silole ring, germol ring, phosphole ring and the like. Preferred are benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrrole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, oxadiazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, silole ring, and more preferred. Are a benzene ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, and a thiophene ring.
The aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle formed by Q may have a substituent, and as the substituent, those mentioned in the above W can be applied.

Qにより形成される芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環はさらに他の環と縮合環を形成してもよく、縮合する環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。上記の置換基および縮合環は、さらに置換基を有していてもよく、さらに他の環と縮合していてもよい。置換基としては、前述のWとして挙げたものが適用できる。   The aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle formed by Q may further form a condensed ring with another ring. Examples of the condensed ring include a benzene ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, and a pyridazine ring. , Pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, oxadiazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, furan ring, thiophene ring, selenophene ring, silole ring, gelmol ring, phosphole ring and the like. The above substituent and condensed ring may further have a substituent and may be further condensed with another ring. As the substituent, those mentioned as W above can be applied.

Qにより形成される芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環として好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、チオフェン環であり、特に好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環であり、特に好ましくはベンゼン環である。複数のQは同一でも異なっていてもよいが、好ましくは同一の場合であり、最も好ましくはQからなる環が全てベンゼン環の場合である。   The aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle formed by Q is preferably a benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, thiazole. Ring, furan ring, thiophene ring, more preferably benzene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, thiophene ring, more preferably benzene ring, A pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrazole ring, an imidazole ring and a thiophene ring, particularly preferably a benzene ring, a pyridine ring and a pyrazine ring, particularly preferably a benzene ring. Plural Qs may be the same or different, but are preferably the same, and most preferably the ring consisting of Q is all benzene rings.

本発明で用いられるπ共役系化合物としては、n型材料として用いられることがより好ましい。本発明において、n型材料とは、正孔輸送能より電子輸送能の方が高い材料のことをいう。従って、π共役系化合物Aがフタロシアニンおよびその類縁体であるときは、一般式2で表されるフタロシアニンおよびその類縁体はQで形成される環に電子求引基が結合しているか、またはQで形成される環が電子不足な芳香族ヘテロ環であることが特に好ましい。電子求引基としては、特に制限はなく、例えば、Chem.Rev.,1991,91,165.に記載されている置換基のうちHammet値が正の値のものが挙げられ、具体例としてはハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、パーフルオロアルキル基、−CO−R、−CO−CO−R、−SO−R、−SO−R、−C(=N−R)−R、−S(=NR)−R、−S(=NR−R、−P(=O)R 、−O−R、−S−R、−N(−R)−CO−R、−N(−R)−SO−R、−N(−R)−SO−R、−N(−R)−C(=N−R)−R、−N(−R)−S(=NR−R、および−N(−R)−P(=O)R で表される基が挙げられる。ここでRは水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、ヒドロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、またはメルカプト基を表す。具体的には、Wのうち、これらの置換基の例として示したものが挙げられる。Rは水素原子、アルキル基、アリール基、複素環基、アシル基、スルホニル基、スルフィニル基、またはホスホリル基を表す。具体的には、Wのうち、これらの置換基の例として示したものが挙げられる。Rはパーフルオロアルキル基、シアノ基、アシル基、スルホニル基、またはスルフィニル基を表す。具体的には、Wのうち、これらの置換基の例として示したものが挙げられる。 The π-conjugated compound used in the present invention is more preferably used as an n-type material. In the present invention, the n-type material refers to a material having a higher electron transport capability than a hole transport capability. Therefore, when the π-conjugated compound A is phthalocyanine and its analog, the phthalocyanine represented by the general formula 2 and its analog have an electron withdrawing group bonded to the ring formed by Q, or Q It is particularly preferable that the ring formed by is an electron-deficient aromatic heterocycle. There is no restriction | limiting in particular as an electron withdrawing group, For example, refer to Chem. Rev. 1991, 91, 165. In which the Hammet value is a positive value, and specific examples thereof include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a perfluoroalkyl group, —CO—R 1 , —CO—CO—. R 1, -SO-R 1, -SO 2 -R 1, -C (= NR 2) -R 1, -S (= NR 2) -R 1, -S (= NR 2) 2 -R 1 , —P (═O) R 1 2 , —O—R 3 , —S—R 3 , —N (—R 2 ) —CO—R 1 , —N (—R 2 ) —SO—R 1 , -N (-R 2) -SO 2 -R 1, -N (-R 2) -C (= NR 2) -R 1, -N (-R 2) -S (= NR 2) 2 - R 1, and -N (-R 2) -P (= O) include groups represented by R 1 2. Where R 1 is a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, heterocyclic group, amino group, alkyloxy group, aryloxy group, heterocyclic oxy group, hydroxy group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, or mercapto Represents a group. Specific examples of W include those shown as examples of these substituents. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heterocyclic group, an acyl group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, or a phosphoryl group. Specific examples of W include those shown as examples of these substituents. R 3 represents a perfluoroalkyl group, a cyano group, an acyl group, a sulfonyl group, or a sulfinyl group. Specific examples of W include those shown as examples of these substituents.

、R、Rで表される基は置換基(例えば、Wで示した置換基)でさらに置換されていてもよく、そのような置換基の具体例としてはハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子)、アルキル基(アラルキル基、シクロアルキル基、活性メチン基などを含む)、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基(置換する位置は問わない)、4級化された窒素原子を含む複素環基(例えばピリジニオ基、イミダゾリオ基、キノリニオ基、イソキノリニオ基)、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、カルボキシル基またはその塩、スルホニルカルバモイル基、アシルカルバモイル基、スルファモイルカルバモイル基、カルバゾイル基、オキサリル基、オキサモイル基、シアノ基、チオカルバモイル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基(エチレンオキシ基もしくはプロピレンオキシ基単位を繰り返し含む基を含む)、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、(アルコキシもしくはアリールオキシ)カルボニルオキシ基、カルバモイルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、(アルキル,アリール、または複素環)アミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、ウレイド基、チオウレイド基、イミド基、(アルコキシもしくはアリールオキシ)カルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、セミカルバジド基、チオセミカルバジド基、ヒドラジノ基、アンモニオ基、オキサモイルアミノ基、(アルキルもしくはアリール)スルホニルウレイド基、アシルウレイド基、アシルスルファモイルアミノ基、ニトロ基、メルカプト基、(アルキル,アリール,または複素環)チオ基、(アルキルまたはアリール)スルホニル基、(アルキルまたはアリール)スルフィニル基、スルホ基またはその塩、スルファモイル基、アシルスルファモイル基、スルホニルスルファモイル基またはその塩、リン酸アミドもしくはリン酸エステル構造を含む基、シリルオキシ基(例えば、トリメチルシリルオキシ、t−ブチルジメチルシリルオキシ)、およびシリル基(例えば、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、フェニルジメチルシリル)などが挙げられる。 The groups represented by R 1 , R 2 and R 3 may be further substituted with a substituent (for example, a substituent represented by W). Specific examples of such a substituent include a halogen atom (fluorine atom). , Chlorine atom, bromine atom or iodine atom), alkyl group (including aralkyl group, cycloalkyl group, active methine group, etc.), alkenyl group, alkynyl group, aryl group, heterocyclic group (regarding the position of substitution) A quaternized heterocyclic group containing a nitrogen atom (eg, pyridinio group, imidazolio group, quinolinio group, isoquinolinio group), acyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, carboxyl group or salt thereof, sulfonyl Carbamoyl, acylcarbamoyl, sulfamoylcarbamoyl, carbazoyl, oxalyl, oxy Moyl group, cyano group, thiocarbamoyl group, hydroxyl group, alkoxy group (including groups containing repeating ethyleneoxy group or propyleneoxy group units), aryloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, (alkoxy or aryloxy) Carbonyloxy group, carbamoyloxy group, sulfonyloxy group, amino group, (alkyl, aryl, or heterocyclic) amino group, acylamino group, sulfonamide group, ureido group, thioureido group, imide group, (alkoxy or aryloxy) carbonyl Amino group, sulfamoylamino group, semicarbazide group, thiosemicarbazide group, hydrazino group, ammonio group, oxamoylamino group, (alkyl or aryl) sulfonylureido group, acylureido group, acyls Rufamoylamino group, nitro group, mercapto group, (alkyl, aryl, or heterocycle) thio group, (alkyl or aryl) sulfonyl group, (alkyl or aryl) sulfinyl group, sulfo group or its salt, sulfamoyl group, acylsulfur group A famoyl group, a sulfonylsulfamoyl group or a salt thereof, a group containing a phosphoric acid amide or a phosphoric ester structure, a silyloxy group (for example, trimethylsilyloxy, t-butyldimethylsilyloxy), and a silyl group (for example, trimethylsilyl, t -Butyldimethylsilyl, phenyldimethylsilyl) and the like.

電子求引基として、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、ニトロ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、スルホニル基、スルホ基、エステル基、カルボニル基、電子不足な芳香族ヘテロ環基(後述のもの)であり、より好ましくはフッ素原子、塩素原子、ニトロ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、スルホニル基であり、さらに好ましくはフッ素原子または塩素原子である。   The electron withdrawing group is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a nitro group, a cyano group, a perfluoroalkyl group, a sulfonyl group, a sulfo group, an ester group, a carbonyl group, or an electron-deficient aromatic heterocyclic group (described later). More preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a nitro group, a cyano group, a perfluoroalkyl group or a sulfonyl group, and still more preferably a fluorine atom or a chlorine atom.

