JP5436875B2 - Organic transistor - Google Patents

Organic transistor Download PDF

Info

Publication number
JP5436875B2
JP5436875B2 JP2009021863A JP2009021863A JP5436875B2 JP 5436875 B2 JP5436875 B2 JP 5436875B2 JP 2009021863 A JP2009021863 A JP 2009021863A JP 2009021863 A JP2009021863 A JP 2009021863A JP 5436875 B2 JP5436875 B2 JP 5436875B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
organic
semiconductor layer
organic transistor
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009021863A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010177644A (en
Inventor
正勝 中塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamamoto Chemicals Inc
Original Assignee
Yamamoto Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamamoto Chemicals Inc filed Critical Yamamoto Chemicals Inc
Priority to JP2009021863A priority Critical patent/JP5436875B2/en
Publication of JP2010177644A publication Critical patent/JP2010177644A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5436875B2 publication Critical patent/JP5436875B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

本発明は、有機トランジスタに関する。さらに詳しくは、特定の有機化合物を有機半導体層に用いてなる有機トランジスタに関する。   The present invention relates to an organic transistor. More specifically, the present invention relates to an organic transistor using a specific organic compound in an organic semiconductor layer.

従来、アモルファスシリコンや多結晶シリコンを用いてなる薄膜トランジスタ(TFT)は、液晶表示装置などのフラットパネル表示用のスイッチング素子として広く用いられている。しかし、これらシリコンを用いた薄膜トランジスタの作製に用いられるCVD装置は、高価であり、大型の薄膜トランジスタ素子の製造は、製造コストの増大を伴うという難点がある。   Conventionally, a thin film transistor (TFT) made of amorphous silicon or polycrystalline silicon has been widely used as a switching element for flat panel display such as a liquid crystal display device. However, a CVD apparatus used for manufacturing a thin film transistor using silicon is expensive, and manufacturing a large-sized thin film transistor element has a drawback of increasing manufacturing cost.

また、アモルファスシリコンや多結晶シリコンの成膜は、高温度下で実施されるため、基板としては、軽量で、フレキシビリティーではあるが、耐熱性に乏しいプラスチック材料などは使用できないという難点がある。   In addition, since amorphous silicon and polycrystalline silicon are formed at a high temperature, there is a problem that a plastic material that is lightweight and flexible but has poor heat resistance cannot be used as a substrate. .

上記問題を解決するために、アモルファスシリコンや多結晶シリコンに代えて、有機化合物をチャネル半導体層(以下、有機半導体層という)に用いた有機トランジスタ(有機薄膜トランジスタ、有機TFTとも称される)が提案されている(非特許文献1)。   In order to solve the above problem, an organic transistor (also referred to as an organic thin film transistor or an organic TFT) using an organic compound for a channel semiconductor layer (hereinafter referred to as an organic semiconductor layer) instead of amorphous silicon or polycrystalline silicon is proposed. (Non-Patent Document 1).

有機半導体層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法や塗布法などが知られており、これらの成膜方法によれば、製造コストを抑えつつ、有機トランジスタ素子の大型化が容易となる。   As a method for forming the organic semiconductor layer, for example, a vacuum deposition method or a coating method is known. According to these film formation methods, it is easy to increase the size of the organic transistor element while suppressing the manufacturing cost. .

さらには、成膜時に必要となる温度を下げることができ、有機化合物を用いた有機トランジスタでは、基板にプラスチック材料を使用することが可能となり、フレキシブルな表示素子への適用が可能となり、その実用化に期待が集まっている。   Furthermore, the temperature required for film formation can be lowered, and organic transistors using organic compounds can use plastic materials for the substrate, which can be applied to flexible display elements. Expectations are gathered for the transformation.

実用的な有機トランジスタは、高い電荷移動度、および大きな電流オン/オフ比などの特性を有している必要がある。ここで「オン/オフ比」という用語は、有機トランジスタがオンであるときのソース電極とドレイン電極間の電流の、有機トランジスタがオフであるときのソース電極とドレイン電極間の電流に対する比を意味する。   A practical organic transistor needs to have characteristics such as high charge mobility and a large current on / off ratio. Here, the term “on / off ratio” means the ratio of the current between the source electrode and the drain electrode when the organic transistor is on to the current between the source electrode and the drain electrode when the organic transistor is off. To do.

さらには、有機トランジスタの実用化に向けては、優れた保存安定性が必要となる。   Furthermore, excellent storage stability is required for practical application of organic transistors.

現在までに、有機半導体層に、例えば、ペンタセンを用いた有機トランジスタが提案されている(非特許文献2)。   To date, organic transistors using, for example, pentacene as the organic semiconductor layer have been proposed (Non-Patent Document 2).

しかし、ペンタセンを用いてなる有機トランジスタは、大気中では有機トランジスタとしての機能は低く、且つ、保存安定性が低いという難点がある。   However, an organic transistor using pentacene has a problem that it has a low function as an organic transistor in the atmosphere and low storage stability.

さらに、チオフェンオリゴマー(α−ヘキサチエニレン)を有機半導体層に用いた有機トランジスタが提案されている(非特許文献3)。しかし、該有機トランジスタも、空気中での保存安定性が低いという難点がある。   Furthermore, an organic transistor using a thiophene oligomer (α-hexathienylene) as an organic semiconductor layer has been proposed (Non-patent Document 3). However, the organic transistor also has a drawback that its storage stability in air is low.

また、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンは、有機トランジスタの有機半導体層に有用であることが記載されている(非特許文献4)。しかし、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンを有機半導体層に使用した有機トランジスタは、電荷移動度は充分に高いとは言いがたいものであることが判明した。   Further, it is described that 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene is useful for an organic semiconductor layer of an organic transistor (Non-patent Document 4). However, an organic transistor using 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene in the organic semiconductor layer cannot be said to have sufficiently high charge mobility. There was found.

また、2,7−ジアルキル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンを用いて、蒸着によらず、有機溶媒を用いたウェットプロセスにより有機半導体層が形成された有機トランジスタが提案されている(非特許文献5)。   In addition, an organic transistor in which an organic semiconductor layer is formed by a wet process using an organic solvent using 2,7-dialkyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene, regardless of vapor deposition. It has been proposed (Non-Patent Document 5).

2,7−ジアルキル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンは、有機溶媒に対する溶解度が比較的高く、ウェットプロセスにより有機半導体層の形成が可能ではあるが、有機トランジスタの性能を向上させるために、塗布、乾燥後、さらに比較的高い温度(80℃)でアニール処理をする工程を必要とする。   2,7-dialkyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene has a relatively high solubility in an organic solvent, and an organic semiconductor layer can be formed by a wet process. In order to improve the temperature, a step of annealing at a relatively high temperature (80 ° C.) after coating and drying is required.

本発明者が検討したところ、アニール工程を実施しない場合には、2,7−ジアルキル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンを有機半導体層に用いた有機トランジスタの移動度は、さほど高いものではないことが判明した。   As a result of studies by the present inventors, when an annealing step is not performed, the mobility of an organic transistor using 2,7-dialkyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene for the organic semiconductor layer is studied. Turned out not to be very expensive.

現在では、実用化に向け、一層改良された有機トランジスタの開発が求められている。   At present, development of further improved organic transistors is required for practical use.

Appl.Phys.Lett.,63,1372(1993)Appl. Phys. Lett. 63, 1372 (1993) Appl.Phys.Lett.,72,1854(1998)Appl. Phys. Lett. , 72, 1854 (1998) Science,268,270(1995)Science, 268, 270 (1995) J.Amer.Chem.Soc.,128,12604(2006)J. et al. Amer. Chem. Soc. , 128, 12604 (2006) J.Amer.Chem.Soc.,129,15732(2007)J. et al. Amer. Chem. Soc. , 129, 15732 (2007)

現在までに、種々の有機化合物を有機半導体層に用いた有機トランジスタの提案がなされているが、そのいずれもが、実用的に充分満足できる特性を有しているとはいい難いものであった。   To date, organic transistors using various organic compounds as organic semiconductor layers have been proposed, but none of them has practically satisfactory characteristics. .

本発明は、上述に鑑み、電荷移動度が高く、大きな電流オン/オフ比を有し、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することである。   In view of the above, the present invention is to provide an organic transistor having high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability.