電子不足な芳香族へテロ環とは、ベンゼン環と比べて電子密度が低いヘテロ環であり、ベンゼン環と比べてより酸化が起こりにくく還元が起こりやすい分子構造といってもよい。好ましくは窒素原子を1個以上含む炭素数2〜10のものであり、より好ましくはピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、キノリン環、シロール環、ゲルモール環のいずれかであり、特に好ましくはピリジン環、ピラジン環である。   An electron-deficient aromatic heterocycle is a heterocycle having a lower electron density than a benzene ring, and may be said to have a molecular structure that is less susceptible to oxidation and more susceptible to reduction than a benzene ring. Preferably it is a C2-C10 thing containing 1 or more of nitrogen atoms, More preferably, it is a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a triazine ring, an oxazole ring, an oxadiazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring. , A quinoline ring, a silole ring, or a gelmol ring, particularly preferably a pyridine ring or a pyrazine ring.

本発明で用いられるπ共役系化合物Aおよび化合物Bとしては、半導体特性および化合物の安定性から、下記一般3のフッ素化フタロシアニン(化合物A2、B2)であることが特に好ましい。   The π-conjugated compound A and compound B used in the present invention are particularly preferably fluorinated phthalocyanines (compounds A2 and B2) of the following general 3 from the viewpoint of semiconductor characteristics and compound stability.

(式中、Mは金属原子または水素原子(水素原子の場合はイソインドール環の窒素原子およびイソインドリン環の窒素原子に結合する)を表す。mは自然数を表す。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (in the case of a hydrogen atom, bonded to a nitrogen atom of an isoindole ring and a nitrogen atom of an isoindoline ring), m represents a natural number, R represents a substituent, n represents a natural number. When there are a plurality of R, the plurality of R may be the same or different.

式中、MおよびRは一般式2と同様であり、好ましい範囲も同様である。mは好ましくは1〜16であり、より好ましくは4〜15である。またnの好ましい範囲は前記と同様である。   In the formula, M and R are the same as those in the general formula 2, and the preferred ranges are also the same. m is preferably 1 to 16, and more preferably 4 to 15. The preferred range of n is the same as described above.

前述のように、化合物Aと化合物Bのエネルギーレベルが近くなることが好ましい。従って、π共役系化合物Aが一般式3中で表されるフッ素化フタロシアニンの場合、化合物Bの可溶化基Rは同時に電子求引基であることが好ましい。   As described above, the energy levels of Compound A and Compound B are preferably close. Therefore, when the π-conjugated compound A is a fluorinated phthalocyanine represented by the general formula 3, it is preferable that the solubilizing group R of the compound B is simultaneously an electron withdrawing group.

電子求引基としては、前述のものを用いることができるが、好ましくは−L−R’で表される基が用いられる。ここで、Lは**−SO***−SO***−SON(−) ***−SO−***−CO−***−CON(−) ***−COO−***−COCO*、および**−COCON(−) *で表される基の中から選ばれる基を表す。**はこの位置でフタロシアニン骨格と結合し、*はこの位置でR’と結合することを示す。R’が複数結合する場合、それぞれのR’は同一であっても異なっても良い。 As the electron-withdrawing group, those described above can be used, but a group represented by -LR 'is preferably used. Here, L is ** -SO 2 - *, ** -SO 3 - *, ** -SO 2 N (-) 2 *, ** -SO- *, ** -CO- *, ** - CON (-) 2 *, ** -COO- *, ** -COCO 2 - *, and ** -COCON (-) represents a group selected from groups represented by the 2 *. ** is bonded to the phthalocyanine skeleton at this position, and * is bonded to R ′ at this position. When a plurality of R ′ are bonded, each R ′ may be the same or different.

Lは好ましくは**−SO***−SON(−) ***−CO−***−CON(−) *または**−COO−*で表される基が用いられ、より好ましくは**−SO***−SON(−) *または**−CON(−) *で表される基が用いられ、特に好ましくは**−SO*または**−SON(−) *で表される基が用いられる。 L is preferably ** -SO 2 - *, ** -SO 2 N (-) 2 *, ** -CO- *, ** -CON (-) is represented by 2 * or ** -COO- * that group is used, more preferably ** -SO 2 - *, ** -SO 2 N (-) 2 * or ** -CON (-) 2 * group represented by is used, and particularly preferably ** -SO 2 - *, or ** -SO 2 N (-) groups represented by 2 * used.

R’は水素原子、アルキル基、アリール基または複素環基を表す。具体的には、前述のWのうちアルキル基、アリール基または複素環基の例として示したものが挙げられる。R’として好ましくはアルキル基、アリール基または複素環基である。R’がアルキル基、アリール基または複素環基の場合は、これらはさらに他の置換基(例えば、Wで示した置換基)で置換されていても良い。   R 'represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group. Specific examples of the aforementioned W include alkyl groups, aryl groups, and heterocyclic groups. R ′ is preferably an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group. When R ′ is an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group, these may be further substituted with another substituent (for example, a substituent represented by W).

R’としてさらに好ましくはアルキル基またはアリール基が用いられ、特に好ましくはアルキル基が用いられる。R’は炭素数1〜30のものが用いられ、好ましくは1〜20ものが用いられ、より好ましくは1〜10ものが用いられる。R’としては溶媒への溶解性向上の観点からは分岐のアルキル基を含む場合が好ましいが、半導体特性向上の観点からは直鎖のアルキル基を用いた方が好ましく、用途や必要な特性によって適当なものを選択できる。   R ′ is more preferably an alkyl group or an aryl group, and particularly preferably an alkyl group. R 'has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms. R ′ preferably contains a branched alkyl group from the viewpoint of improving solubility in a solvent, but it is preferable to use a linear alkyl group from the viewpoint of improving semiconductor characteristics, depending on the application and required characteristics. Appropriate ones can be selected.

以下に本発明の有機半導体組成物の好ましい具体例を示す。ただし本発明は以下の例に限定されるものではない。なお以下の表記した式において+は両者の均一の混合物であることを示し、組成物として前記の範囲で存在する溶媒の表記は省く。   The preferable specific example of the organic-semiconductor composition of this invention is shown below. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following expression, “+” indicates a uniform mixture of both, and the description of the solvent existing in the above range as the composition is omitted.

本発明の有機半導体組成物の各成分(化合物A、B)は、「Organic Field−Effect Transistors」(2007年刊、CRC Press)159−228頁、およびそこで引用されている論文を参考に合成することができる。   Each component (compounds A and B) of the organic semiconductor composition of the present invention is synthesized with reference to “Organic Field-Effect Transistors” (2007, CRC Press), pages 159 to 228, and papers cited therein. Can do.

本発明の有機半導体組成物がフタロシアニン類である場合、その合成は、白井汪芳、小林長夫編・著「フタロシアニン−化学と機能−」(アイピーシー社、1997年刊)の第1〜62頁、廣橋亮、坂本恵一、奥村映子編「機能性色素としてのフタロシアニン」(アイピーシー社、2004年刊)の第29〜77頁の記載の方法に準じて行うことができる。   In the case where the organic semiconductor composition of the present invention is a phthalocyanine, the synthesis thereof is described in pages 1 to 62 of Shirai Yasuyoshi, Kobayashi Nagao, edited by “Phthalocyanine—Chemistry and Function” (IPC, 1997). It can be carried out according to the method described on pages 29-77 of Ryo Takahashi, Keiichi Sakamoto, and Eiko Okumura edited by “Phthalocyanine as a functional pigment” (IPC, 2004).

フタロシアニン類の代表的な合成法としては、これらの文献に記載のワイラー法、フタロニトリル法、リチウム法、サブフタロシアニン法、および塩素化フタロシアニン法などが挙げられる。本発明においては、フタロニトリル法を好ましく用いることができる。異なる構造のイソインドリン環が1:3、2:2、または3:1の比率のフタロシアニン類を合成する場合、例えば2種以上のフタロニトリル誘導体を所望の比率で混合して反応させることにより、意図したイソインドリン環の比率を有するフタロシアニン誘導体を主生成物として含むフタロシアニン混合物を得ることができる。この方法は、サブフタロシアニン法に比べて反応の選択性は劣るが、比較的工程の短い簡便な合成法である。なお、1:3、または3:1の比率のフタロシアニン誘導体を選択的に得るためには、例えば、ホウ素を中心として3つのイソインドリン環を持つサブフタロシアニン誘導体と異種の1,3−ジイミノイソインドリン誘導体などを反応させるサブフタロシアニン法を好ましく用いることができる。   Typical methods for synthesizing phthalocyanines include the Weiler method, phthalonitrile method, lithium method, subphthalocyanine method, and chlorinated phthalocyanine method described in these documents. In the present invention, the phthalonitrile method can be preferably used. When synthesizing phthalocyanines having a ratio of 1: 3, 2: 2, or 3: 1 of isoindoline rings having different structures, for example, by mixing two or more phthalonitrile derivatives in a desired ratio and reacting them, A phthalocyanine mixture containing a phthalocyanine derivative having the intended isoindoline ring ratio as the main product can be obtained. This method is a simple synthesis method with relatively short steps, although the selectivity of the reaction is inferior to that of the subphthalocyanine method. In order to selectively obtain a phthalocyanine derivative having a ratio of 1: 3 or 3: 1, for example, a sub-phthalocyanine derivative having three isoindoline rings centered on boron and a different 1,3-diiminoisotope are used. A subphthalocyanine method in which an indoline derivative or the like is reacted can be preferably used.