本発明者は、前記課題を解決するため、鋭意検討した結果、一般式(1)で表される化合物を有機半導体層に含有してなる有機トランジスタは、電荷移動度が高く、大きな電流オン/オフ比を有し、かつ保存安定性に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor of the present invention has an organic transistor containing a compound represented by the general formula (1) in an organic semiconductor layer, which has a high charge mobility and a large current on / It has been found that it has an off-ratio and is excellent in storage stability, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、
有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有してなる有機トランジスタである。
−Y−A (1)
{式(1)中、AおよびAはそれぞれ独立に、式(a)で表される基
That is, the present invention
An organic transistor having an organic semiconductor layer is an organic transistor comprising at least one compound represented by the general formula (1) in the organic semiconductor layer.
A 1 -YA 2 (1)
{In Formula (1), A 1 and A 2 are each independently a group represented by Formula (a)

Figure 0005436875
Figure 0005436875

[式(a)中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、YおよびYはそれぞれ独立に、硫黄原子、あるいはN−R(Rは水素原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す)を表す]を表し、
Yは−CX=CX−(XおよびXはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子あるいはシアノ基を表す)、あるいは−C≡C−を表す}
[In Formula (a), X 1 to X 7 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, or substituted or unsubstituted aryl. Y 1 and Y 2 each independently represent a sulfur atom, or N—R (where R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted group). Or represents an unsubstituted aryl group)
Y represents —CX 8 ═CX 9 — (X 8 and X 9 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group), or —C≡C—}

本発明により、電荷移動度が高く、電流のオン/オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能になった。   According to the present invention, it is possible to provide an organic transistor having a high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability.

本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the organic transistor of this invention. 本発明の有機トランジスタの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the organic transistor of this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機トランジスタは、有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有してなるものである。
−Y−A (1)
{式(1)中、AおよびAはそれぞれ独立に、式(a)で表される基
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The organic transistor of the present invention comprises an organic semiconductor layer containing at least one compound represented by the general formula (1).
A 1 -YA 2 (1)
{In Formula (1), A 1 and A 2 are each independently a group represented by Formula (a)

Figure 0005436875
Figure 0005436875

[式(a)中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、YおよびYはそれぞれ独立に、硫黄原子、あるいはN−R(Rは水素原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す)を表す]を表し、
Yは−CX=CX−(XおよびXはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子あるいはシアノ基を表す)、あるいは−C≡C−を表す}
[In Formula (a), X 1 to X 7 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, or substituted or unsubstituted aryl. Y 1 and Y 2 each independently represent a sulfur atom, or N—R (where R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted group). Or represents an unsubstituted aryl group)
Y represents —CX 8 ═CX 9 — (X 8 and X 9 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group), or —C≡C—}

一般式(1)で表される化合物において、AおよびAはそれぞれ独立に式(a)で表される基であり、式(a)で表される基において、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す。 In the compound represented by the general formula (1), A 1 and A 2 are each independently a group represented by the formula (a), and in the group represented by the formula (a), X 1 to X 7 are Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group.

尚、本明細書において、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基などの炭素環式芳香族基、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基などの複素環式芳香族基を表す。また、アリール基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは炭素数4〜20の前記ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよいアリール基などが挙げられる。   In the present specification, the aryl group represents a carbocyclic aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, for example, a heterocyclic aromatic group such as a furyl group, a thienyl group or a pyridyl group. In addition, the substituent of the aryl group includes a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a carbon number of 4 to The aryl group which may be substituted by 20 said halogen atoms, an alkyl group, and an alkoxy group etc. are mentioned.

式(a)で表される基において、より好ましくは、X〜Xは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を表す。 In the group represented by the formula (a), X 1 to X 7 are more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a straight chain having 1 to 20 carbon atoms. It represents a chain, branched or cyclic alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms.

式(a)で表される基におけるX〜Xの具体例としては、例えば、水素原子;例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子;例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチル−2−ペンチル基、3,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、n−ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルペンチル基、n−ノニル基、2,2−ジメチルヘプチル基、2,6−ジメチル−4−ヘプチル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、1−メチルデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、1−ヘキシルヘプチル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、4−tert−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などの直鎖、分岐または環状のアルキル基; Specific examples of X 1 to X 7 in the group represented by the formula (a) include, for example, a hydrogen atom; a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom; for example, a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl Group, 4-methyl-2-pentyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, cyclohexylmethyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 1 -Methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, 2-propylpentyl group, n-nonyl group, 2,2-dimethylheptyl group, 2,6-dimethyl -4-heptyl group, 3,5,5-trimethylhexyl group, n-decyl group, n-undecyl group, 1-methyldecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, 1-hexylheptyl group, n-tetradecyl group Group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-eicosyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 4-tert-butylcyclohexyl group, cycloheptyl group A linear, branched or cyclic alkyl group such as a cyclooctyl group;