フタロシアニン類の環形成反応においては、いかなる反応条件を用いても良い。環形成反応においては、フタロシアニン類の中心金属となる種々の金属を添加することが好ましいが、中心金属を持たないフタロシアニン類を合成後に、所望の金属を導入しても良い。反応溶媒としては、特に制限はないが、好ましくは高沸点の溶媒である。また、環形成反応促進のために、酸または塩基を用いることが好ましく、特に塩基を用いることが好ましい。最適な反応条件は、目的とするフタロシアニン誘導体の構造により異なるが、上記の文献に記載された具体的な反応条件を参考に設定することができる。   Any reaction conditions may be used in the ring-forming reaction of phthalocyanines. In the ring formation reaction, it is preferable to add various metals to be the central metal of phthalocyanines, but a desired metal may be introduced after synthesizing a phthalocyanine having no central metal. The reaction solvent is not particularly limited, but is preferably a high boiling point solvent. In order to promote the ring formation reaction, it is preferable to use an acid or a base, and it is particularly preferable to use a base. Optimum reaction conditions vary depending on the structure of the target phthalocyanine derivative, but can be set with reference to specific reaction conditions described in the above-mentioned documents.

上記のフタロシアニン誘導体の合成に使用する原料としては、無水フタル酸、フタルイミド、フタル酸およびその塩、フタル酸ジアミド、フタロニトリル、1,3−ジイミノイソインドリンなどの誘導体を用いることができる。これらの原料は公知の方法で常法で合成できる。   As raw materials used for the synthesis of the above phthalocyanine derivatives, derivatives such as phthalic anhydride, phthalimide, phthalic acid and salts thereof, phthalic acid diamide, phthalonitrile, 1,3-diiminoisoindoline can be used. These raw materials can be synthesized by a conventional method by a known method.

本発明の有機半導体組成物は、各成分を混合して組成物を得ても、合成時に組成物として合成してもよいが、好ましくは合成時に有機半導体の混合物として得られたものを利用する場合である。その中でも特に好ましいのは、2種類以上の置換基の異なるフタロニトリル(または無水フタル酸、フタルイミド、フタル酸およびその塩、フタル酸ジアミド、1,3−ジイミノイソインドリンなど)を混合して反応させることによりフタロシアニン類の混合物を得て、これを用いて有機半導体組成物を作製する場合である。   The organic semiconductor composition of the present invention may be obtained by mixing the respective components to obtain a composition, or may be synthesized as a composition at the time of synthesis, but preferably the one obtained as a mixture of organic semiconductors at the time of synthesis is used. Is the case. Among these, phthalonitrile (or phthalic anhydride, phthalimide, phthalic acid and salts thereof, phthalic acid diamide, 1,3-diiminoisoindoline, etc.) having two or more different substituents is particularly preferable. In this case, a mixture of phthalocyanines is obtained, and an organic semiconductor composition is produced using the mixture.

以下で本発明の組成物の有機半導体としての応用について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, the application of the composition of the present invention as an organic semiconductor will be described in more detail.

本発明における有機半導体とは、半導体の特性を示す有機材料のことである。無機材料からなる半導体と同様に、正孔をキャリアとして伝導するp型有機半導体と、電子をキャリアとして伝導するn型有機半導体がある。有機半導体中のキャリアの流れやすさはキャリア移動度μで表される。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、10−7cm/Vs以上であることが好ましく、10−5cm/Vs以上であることがより好ましい。移動度は電界効果トランジスタ(FET)素子を作製したときの特性や飛行時間計測(TOF)法により求めることができる。 The organic semiconductor in the present invention is an organic material exhibiting semiconductor characteristics. Similar to semiconductors made of inorganic materials, there are p-type organic semiconductors that conduct holes as carriers and n-type organic semiconductors that conduct electrons as carriers. The ease of carrier flow in the organic semiconductor is represented by carrier mobility μ. Although it varies depending on the application, in general, the mobility should be high, preferably 10 −7 cm 2 / Vs or more, and more preferably 10 −5 cm 2 / Vs or more. The mobility can be obtained by characteristics when a field effect transistor (FET) element is manufactured or by a time-of-flight measurement (TOF) method.

本発明の有機半導体組成物を用いて有機半導体化合物を含む薄膜を形成する方法は、いかなる方法でも良いが、真空プロセスあるいは溶液プロセスにより成膜される。真空プロセス成膜の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、分子ビームエピタキシー(MBE)法などの物理気相成長法あるいはプラズマ重合などの化学気相蒸着(CVD)法が挙げられる。溶液プロセス成膜は、有機化合物を溶解させることができる溶媒中に溶解させ、その溶液を用いて成膜する方法であり、具体的にはキャスト法、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング(浸漬)コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、インクジェット法、スピンコート法、Langmuir−Blodgett(LB)法などが挙げられ、キャスト法、スピンコート法およびインクジェット法を用いることが好ましい。   Any method may be used to form a thin film containing an organic semiconductor compound using the organic semiconductor composition of the present invention, but the film is formed by a vacuum process or a solution process. Specific examples of vacuum process film formation include physical vapor deposition such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, molecular beam epitaxy (MBE), or chemical vapor deposition (CVD) such as plasma polymerization. Law. Solution process film formation is a method in which an organic compound is dissolved in a solvent capable of dissolving it, and the solution is used to form a film. Specifically, a cast method, a blade coating method, a wire bar coating method, a spray coating method is used. Method, dipping (dipping) coating method, bead coating method, air knife coating method, curtain coating method, ink jet method, spin coating method, Langmuir-Blodgett (LB) method, etc., casting method, spin coating method and ink jet method Is preferably used.

本発明においては、溶液プロセスにより成膜することが好ましい。本発明の有機半導体は、溶液プロセス成膜により厚さ数mmから数nm以下に成膜できる。膜厚は、電子デバイスの種類などにより特に制限はないが、好ましくは1nm〜50μm、より好ましくは10nm〜1μmである。   In the present invention, it is preferable to form a film by a solution process. The organic semiconductor of the present invention can be formed to a thickness of several mm to several nm or less by solution process film formation. The film thickness is not particularly limited depending on the type of electronic device, but is preferably 1 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 1 μm.

溶液プロセスを用いて有機半導体層を形成する場合、層を形成する材料、あるいはその材料とバインダー樹脂を適当な有機溶媒(例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1−メチルナフタレン、1,2−ジクロロベンゼンなどの炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、1−メチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキサイドなどの極性溶媒)および/または水に溶解、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。その塗布液において本発明の、組成物中の有機半導体化合物AとBを合わせた濃度は、好ましくは、0.1〜80質量%、より好ましくは0.1〜10質量%とすることにより、任意の厚さの膜を形成できる。   When an organic semiconductor layer is formed using a solution process, a material for forming the layer, or the material and a binder resin are mixed with a suitable organic solvent (for example, hexane, octane, decane, toluene, xylene, ethylbenzene, 1-methylnaphthalene, Hydrocarbon solvents such as 1,2-dichlorobenzene, for example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, di Halogenated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene and chlorotoluene, for example, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and amyl acetate, such as methanol, propanol, butanol, and pentano Alcohol solvents such as hexanol, cyclohexanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol, for example, ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole, such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl A polar solvent such as acetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1-methyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide) and / or water to form a coating solution, and thin films by various coating methods Can be formed. In the coating solution, the concentration of the organic semiconductor compounds A and B in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, A film having an arbitrary thickness can be formed.

本発明の組成物には樹脂バインダーを用いることも可能であり、その場合、樹脂バインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどの光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレンなどの導電性ポリマーを挙げることができる。樹脂バインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用しても良い。膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高い樹脂バインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造の樹脂バインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。樹脂バインダーは使わない方が有機半導体の特性上好ましいが、目的によっては使用することもある。使う場合の樹脂バインダーの使用量は、特に制限はないが、有機半導体膜中、好ましくは0.1〜90質量%、より好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.1〜30質量%で用いられる。   In the composition of the present invention, it is also possible to use a resin binder. In this case, as the resin binder, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polysiloxane, polysulfone, polymethyl methacrylate, Insulating polymers such as polymethyl acrylate, cellulose, polyethylene, and polypropylene, and copolymers thereof, photoconductive polymers such as polyvinyl carbazole and polysilane, and conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and polyparaphenylene vinylene. be able to. The resin binder may be used alone or in combination. In consideration of the mechanical strength of the film, a resin binder having a high glass transition temperature is preferable, and in consideration of charge mobility, a resin binder, a photoconductive polymer, or a conductive polymer having a structure containing no polar group is preferable. It is preferable not to use a resin binder in view of the characteristics of the organic semiconductor, but it may be used depending on the purpose. The amount of the resin binder to be used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass, and further preferably 0.1 to 30% in the organic semiconductor film. Used in mass%.

基板表面は凹凸や平滑性、親水性・疎水性、分子間相互作用などを制御し、膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御するために処理がなされていてもよく、例としては、二酸化ケイ素表面をヘキサメチルジシラザン(HMDS)やオクタデシルトリクロロシラン(OTS)の塗布により表面処理する方法などが挙げられる。   The substrate surface may be treated to control unevenness, smoothness, hydrophilicity / hydrophobicity, intermolecular interaction, etc., and to control the film morphology and molecular orientation, for example, the silicon dioxide surface And a method of surface-treating by coating with hexamethyldisilazane (HMDS) or octadecyltrichlorosilane (OTS).

成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜のモルフォロジーや分子配向状態を制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、0℃から200℃の間であることが好ましい。   During film formation, the substrate may be heated or cooled, and the morphology and molecular orientation state of the film can be controlled by changing the temperature of the substrate. Although there is no restriction | limiting in particular as temperature of a board | substrate, It is preferable that it is between 0 degreeC and 200 degreeC.

本発明の有機半導体組成物は、特に溶液プロセスによる成膜に適している。一般に溶液プロセスで成膜するためには、上記で挙げた溶媒などに材料が溶解することが必要であるが、単に溶解するだけでは不十分なことがある。通常、真空プロセスで成膜する材料でも、溶媒にある程度溶解させることができる。しかし、溶液プロセスによる成膜法では、材料を溶媒に溶解させて塗布した後で、溶媒が蒸発して薄膜が形成する過程があり、溶液プロセス成膜に適さない材料は結晶性が高いものが多いため、この過程で結晶化してしまい良好な薄膜を形成させることが困難である。一方本発明の有機半導体組成物は、このような結晶化が起こりにくい点でも優れている。   The organic semiconductor composition of the present invention is particularly suitable for film formation by a solution process. In general, in order to form a film by a solution process, it is necessary that the material is dissolved in the above-described solvent or the like, but it is sometimes insufficient to simply dissolve the material. Usually, even a material for forming a film by a vacuum process can be dissolved in a solvent to some extent. However, in the film formation method by the solution process, there is a process in which the solvent evaporates and a thin film is formed after the material is dissolved and applied, and a material that is not suitable for the solution process film formation has high crystallinity. Therefore, it is difficult to form a good thin film due to crystallization in this process. On the other hand, the organic semiconductor composition of the present invention is also excellent in that crystallization hardly occurs.

本発明で用いる電子デバイスはいかなるものでも良いが、膜構造を有するエレクトロニクス要素を用いたデバイスとすることが好ましい。本発明のエレクトロニクス要素を用いた電子デバイスとしては、例えば、有機光電変換素子、有機トランジスタ、有機電界発光素子、ガスセンサ、有機整流素子,有機インバータ、情報記録素子が挙げられる。有機光電変換素子は光センサ用途(固体撮像素子)、エネルギー変換用途(有機太陽電池)のいずれにも用いることができる。好ましくは、有機光電変換素子、有機トランジスタ、有機電界発光素子であり、さらに好ましくは有機光電変換素子、有機トランジスタである。以下、これらのものの好ましい態様について、代表的なものを図面を用いて詳しく説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。   Any electronic device may be used in the present invention, but a device using an electronic element having a film structure is preferable. Examples of the electronic device using the electronic element of the present invention include an organic photoelectric conversion element, an organic transistor, an organic electroluminescent element, a gas sensor, an organic rectifying element, an organic inverter, and an information recording element. The organic photoelectric conversion element can be used for both optical sensor applications (solid-state imaging elements) and energy conversion applications (organic solar cells). Preferably, they are an organic photoelectric conversion element, an organic transistor, and an organic electroluminescent element, More preferably, they are an organic photoelectric conversion element and an organic transistor. Hereinafter, typical examples of these preferred embodiments will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、本発明のエレクトロニクス要素を用いた有機電界効果トランジスタ(FET)素子の構造を概略的に示す断面図である。図1のトランジスタは積層構造を基本構造として有するものであり、最下層に基板11(例えば、ポリエチレンナフトエート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルフイルム、ポリイミドフィルム、セラミック、シリコン、石英、ガラスなど)を配置し、その上面の一部に電極12を設け、さらに該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層13を設けている。さらに絶縁体層13の上面に有機半導体層14を設け、その上面の一部に2つの電極15aと15bとを隔離して配置している。電極12、電極15a、および電極15bの構成材料は、導電性を示すものであれば特に制限なく用いることができ、Cr、Al、Ta、Mo、Nb、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、In、NiあるいはNdなどの金属材料やこれらの合金材料、あるいはカーボン材料、導電性高分子など、既知の導電性材料であれば特に制限することなく使用できる。なお、図1の構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、電極15aと15bが有機半導体層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an organic field effect transistor (FET) element using the electronic element of the present invention. The transistor in FIG. 1 has a laminated structure as a basic structure, and a substrate 11 (for example, a polyester film such as polyethylene naphthoate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET), polyimide film, ceramic, silicon, quartz, Glass, etc.) is disposed, an electrode 12 is provided on a part of the upper surface thereof, and an insulator layer 13 is provided so as to cover the electrode and to be in contact with the substrate at a part other than the electrode. Furthermore, the organic semiconductor layer 14 is provided on the upper surface of the insulator layer 13, and the two electrodes 15a and 15b are disposed separately on a part of the upper surface. The constituent material of the electrode 12, the electrode 15a, and the electrode 15b can be used without particular limitation as long as it exhibits conductivity. Cr, Al, Ta, Mo, Nb, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Any known conductive material such as a metal material such as In, Ni, or Nd, an alloy material thereof, a carbon material, or a conductive polymer can be used without any particular limitation. 1 is called a top contact type element, a bottom contact type element in which the electrodes 15a and 15b are under the organic semiconductor layer can also be preferably used.

ゲート幅(チャンネル幅)Wとゲート長(チャンネル長)Lに特に制限はないが、これらの比W/Lが10以上であることが好ましく、20以上であることがより好ましい。   The gate width (channel width) W and the gate length (channel length) L are not particularly limited, but the ratio W / L is preferably 10 or more, and more preferably 20 or more.

各層の厚さに特に制限はないが、より薄いトランジスタとする必要がある場合には、例えばトランジスタ全体の厚さを0.1〜0.5μmとすることが好ましく、そのために各層の厚さを10〜400nmとすることが好ましく、電極の厚さを10〜50nmとすることが好ましい。   The thickness of each layer is not particularly limited, but when it is necessary to make the transistor thinner, for example, the thickness of the entire transistor is preferably 0.1 to 0.5 μm. The thickness is preferably 10 to 400 nm, and the thickness of the electrode is preferably 10 to 50 nm.

絶縁層を構成する材料は必要な絶縁効果が得られれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリエステル絶縁材料、ポリカーボネート絶縁材料,アクリルポリマー系絶縁材料、エポキシ樹脂系絶縁材料、ポリイミド絶縁材料、ポリパラキシリレン樹脂系絶縁材料などが挙げられる。   The material constituting the insulating layer is not particularly limited as long as the necessary insulating effect can be obtained. For example, silicon dioxide, silicon nitride, polyester insulating material, polycarbonate insulating material, acrylic polymer insulating material, epoxy resin insulating material, polyimide Insulating materials, polyparaxylylene resin-based insulating materials, and the like can be given.

素子を大気や水分から遮断し、素子の保存性を高めるために、素子全体を金属の封止缶やガラス、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、パリレンなどの高分子材料などで封止しても良い。   In order to shield the device from the atmosphere and moisture and improve the storage stability of the device, the entire device is sealed with a metal sealing can, an inorganic material such as glass, silicon nitride, and alumina, or a polymer material such as parylene. Also good.

図2は本発明のエレクトロニクス要素を用いた有機薄膜光電変換素子の構造を概略的に示す断面図である。図2の素子は積層構造を有するものであり、最下層に基板21(例えば、ポリエチレンナフトエート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルフイルム、ポリイミドフィルム、セラミック、シリコン、石英、ガラスなど)を配置し、その上面に電極層22を設け、さらにその上層としてp型有機半導体および/またはn型有機半導体を含む層23を設け、さらにその上面に電極層24を設けている。電極層22や24とp型有機半導体および/またはn型有機半導体を含む層23との間には、表面の平滑性を高めるバッファ層、ホールまたは電子の電極からの注入を促進するキャリア注入層、ホールまたは電子を阻止するキャリアブロック層などが含まれていてもよい。   FIG. 2 is a sectional view schematically showing the structure of an organic thin film photoelectric conversion element using the electronic element of the present invention. The element of FIG. 2 has a laminated structure, and a substrate 21 (for example, a polyester film such as polyethylene naphthoate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET), polyimide film, ceramic, silicon, quartz, glass, etc.) in the lowermost layer. The electrode layer 22 is provided on the upper surface, the layer 23 including the p-type organic semiconductor and / or the n-type organic semiconductor is provided thereon, and the electrode layer 24 is provided on the upper surface. Between the electrode layers 22 and 24 and the layer 23 containing a p-type organic semiconductor and / or an n-type organic semiconductor, a buffer layer that enhances surface smoothness, a carrier injection layer that promotes injection of holes or electrons from the electrode. In addition, a carrier block layer that blocks holes or electrons may be included.