例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、3,3−ジメチルブチルオキシ基、2−エチルブチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ウンデシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−トリデシルオキシ基、n−テトラデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n−ヘプタデシルオキシ基、n−オクタデシルオキシ基、n−エイコシルオキシ基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシ基; For example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, cyclopentyloxy group, n-hexyloxy group 3,3-dimethylbutyloxy group, 2-ethylbutyloxy group, cyclohexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group, n -Undecyloxy group, n-dodecyloxy group, n-tridecyloxy group, n-tetradecyloxy group, n-pentadecyloxy group, n-hexadecyloxy group, n-heptadecyloxy group, n-octadecyl group Linear, branched or cyclic alkoxy groups such as oxy group and n-eicosyloxy group

例えば、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−n−プロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−n−ブチルフェニル基、4−イソブチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−イソペンチルフェニル基、4−tert−ペンチルフェニル基、4−n−ヘキシルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−n−ヘプチルフェニル基、4−n−オクチルフェニル基、4−n−ノニルフェニル基、4−n−デシルフェニル基、4−n−ウンデシルフェニル基、4−n−ドデシルフェニル基、4−n−テトラデシルフェニル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、5−インダニル基、1,2,3,4−テトラヒドロ−5−ナフチル基、1,2,3,4−テトラヒドロ−6−ナフチル基、
2−メトキシフェニル基、3−メトキシフェニル基、4−メトキシフェニル基、3−エトキシフェニル基、4−エトキシフェニル基、4−n−プロポキシフェニル基、4−イソプロポキシフェニル基、4−n−ブトキシフェニル基、4−イソブトキシフェニル基、4−n−ペンチルオキシフェニル基、4−n−ヘキシルオキシフェニル基、4−シクロヘキシルオキシフェニル基、4−n−ヘプチルオキシフェニル基、4−n−オクチルオキシフェニル基、4−n−ノニルオキシフェニル基、4−n−デシルオキシフェニル基、4−n−ウンデシルオキシフェニル基、4−n−ドデシルオキシフェニル基、4−n−テトラデシルオキシフェニル基、2,3−ジメトキシフェニル基、2,4−ジメトキシフェニル基、2,5−ジメトキシフェニル基、3,4−ジメトキシフェニル基、3,5−ジメトキシフェニル基、3,5−ジエトキシフェニル基、2−メトキシ−4−メチルフェニル基、2−メトキシ−5−メチルフェニル基、2−メチル−4−メトキシフェニル基、3−メチル−4−メトキシフェニル基、3−メチル−5−メトキシフェニル基、
2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、2−クロロフェニル基、3−クロロフェニル基、4−クロロフェニル基、4−ブロモフェニル基、3−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、3,4−ジフルオロフェニル基、3,4−ジクロロフェニル基、3,5−ジフルオロフェニル基、3,5−ジクロロフェニル基、3,4,5−トリフルオロフェニル基、2−メチル−4−クロロフェニル基、2−クロロ−4−メチルフェニル基、3−クロロ−4−メチルフェニル基、2−クロロ−4−メトキシフェニル基、3−メトキシ−4−フルオロフェニル基、3−メトキシ−4−クロロフェニル基、3−フルオロ−4−メトキシフェニル基、2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル基、4−フェニルフェニル基、3−フェニルフェニル基、4−(4’−メチルフェニル)フェニル基、4−(4’−メトキシフェニル)フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−エトキシ−1−ナフチル基、6−n−ブチル−2−ナフチル基、6−メトキシ−2−ナフチル基、7−エトキシ−2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、2−テトラセニル基、2−フルオレニル基、9,9−ジメチル−2−フルオレニル基、9,9−ジ−n−プロピル−2−フルオレニル基、2−フリル基、2−チエニル基、5−n−プロピル−2−チエニル基、5−n−ブチル−2−チエニル基、5−n−ヘキシル−2−チエニル基、5−n−オクチル−チエニル基、5−n−デシル−2−チエニル基、5−n−トリデシル−2−チエニル基、5−フェニル−2−チエニル基、5−(2’−チエニル)−2−チエニル基、5−(5’−n−ブチル−2’−チエニル)−2−チエニル基、5−(5’−n−ヘキシル−2’−チエニル)−2−チエニル基、5−(5’−n−デシル−2’−チエニル)−2−チエニル基、3−チエニル基、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基などの置換または未置換のアリール基を挙げることができる。
For example, phenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-n-propylphenyl group, 4-isopropylphenyl group, 4-n-butylphenyl group 4-isobutylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-isopentylphenyl group, 4-tert-pentylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-n-heptylphenyl Group, 4-n-octylphenyl group, 4-n-nonylphenyl group, 4-n-decylphenyl group, 4-n-undecylphenyl group, 4-n-dodecylphenyl group, 4-n-tetradecylphenyl group Group, 2,3-dimethylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethyl group Enyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 3,4,5-trimethylphenyl group, 2,3,5,6-tetramethylphenyl group, 5-indanyl group, 1,2 , 3,4-tetrahydro-5-naphthyl group, 1,2,3,4-tetrahydro-6-naphthyl group,