電極層22として用いる材料は、可視光または赤外光を透過し、導電性を示すものであれば特に制限はない。可視光または赤外光の透過率は、60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることが最も好ましい。そのような材料としては、ITO、IZO、SnO、ATO(アンチモンドープ酸化スズ)、ZnO、AZO(Alドープ酸化亜鉛)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、TiO、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)などの透明導電性酸化物が好ましく、プロセス適性や平滑性の観点からITOまたはIZOが特に好ましい。 The material used for the electrode layer 22 is not particularly limited as long as it transmits visible light or infrared light and exhibits conductivity. The transmittance of visible light or infrared light is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more. Such materials include ITO, IZO, SnO 2 , ATO (antimony-doped tin oxide), ZnO, AZO (Al-doped zinc oxide), GZO (gallium-doped zinc oxide), TiO 2 , FTO (fluorine-doped tin oxide). A transparent conductive oxide such as ITO is preferred, and ITO or IZO is particularly preferred from the viewpoint of process suitability and smoothness.

電極層24として用いる材料は、前述のトランジスタのものと同様、導電性を示すものであれば特に制限はないが、光利用効率を高める観点からは、光反射性の高い材料が好ましく、特に好ましいのはAl、Pt、W、Au、Ag、Ta、Cu、Cr、Mo、Ti、Ni、Pd、Znである。   The material used for the electrode layer 24 is not particularly limited as long as it exhibits conductivity, as in the transistor described above, but a material having high light reflectivity is preferable and particularly preferable from the viewpoint of improving light utilization efficiency. These are Al, Pt, W, Au, Ag, Ta, Cu, Cr, Mo, Ti, Ni, Pd, and Zn.

各層の厚さに特に制限はなく、好ましい素子全体の厚さ、各層の厚さ、電極層の厚さなどは、前述のトランジスタのものと同様である。   There is no particular limitation on the thickness of each layer, and the preferable thickness of the entire element, the thickness of each layer, the thickness of the electrode layer, and the like are the same as those of the above-described transistor.

素子の保存性を高めるためには、前述のトランジスタのものと同様に素子全体を封止してもよい。   In order to improve the storage stability of the element, the entire element may be sealed in the same manner as the transistor described above.

光電変換素子をエネルギー変換用途の太陽電池として用いる場合、太陽光を効率良く吸収し、エネルギー変換効率を高めるために、600nm以上の長波長域まで、特に好ましくは700nm以上の近赤外領域まで光を吸収し、光電変換する材料を用いることが好ましい。   When using a photoelectric conversion element as a solar cell for energy conversion, in order to efficiently absorb sunlight and increase energy conversion efficiency, light is emitted to a long wavelength region of 600 nm or more, particularly preferably to a near infrared region of 700 nm or more. It is preferable to use a material that absorbs light and performs photoelectric conversion.

以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.

[合成例1](有機半導体組成物1および1’の作製)
窒素雰囲気下、テトラフルオロフタロニトリル3.0g(15mmol)、4−オクチルスルホニルフタロニトリル1.5g(5.0mmol)、および塩化銅(I)0.99g(10mmol)を1−メチル−2−ピロリドン50mLに溶解させ、180℃で3時間攪拌した。室温まで放冷した後、反応混合物を5%塩酸200mLに注ぐと青色結晶が析出した。この結晶を吸引ろ過によりろ取して、5%塩酸で洗浄した後、水で洗浄し、アセトニトリルで洗浄し、乾燥させた。さらにアセトニトリル50mLとともに1時間煮沸させ、室温まで放冷した後、析出物を吸引ろ過によりろ取し、乾燥させた。さらにヘキサン50mLとともに1時間煮沸させ、室温まで放冷した後、析出物を吸引ろ過によりろ取し、乾燥させることにより、有機半導体1(化6)を2.2g(収率45%)(融点>200℃)得た。有機半導体1(5mg)を1,2−ジクロロベンゼン(HPLCグレード、1mL)/N,N−ジメチルアセトアミド(HPLCグレード、1mL)混合溶媒に溶解させ、トルエン(HPLCグレード、5μL)を添加することで本発明の有機半導体組成物1を溶液として得た。また、有機半導体1(10mg)を1,2−ジクロロベンゼン(HPLCグレード、1mL)/N,N−ジメチルアセトアミド(HPLCグレード、1mL)混合溶媒に溶解させ、トルエン(HPLCグレード、10μL)を添加することで本発明の有機半導体組成物1’を溶液として得た。
[Synthesis Example 1] (Preparation of organic semiconductor compositions 1 and 1 ')
Under a nitrogen atmosphere, tetrafluorophthalonitrile 3.0 g (15 mmol), 4-octylsulfonylphthalonitrile 1.5 g (5.0 mmol), and copper (I) chloride 0.99 g (10 mmol) were mixed with 1-methyl-2-pyrrolidone. It was dissolved in 50 mL and stirred at 180 ° C. for 3 hours. After allowing to cool to room temperature, the reaction mixture was poured into 200 mL of 5% hydrochloric acid to precipitate blue crystals. The crystals were collected by suction filtration, washed with 5% hydrochloric acid, washed with water, washed with acetonitrile, and dried. The mixture was further boiled with 50 mL of acetonitrile for 1 hour and allowed to cool to room temperature, and then the precipitate was collected by suction filtration and dried. The mixture was further boiled with 50 mL of hexane for 1 hour and allowed to cool to room temperature. The precipitate was collected by suction filtration and dried to obtain 2.2 g (yield 45%) of organic semiconductor 1 (Chemical formula 6) (melting point) > 200 ° C.). Organic semiconductor 1 (5 mg) was dissolved in a mixed solvent of 1,2-dichlorobenzene (HPLC grade, 1 mL) / N, N-dimethylacetamide (HPLC grade, 1 mL), and toluene (HPLC grade, 5 μL) was added. The organic semiconductor composition 1 of the present invention was obtained as a solution. Further, organic semiconductor 1 (10 mg) is dissolved in a mixed solvent of 1,2-dichlorobenzene (HPLC grade, 1 mL) / N, N-dimethylacetamide (HPLC grade, 1 mL), and toluene (HPLC grade, 10 μL) is added. Thus, the organic semiconductor composition 1 ′ of the present invention was obtained as a solution.

有機半導体1における各成分のHammet定数の総和Σσは、F16CuPcに関してはF原子のσ値はσ=(σ+σ)/2=(0.34+0.06)/2=0.20だから、16個でΣσ=3.20。FPc−1に関しては、SO17基のσ値として最も構造の近いSOEt基の値を用いてσ=(σ+σ)/2=(0.66+0.77)/2=0.72なので、F原子12個とSO17基でΣσ=3.12。同様にFPc−2はΣσ=3.03。FPc−3は、Σσ=2.95である。従って、可溶化基を有するFPc−1、FPc−2、FPc−3のF16CuPcとのHammet定数の総和Σσの差は、それぞれ0.08、0.17、0.25といずれも小さい。 The sum Σσ of the Hammet constants of the components in the organic semiconductor 1 is σ = (σ m + σ p ) / 2 = (0.34 + 0.06) /2=0.20 for F 16 CuPc. 16 and Σσ = 3.20. For FPc-1, using the value of the SO 2 Et group having the closest structure as the σ value of the SO 2 C 8 H 17 group, σ = (σ m + σ p ) / 2 = (0.66 + 0.77) / 2 = 0.72, so Σσ = 3.12 with 12 F atoms and 17 SO 2 C 8 H groups. Similarly, FPc-2 is Σσ = 3.03. FPc-3 is Σσ = 2.95. Therefore, the differences of the total sum Σσ of Hammet constants of FPc-1, FPc-2, and FPc-3 having solubilizing groups from F 16 CuPc are as small as 0.08, 0.17, and 0.25, respectively.

液体クロマトグラフ質量分析(LCMS)により求めた有機半導体1の組成比は、(F16CuPc):(FPc−1):(FPc−2):(FPc−3)=15.5:54.0:26.4:4.1である(検出波長254nmでの(F16CuPc)、(FPc−1)、(FPc−2)、(FPc−3)のモル吸収強度はほぼ同じであるので、面積から求めた比率はモル比と等しくなる)。(測定条件:TSK gel ODS−80Ts(2mmφ×150mm)、溶離液:0分から15分まではA/B(容積比3:7)混合溶液、15分から20分まではA/B(同15:85)(溶離液A:水、溶離液B:テトラヒドロフラン/メタノール(同9:1)混合溶液)、流量0.2mL/分、検出波長254nm、大気圧化学イオン化法(APCI)−質量分析(MS)にて構造決定(MSにより、保持時間=8.185分のピークはF16CuPc、保持時間=11.676分のピークは(FPc−1)、保持時間=13.905分のピークは(FPc−2)、保持時間=14.350分のピークは(FPc−3)であることを確認した)、0分から4分まではブランク測定でピークが検出されたため4分からの測定とした)。 The composition ratio of the organic semiconductor 1 as determined by liquid chromatography mass spectrometry (LCMS) is, (F 16 CuPc) :( FPc -1) :( FPc-2) :( FPc-3) = 15.5: 54.0 : 26.4: 4.1 (the molar absorption intensity of (F 16 CuPc), (FPc-1), (FPc-2), (FPc-3) at a detection wavelength of 254 nm is almost the same, The ratio obtained from the area is equal to the molar ratio). (Measurement conditions: TSK gel ODS-80Ts (2 mmφ × 150 mm), eluent: A / B (volume ratio 3: 7) from 0 to 15 minutes, A / B from 15 to 20 minutes (same as 15: 85) (eluent A: water, eluent B: tetrahydrofuran / methanol (9: 1) mixed solution), flow rate 0.2 mL / min, detection wavelength 254 nm, atmospheric pressure chemical ionization (APCI) -mass spectrometry (MS ) To determine the structure (by MS, retention time = 8.185 min peak is F 16 CuPc, retention time = 11.676 min peak is (FPc-1), retention time = 13.905 min peak is ( FPc-2), retention time = 14.350 minutes peak was confirmed to be (FPc-3)), and from 0 minutes to 4 minutes, the peak was detected by blank measurement, so the measurement was taken from 4 minutes).