2-methoxyphenyl group, 3-methoxyphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 3-ethoxyphenyl group, 4-ethoxyphenyl group, 4-n-propoxyphenyl group, 4-isopropoxyphenyl group, 4-n-butoxy Phenyl group, 4-isobutoxyphenyl group, 4-n-pentyloxyphenyl group, 4-n-hexyloxyphenyl group, 4-cyclohexyloxyphenyl group, 4-n-heptyloxyphenyl group, 4-n-octyloxy Phenyl group, 4-n-nonyloxyphenyl group, 4-n-decyloxyphenyl group, 4-n-undecyloxyphenyl group, 4-n-dodecyloxyphenyl group, 4-n-tetradecyloxyphenyl group, 2,3-dimethoxyphenyl group, 2,4-dimethoxyphenyl group, 2,5-dimethoxyphenyl group 3,4-dimethoxyphenyl group, 3,5-dimethoxyphenyl group, 3,5-diethoxyphenyl group, 2-methoxy-4-methylphenyl group, 2-methoxy-5-methylphenyl group, 2-methyl- 4-methoxyphenyl group, 3-methyl-4-methoxyphenyl group, 3-methyl-5-methoxyphenyl group,
2-fluorophenyl group, 3-fluorophenyl group, 4-fluorophenyl group, 2-chlorophenyl group, 3-chlorophenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-bromophenyl group, 3-trifluoromethylphenyl group, 4-triphenyl Fluoromethylphenyl group, 2,4-difluorophenyl group, 2,4-dichlorophenyl group, 3,4-difluorophenyl group, 3,4-dichlorophenyl group, 3,5-difluorophenyl group, 3,5-dichlorophenyl group, 3,4,5-trifluorophenyl group, 2-methyl-4-chlorophenyl group, 2-chloro-4-methylphenyl group, 3-chloro-4-methylphenyl group, 2-chloro-4-methoxyphenyl group, 3-methoxy-4-fluorophenyl group, 3-methoxy-4-chlorophenyl group, 3-fluoro-4 Methoxyphenyl group, 2,3,4,5,6-pentafluorophenyl group, 4-phenylphenyl group, 3-phenylphenyl group, 4- (4′-methylphenyl) phenyl group, 4- (4′-methoxy) Phenyl) phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 4-ethoxy-1-naphthyl group, 6-n-butyl-2-naphthyl group, 6-methoxy-2- Naphthyl group, 7-ethoxy-2-naphthyl group, 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group, 9-anthracenyl group, 2-tetracenyl group, 2-fluorenyl group, 9,9-dimethyl-2-fluorenyl group, 9, 9-di-n-propyl-2-fluorenyl group, 2-furyl group, 2-thienyl group, 5-n-propyl-2-thienyl group, 5-n-butyl-2-thienyl group, 5- n-hexyl-2-thienyl group, 5-n-octyl-thienyl group, 5-n-decyl-2-thienyl group, 5-n-tridecyl-2-thienyl group, 5-phenyl-2-thienyl group, 5 -(2'-thienyl) -2-thienyl group, 5- (5'-n-butyl-2'-thienyl) -2-thienyl group, 5- (5'-n-hexyl-2'-thienyl)- 2-thienyl group, 5- (5′-n-decyl-2′-thienyl) -2-thienyl group, 3-thienyl group, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4-pyridyl group, etc. A substituted aryl group can be mentioned.

式(a)で表される基において、YおよびYはそれぞれ独立に、硫黄原子、あるいはN−R(Rは水素原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表す)を表し、より好ましくは、硫黄原子である。 In the group represented by the formula (a), Y 1 and Y 2 are each independently a sulfur atom, or N—R (where R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic group). Represents an alkoxyalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group, and more preferably a sulfur atom.