次に、図面に、本発明の有機半導体1の液体クロマトグラフィー図(図3)、マススペクトル図(図4)(マトリックス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI)−飛行時間型(TOF)−質量分析計(MS)で測定)、IRスペクトル図(図5)、1−メチル−2−ピロリドン溶液の吸収スペクトル図(図6)、N,N−ジメチルアセトアミド溶液のCV(サイクリック・ボルタンメトリー)測定結果(図7)を示す。   Next, in the drawing, a liquid chromatography diagram (FIG. 3) and a mass spectrum diagram (FIG. 4) of the organic semiconductor 1 of the present invention (matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) -time-of-flight (TOF) -mass spectrometry (Measured with a meter (MS)), IR spectrum diagram (FIG. 5), absorption spectrum diagram of 1-methyl-2-pyrrolidone solution (FIG. 6), CV (cyclic voltammetry) measurement result of N, N-dimethylacetamide solution (FIG. 7) is shown.

[合成例2](有機半導体組成物2の作製)
窒素雰囲気下、テトラフルオロフタロニトリル1.0g(5.0mmol)、4−オクチルスルホニルフタロニトリル0.5g(1.7mmol)、および臭化亜鉛0.38g(1.7mmol)を1−クロロナフタレン5mLに溶解させ、180℃で2時間攪拌した。室温まで放冷した後、反応混合物をヘキサン200mLに投入し、析出物を吸引ろ過によりろ取した後、ヘキサンでよく洗浄した。この固体をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン/THF=9/1〜3/1)により精製することで有機半導体2(化7に示す化合物の混合体)を75mg(収率5%)(融点>200℃)得た。有機半導体2(5mg)を1,2−ジクロロベンゼン(HPLCグレード、1mL)/N,N−ジメチルアセトアミド(HPLCグレード、1mL)混合溶媒に溶解させ、トルエン(HPLCグレード、5μL)を添加することで本発明の有機半導体組成物2を得た。
[Synthesis Example 2] (Preparation of Organic Semiconductor Composition 2)
In a nitrogen atmosphere, 1.0 g (5.0 mmol) of tetrafluorophthalonitrile, 0.5 g (1.7 mmol) of 4-octylsulfonylphthalonitrile, and 0.38 g (1.7 mmol) of zinc bromide were added to 5 mL of 1-chloronaphthalene. And stirred at 180 ° C. for 2 hours. After allowing to cool to room temperature, the reaction mixture was poured into 200 mL of hexane, and the precipitate was collected by suction filtration and washed well with hexane. By purifying this solid by column chromatography using silica gel (developing solvent: toluene / THF = 9/1 to 3/1), 75 mg of organic semiconductor 2 (mixture of the compounds shown in Chemical formula 7) (yield 5) %) (Melting point> 200 ° C.). Organic semiconductor 2 (5 mg) was dissolved in 1,2-dichlorobenzene (HPLC grade, 1 mL) / N, N-dimethylacetamide (HPLC grade, 1 mL) mixed solvent, and toluene (HPLC grade, 5 μL) was added. An organic semiconductor composition 2 of the present invention was obtained.

有機半導体1と同様の計算により、本発明の有機半導体2の各成分のHammet値の総和は、F16ZnPcはΣσ=3.20、FPc−4はΣσ=3.12、FPc−5はΣσ=3.03、FPc−6はΣσ=2.95である。従って、可溶化基を有するFPc−4、FPc−5、FPc−6のF16ZnPcとのHammet定数の総和Σσの差は、それぞれ0.08、0.17、0.25と小さい。 According to the same calculation as that of the organic semiconductor 1, the sum of Hammet values of each component of the organic semiconductor 2 of the present invention is Σσ = 3.20 for F 16 ZnPc, Σσ = 3.12 for FPc-4, and Σσ for FPc-5. = 3.03, FPc-6 is Σσ = 2.95. Therefore, the differences of the sum Σσ of Hammet constants of FPc-4, FPc-5, and FPc-6 having solubilizing groups from F 16 ZnPc are as small as 0.08, 0.17, and 0.25, respectively.

液体クロマトグラフ質量分析(LCMS)により求めた有機半導体2の組成比は、(F16ZnPc):(FPc−4):(FPc−5):(FPc−6)=13:54:16:17である。 The composition ratio of the organic semiconductor 2 determined by liquid chromatography mass spectrometry (LCMS) is (F 16 ZnPc) :( FPc-4) :( FPc-5) :( FPc-6) = 13: 54: 16: 17 It is.

[実施例1]
(実験条件)
本発明の有機半導体組成物1をホットプレートで100℃に加熱した石英基板上にキャストし、厚さ1μm以下で厚みが均一な固体膜を形成させることで吸収スペクトル測定用試料(固体膜)を得た。また、同様に100℃に加熱したFET特性測定用基板上にキャストし、厚さ1μm以下の厚みが均一な固体膜を形成させることでFET特性測定用試料を得た。FET特性測定用基板としては、図8に示したものを使用した。電極としてくし型に配置された金/クロム(ゲート幅W=100000μm、ゲート長L=100μm)、絶縁膜としてSiO(膜厚200nm)を備えたボトムコンタクト構造の基板を用いた。吸収スペクトルは紫外可視分光光度計(島津製作所製、MPC−2200/UV−2400)を用いて測定した。FET特性はセミオートプローバー(ベクターセミコン製、AX−2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下(グローブボックス中)で測定した。
[Example 1]
(Experimental conditions)
The organic semiconductor composition 1 of the present invention is cast on a quartz substrate heated to 100 ° C. with a hot plate, and a solid film having a thickness of 1 μm or less and a uniform thickness is formed, whereby a sample for absorption spectrum measurement (solid film) is obtained. Obtained. Similarly, an FET characteristic measurement sample was obtained by casting on an FET characteristic measurement substrate heated to 100 ° C. and forming a solid film having a uniform thickness of 1 μm or less. As the substrate for measuring FET characteristics, the substrate shown in FIG. 8 was used. A substrate of a bottom contact structure provided with gold / chrome (gate width W = 100000 μm, gate length L = 100 μm) arranged in a comb shape as an electrode and SiO 2 (film thickness 200 nm) as an insulating film was used. The absorption spectrum was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, MPC-2200 / UV-2400). The FET characteristics were measured under normal pressure and nitrogen atmosphere (in a glove box) using a semiconductor parameter analyzer (Agilent, 4156C) connected to a semi-auto prober (Vector Semicon, AX-2000).

(FET特性)
図9に示すように、本発明の有機半導体1は良好なn型のFET特性を示した。ドレイン電流Iを表わす式I=(w/2L)μC(V−Vth(式中、Lはゲート長、Wはゲート幅、Cは絶縁層の単位面積当たりの容量、Vはゲート電圧、Vthは閾値電圧を表す)によりキャリア移動度μを求めたところ、有機半導体組成物1の移動度はμ=4.5×10−4cm/Vsだった。また、この素子を大気中に出して測定を行っても移動度が半分程度に低下するのみで、特性の劣化はほとんどなかった。FET素子を光学顕微鏡および電子顕微鏡で観察したところ、本発明の素子は、図10および図11に示すように膜質の均一な有機膜を形成していた。図10の写真中の縦縞は、ソース電極およびドレイン電極を示す(図13においても同様)。
(FET characteristics)
As shown in FIG. 9, the organic semiconductor 1 of the present invention exhibited good n-type FET characteristics. Expression I d representing drain current I d = (w / 2L) μC i (V g −V th ) 2 (where L is the gate length, W is the gate width, and C i is the capacitance per unit area of the insulating layer) , V g represents the gate voltage, and V th represents the threshold voltage), the carrier mobility μ was determined, and the mobility of the organic semiconductor composition 1 was μ = 4.5 × 10 −4 cm 2 / Vs. Further, even when this element was taken out into the atmosphere and measured, only the mobility was reduced to about half, and there was almost no deterioration in characteristics. When the FET element was observed with an optical microscope and an electron microscope, the element of the present invention formed an organic film having a uniform film quality as shown in FIGS. Vertical stripes in the photograph of FIG. 10 indicate a source electrode and a drain electrode (the same applies to FIG. 13).

(固体膜吸収スペクトル)
図12の(a)に本発明の有機半導体1の固体膜の吸収スペクトル測定結果を示す。この吸収スペクトルは真空蒸着法により得られたF16CuPcの固体膜(図12の(b))と非常に類似しており、フタロシアニン構造のモノマー吸収に由来する680nm付近の吸収の他に、近赤外領域(700−800nm)まで及ぶ長波長吸収が観測された。この結果は本発明の有機半導体組成物1の高い分子会合性を示唆しており、この会合性が良好なFET特性などの高い電子機能の発現に寄与していると考えられる。
(Solid film absorption spectrum)
FIG. 12 (a) shows the absorption spectrum measurement result of the solid film of the organic semiconductor 1 of the present invention. This absorption spectrum is very similar to the solid film of F 16 CuPc obtained by the vacuum deposition method (FIG. 12 (b)). In addition to the absorption around 680 nm derived from the monomer absorption of the phthalocyanine structure, Long wavelength absorption extending to the infrared region (700-800 nm) was observed. This result suggests the high molecular association property of the organic semiconductor composition 1 of the present invention, and this association property is considered to contribute to the expression of high electronic functions such as good FET characteristics.

[実施例2]
有機半導体組成物1の代わりに有機半導体組成物2を用いたこと以外は実施例1と同様の方法でFET素子を作製し、同様の条件でFET特性を調べたところ、有機半導体組成物2は実施例1と同様に良好なn型のFET特性を示した。移動度はμ=6.3×10−5cm/Vsだった。
[Example 2]
An FET element was produced by the same method as in Example 1 except that the organic semiconductor composition 2 was used instead of the organic semiconductor composition 1, and the FET characteristics were examined under the same conditions. Similar to Example 1, good n-type FET characteristics were exhibited. The mobility was μ = 6.3 × 10 −5 cm 2 / Vs.

[比較例1]
有機半導体組成物1の代わりにF16CuPc(Aldrichより購入し、昇華精製したもの)を1,2−ジクロロベンゼン(HPLCグレード、1mL)/N,N−ジメチルアセトアミド(HPLCグレード、1mL)と混合したものを用いた以外は実施例1と同様の方法でFET素子を作製し、同様の測定条件でFET特性を調べたところ、窒素雰囲気下においても大気下においても全くFET特性を示さなかった。測定に用いた素子を光学顕微鏡で観察したところ、図13に示すようにF16CuPcの塗布物は溶解性の低さおよび結晶化のために薄膜を形成していないことが分かった。
[Comparative Example 1]
F 16 CuPc (purchased from Aldrich and purified by sublimation) instead of organic semiconductor composition 1 was mixed with 1,2-dichlorobenzene (HPLC grade, 1 mL) / N, N-dimethylacetamide (HPLC grade, 1 mL) An FET element was produced by the same method as in Example 1 except that the obtained one was used, and the FET characteristics were examined under the same measurement conditions. As a result, the FET characteristics were not exhibited at all in a nitrogen atmosphere or in the air. When the element used for the measurement was observed with an optical microscope, it was found that the coating of F 16 CuPc did not form a thin film due to low solubility and crystallization as shown in FIG.

[比較例2]
16CuPcの代わりにF16ZnPc(Aldrichより購入し、昇華精製したもの)を用いた以外は比較例1と同様の方法でFET素子を作製し、同様の測定条件でFET特性を調べたところ、窒素雰囲気下においても大気下においても全くFET特性を示さなかった。測定に用いた素子を光学顕微鏡で観察したところ、F16ZnPcの塗布物は溶解性の低さおよび結晶化のために薄膜を形成していないことが分かった。
[Comparative Example 2]
An FET device was fabricated in the same manner as in Comparative Example 1 except that F 16 ZnPc (purchased from Aldrich and purified by sublimation) was used instead of F 16 CuPc, and the FET characteristics were examined under the same measurement conditions. The FET characteristics were not shown at all even in a nitrogen atmosphere or in the air. When the element used for the measurement was observed with an optical microscope, it was found that the coating of F 16 ZnPc did not form a thin film due to low solubility and crystallization.

以上の結果および文献(特開平11−251601)に記載の、真空蒸着法で成膜した比較化合物(F16CuPc、F16ZnPc)の特性を表1にまとめる。表1に示すように、従来は溶媒への溶解性が低く、良好な特性を示すものの溶液プロセス成膜では用いることができなかった有機半導体材料が、本発明の有機半導体組成物とすることでその良好な半導体特性を保持したまま溶液プロセス成膜可能になることが分かった。 Table 1 summarizes the above results and the characteristics of the comparative compounds (F 16 CuPc, F 16 ZnPc) formed by the vacuum deposition method described in the literature (Japanese Patent Laid-Open No. 11-251601). As shown in Table 1, an organic semiconductor material that has been conventionally poor in solubility in a solvent and has good characteristics but could not be used in solution process film formation is the organic semiconductor composition of the present invention. It has been found that solution process film formation is possible while maintaining the good semiconductor characteristics.

[実施例3]
(光電変換特性)
ITO電極がパターニングされたガラス基板を、イソプロピルアルコール中で超音波洗浄した後、乾燥した。さらに、ITO電極表面の有機汚染物質を除去するためにUVオゾン処理を行った。次に、ITO基板上にPEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))/PSS(ポリスチレンスルホン酸)水溶液(BaytronP(標準品))をスピンコート(4000rpm、30秒間)することにより、膜厚約50nmのバッファ層を形成させた。
[Example 3]
(Photoelectric conversion characteristics)
The glass substrate on which the ITO electrode was patterned was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol and then dried. Further, UV ozone treatment was performed to remove organic contaminants on the ITO electrode surface. Next, PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) / PSS (polystyrene sulfonic acid) aqueous solution (BaytronP (standard product)) is spin-coated (4000 rpm, 30 seconds) on the ITO substrate to form a film. A buffer layer having a thickness of about 50 nm was formed.

120℃で1時間乾燥させた後、P3HT(ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、regioregular、Mw〜87000、Aldrich製)10mgおよび本発明の有機半導体組成物1’(約2mL)を混合し、この混合溶液をスピンコート(1000rpm、60秒間)することにより厚さ20〜30nmの光電変換層を形成させた。この光電変換層の上に、LiFを1nm、アルミニウムを80nmの厚さになるように順次真空蒸着することにより金属電極を形成させた。真空を保ったままグローブボックスへと移し、窒素雰囲気下で金属の封止缶とUV硬化樹脂を用いて封止することにより、有効面積0.04cmの光電変換素子を得た。光電変換特性の測定は、キセノンランプ(浜松ホトニクス社製、L2195)を光源とした白色光(0.05mW/cm)を、光電変換膜のITO電極側から直径1.5mmの照射範囲で照射しながら、ソースメータ(Keithley社製、6430)を備えた分光感度測定装置(住友重機械アドバンストマシナリー社製)を用いて行った。外部量子効率は、光電流値から暗電流値を差し引いた値より求めた。図14に示すように,有機半導体組成物1’とP3HTからなる光電変換素子は可視域から近赤外域まで幅広い波長域で光電変換特性を示すことが分かった。 After drying at 120 ° C. for 1 hour, 10 mg of P3HT (poly (3-hexylthiophene), regioregular, Mw-87000, manufactured by Aldrich) and the organic semiconductor composition 1 ′ (about 2 mL) of the present invention were mixed and mixed. The solution was spin-coated (1000 rpm, 60 seconds) to form a photoelectric conversion layer having a thickness of 20 to 30 nm. On this photoelectric conversion layer, a metal electrode was formed by sequentially vacuum-depositing LiF to a thickness of 1 nm and aluminum to a thickness of 80 nm. It moved to the glove box, maintaining the vacuum, and sealed with a metal sealing can and a UV curable resin in a nitrogen atmosphere to obtain a photoelectric conversion element having an effective area of 0.04 cm 2 . Photoelectric conversion characteristics were measured by irradiating white light (0.05 mW / cm 2 ) using a xenon lamp (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., L2195) as a light source within an irradiation range of 1.5 mm in diameter from the ITO electrode side of the photoelectric conversion film While using a spectral sensitivity measuring device (Sumitomo Heavy Industries Advanced Machinery Co., Ltd.) equipped with a source meter (Keithley Co., 6430). The external quantum efficiency was determined from the value obtained by subtracting the dark current value from the photocurrent value. As shown in FIG. 14, it was found that the photoelectric conversion element composed of the organic semiconductor composition 1 ′ and P3HT exhibits photoelectric conversion characteristics in a wide wavelength range from the visible range to the near infrared range.

[比較例3]
有機半導体組成物1’の代わりにF16CuPc10mgを1,2−ジクロロベンゼン(1mL)/N,N−ジメチルアセトアミド(1mL)混合溶媒と混合した溶液を用いる以外は実施例3と同様にして光電変換素子を作製し、同様の方法で光電変換特性を測定しようと試みたが、F16CuPcの溶媒への溶解性が低いため光電変換層の均一膜が得られず、凹凸の大きな膜となってしまったため、素子がショートしてしまい、特性が測定できなかった。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 3, except that a solution obtained by mixing 10 mg of F 16 CuPc with a mixed solvent of 1,2-dichlorobenzene (1 mL) / N, N-dimethylacetamide (1 mL) was used instead of the organic semiconductor composition 1 ′. A conversion element was produced and an attempt was made to measure photoelectric conversion characteristics by the same method. However, since the solubility of F 16 CuPc in the solvent was low, a uniform film of the photoelectric conversion layer could not be obtained, resulting in a film with large irregularities. As a result, the element was short-circuited, and the characteristics could not be measured.

以上のように、良好な特性を示すものの溶解性が低いために溶液プロセス成膜に適さなかった有機半導体材料を、本発明の有機半導体組成物として用いることで、有機半導体としての良好な特性を保持しつつ溶液プロセス適性を付与することができることが示された。   As described above, an organic semiconductor material that exhibits good characteristics but is not suitable for solution process film formation due to low solubility can be used as the organic semiconductor composition of the present invention, thereby providing good characteristics as an organic semiconductor. It has been shown that solution process suitability can be imparted while retaining.

本発明の有機電界効果トランジスタ素子の構造を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the organic field effect transistor element of this invention. 本発明の有機光電変換素子の構造を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the structure of the organic photoelectric conversion element of this invention. 有機半導体1の液体クロマトグラフィー(HPLC)測定結果を示す図である。It is a figure which shows the liquid chromatography (HPLC) measurement result of the organic semiconductor 1. FIG. 有機半導体1のマススペクトル(MALDI−TOF−MS)を示す図である。It is a figure which shows the mass spectrum (MALDI-TOF-MS) of the organic semiconductor 1. FIG. 有機半導体1のIRスペクトルを示す図である。1 is a diagram showing an IR spectrum of an organic semiconductor 1. FIG. 有機半導体1の1−メチル−2−ピロリドン溶液の吸収スペクトルを示す図である(λmax=674nm,ε=7.6×10)。It is a figure which shows the absorption spectrum of the 1-methyl-2-pyrrolidone solution of the organic semiconductor 1 ((lambda) max = 674nm, (epsilon) = 7.6 * 10 < 4 >). 有機半導体1のN,N−ジメチルアセトアミド溶液(c=5.0mmol/L、支持電解質:BuNClO)のCV(サイクリック・ボルタンメトリー)測定結果を示す図である。(ERed 1/2=−0.42V vs Ag/AgCl)N organic semiconductor 1, N-dimethylacetamide solution (c = 5.0mmol / L, supporting electrolyte: Bu 4 NClO 4) is a diagram showing a CV (cyclic voltammetry) measurements of. (E Red 1/2 = −0.42 V vs Ag / AgCl) 電解効果トランジスタ特性測定用基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate for a field effect transistor characteristic measurement. 本発明の有機半導体組成物1のFET特性((a)ドレイン電圧−ドレイン電流特性、(b)ゲート電圧−100V印加時のドレイン電圧−ドレイン電流特性))を示す図である。It is a figure which shows the FET characteristic ((a) drain voltage-drain current characteristic, (b) drain voltage-drain current characteristic at the time of 100V application) of the organic-semiconductor composition 1 of this invention). 本発明の有機半導体組成物1のFET素子の光学顕微鏡写真(倍率500倍)である。It is an optical microscope photograph (500-times multiplication factor) of the FET element of the organic-semiconductor composition 1 of this invention. 本発明の有機半導体組成物1のFET素子の電子顕微鏡写真(倍率4000倍)である。It is an electron micrograph (4000 times magnification) of the FET element of the organic semiconductor composition 1 of the present invention. (a)塗布により得られた本発明の有機半導体組成物1の固体膜、および(b)蒸着法により得られたF16CuPcの固体膜の吸収スペクトルを示す図である。(A) shows the absorption spectrum of the organic semiconductor composition 1 solid membrane of the present invention, and (b) a solid film of F 16 CuPc obtained by the vapor deposition method by a coating. 比較用化合物であるF16CuPcの塗布物の光学顕微鏡写真(倍率500倍)である。Is an optical microscope photograph of F 16 CuPc coating was a comparative compound (500X magnification). 本発明の有機半導体組成物1’を用いた光電変換素子の光電変換スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the photoelectric conversion spectrum of the photoelectric conversion element using the organic-semiconductor composition 1 'of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 基板
12 電極
13 絶縁体層
14 有機物層(半導体有機物層)
15a、15b 電極
21 基板
22 電極
23 光電変換層
24 電極
31 基板
32 電極
33 絶縁体層
34a、34b 電極
35 有機物層(半導体有機物層)
11 Substrate 12 Electrode 13 Insulator layer 14 Organic layer (semiconductor organic layer)
15a, 15b Electrode 21 Substrate 22 Electrode 23 Photoelectric conversion layer 24 Electrode 31 Substrate 32 Electrode 33 Insulator layers 34a, 34b Electrode 35 Organic substance layer (semiconductor organic substance layer)

Claims (12)

π共役系化合物Aとπ共役系化合物Aの水素原子または置換基の一部を可溶化基Rまたは水素原子(少なくとも1つはR)で置き換えた化合物Bの少なくとも一種類とを有機半導体成分として含む組成物1からなり、化合物Bの可溶化基RのHammet定数の総和と、化合物Aの置き換えられる置換基のHammet定数の総和の差が1.0以内であって、少なくとも一種類の沸点40℃以上120℃以下の溶媒を、有機半導体成分に対して質量比で1/20倍以上、1000倍未満含有することを特徴とする有機半導体組成物。
(式中、Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。+は両者の均一混合物であることを示す(以下同様)。)
As an organic semiconductor component, π-conjugated compound A and at least one kind of compound B in which a part of hydrogen atoms or substituents of π-conjugated compound A are replaced with solubilizing groups R or hydrogen atoms (at least one is R) And the difference between the sum of the Hammet constants of the solubilizing group R of the compound B and the sum of the Hammet constants of the substituents to be replaced in the compound A is 1.0 or less, and at least one boiling point 40 The organic-semiconductor composition characterized by containing the solvent of 0.1-20 degreeC by mass ratio with respect to an organic-semiconductor component in 1/20 times or more and less than 1000 times.
(In the formula, R represents a substituent, and n represents a natural number. When there are a plurality of Rs, the plurality of Rs may be the same or different from each other. + Represents a homogeneous mixture of the two (the same applies hereinafter). ).)
有機半導体成分に占める化合物Aおよび少なくとも一種類の化合物Bの含有率がそれぞれ10質量%以上である請求項1に記載の有機半導体組成物。   The organic semiconductor composition according to claim 1, wherein the content of compound A and at least one kind of compound B in the organic semiconductor component is 10% by mass or more. 前記組成物が、下記π共役系化合物A1と化合物B1とを含有してなりフタロシアニン又はその類縁体よりなる下記一般式2で表される請求項1又は2に記載の有機半導体組成物。
(式中、Mは金属原子または水素原子(Mが水素原子の場合、2つの水素原子がNおよびNの窒素原子にそれぞれ結合する。)を表す。Qは芳香族炭化水素環または芳香族へテロ環を形成するのに必要な原子群を表す。複数のQは同一でも異なっていてもよい。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
The organic-semiconductor composition of Claim 1 or 2 represented by the following general formula 2 which the said composition contains the following (pi) conjugated compound A1 and compound B1, and consists of phthalocyanine or its analog.
(In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (when M is a hydrogen atom, two hydrogen atoms are bonded to nitrogen atoms of N 1 and N 2 , respectively.) Q represents an aromatic hydrocarbon ring or aromatic group. Represents a group of atoms necessary to form a group heterocycle, a plurality of Qs may be the same or different, R represents a substituent, n represents a natural number, and when R is a plurality, a plurality of R May be the same or different.)
前記有機半導体成分のうち少なくとも一つがn型有機半導体である請求項1〜3のいずれかに記載の有機半導体組成物。   The organic semiconductor composition according to claim 1, wherein at least one of the organic semiconductor components is an n-type organic semiconductor. 前記組成物が下記π共役系化合物A2と化合物B2とを含有してなり、下記(一般式3)で表される請求項1〜4のいずれかに記載の有機半導体組成物。
(式中、Mは金属原子または水素原子(水素原子の場合はイソインドール環の窒素原子およびイソインドリン環の窒素原子に結合する)を表す。mは自然数を表す。Rは置換基を表し、nは自然数を表す。Rが複数の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)
The organic semiconductor composition according to claim 1, wherein the composition contains the following π-conjugated compound A2 and compound B2, and is represented by the following (General Formula 3).
(In the formula, M represents a metal atom or a hydrogen atom (in the case of a hydrogen atom, bonded to a nitrogen atom of an isoindole ring and a nitrogen atom of an isoindoline ring), m represents a natural number, R represents a substituent, n represents a natural number. When there are a plurality of R, the plurality of R may be the same or different.
前記可溶化基Rが−SOR’または−SONR’(R’は置換基を表す)である請求項1〜5のいずれかに記載の有機半導体組成物。 The organic semiconductor composition according to claim 1, wherein the solubilizing group R is —SO 2 R ′ or —SO 2 NR ′ 2 (R ′ represents a substituent). 2種類以上のフタロニトリル、またはその誘導体を混合して反応させることによって有機半導体成分を得ることを用いる請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体組成物の作製方法。   The manufacturing method of the organic-semiconductor composition in any one of Claims 1-6 using using an organic-semiconductor component by mixing and making it react with 2 or more types of phthalonitrile or its derivative (s). 請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いて形成された膜。   The film | membrane formed using the organic-semiconductor composition in any one of Claims 1-6. 前記膜の成膜方法が溶液プロセスによるものである請求項8に記載の膜。   The film according to claim 8, wherein the film forming method is a solution process. 請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機電子デバイス。   The organic electronic device using the organic-semiconductor composition in any one of Claims 1-6. 請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機トランジスタ。   The organic transistor using the organic-semiconductor composition in any one of Claims 1-6. 請求項1〜6のいずれかに記載の有機半導体組成物を用いた有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion element using the organic-semiconductor composition in any one of Claims 1-6.
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