尚、YおよびYが共にN−Rを表す場合、そのRは同じ基であってもよく、また異なっていてもよい。 When Y 1 and Y 2 both represent N—R, the Rs may be the same group or different.

式(a)で表される基におけるN−Rにおいて、Rは、水素原子、直鎖、分岐または環状のアルキル基、直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基を表し、好ましくは、Rは水素原子、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数2〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を表し、より好ましくは、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数2〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を表す。   In N—R in the group represented by the formula (a), R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. R is preferably a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or 4 to 20 carbon atoms. A substituted or unsubstituted aryl group, more preferably a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or carbon The substituted or unsubstituted aryl group of number 4-20 is represented.

Rの直鎖、分岐または環状のアルキル基、あるいは置換または未置換のアリール基の具体例としては、例えば、X〜Xで例示した炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、あるいは炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を例示することができる。 Specific examples of the linear, branched or cyclic alkyl group of R or the substituted or unsubstituted aryl group include, for example, a linear, branched or cyclic alkyl having 1 to 20 carbon atoms exemplified by X 1 to X 7. Examples thereof include a group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms.

Rの直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基の具体例としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、n−ブトキシメチル基、n−ヘキシルオキシメチル基、(2−エチルブチルオキシ)メチル基、n−オクチルオキシメチル基、n−デシルオキシメチル基、2−メトキシエチル基、2−エトキシエチル基、2−n−プロポキシエチル基、2−イソプロポキシエチル基、2−n−ブトキシエチル基、2−n−ペンチルオキシエチル基、2−n−ヘキシルオキシエチル基、2−(2’−エチルブチルオキシ)エチル基、2−n−ヘプチルオキシエチル基、2−n−オクチルオキシエチル基、2−(2’−エチルヘキシルオキシ)エチル基、2−n−デシルオキシエチル基、2−n−ドデシルオキシエチル基、2−n−テトラデシルオキシエチル基、2−シクロヘキシルオキシエチル基、2−メトキシプロピル基、3−メトキシプロピル基、3−エトキシプロピル基、3−n−プロポキシプロピル基、3−イソプロポキシプロピル基、3−n−ブトキシプロピル基、3−n−ペンチルオキシプロピル基、3−n−ヘキシルオキシプロピル基、3−(2’−エチルブトキシ)プロピル基、3−n−オクチルオキシプロピル基、3−(2’−エチルヘキシルオキシ)プロピル基、3−n−デシルオキシプロピル基、3−n−ドデシルオキシプロピル基、3−n−テトラデシルオキシプロピル基、3−シクロヘキシルオキシプロピル基、4−メトキシブチル基、4−エトキシブチル基、4−n−プロポキシブチル基、4−イソプロポキシブチル基、4−n−ブトキシブチル基、4−n−ヘキシルオキシブチル基、4−n−オクチルオキシブチル基、4−n−デシルオキシブチル基、4−n−ドデシルオキシブチル基、5−メトキシペンチル基、5−エトキシペンチル基、5−n−プロポキシペンチル基、5−n−ペンチルオキシペンチル基、6−メトキシヘキシル基、6−エトキシヘキシル基、6−イソプロポキシヘキシル基、6−n−ブトキシヘキシル基、6−n−ヘキシルオキシヘキシル基、6−n−デシルオキシヘキシル基、4−メトキシシクロヘキシル基、7−メトキシヘプチル基、7−エトキシヘプチル基、7−イソプロポキシヘプチル基、8−メトキシオクチル基、8−エトキシオクチル基、9−メトキシノニル基、9−エトキシノニル基、10−メトキシデシル基、10−エトキシデシル基、10−n−ブトキシデシル基、11−メトキシウンデシル基、11−エトキシウンデシル基、12−メトキシドデシル基、12−エトキシドデシル基、12−イソプロポキシドデシル基、14−メトキシテトラデシル基、テトラヒドロフルフリル基などの直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基を挙げることができる。   Specific examples of the linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group of R include, for example, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, an n-butoxymethyl group, an n-hexyloxymethyl group, and a (2-ethylbutyloxy) methyl group. N-octyloxymethyl group, n-decyloxymethyl group, 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group, 2-n-propoxyethyl group, 2-isopropoxyethyl group, 2-n-butoxyethyl group, 2-n-pentyloxyethyl group, 2-n-hexyloxyethyl group, 2- (2′-ethylbutyloxy) ethyl group, 2-n-heptyloxyethyl group, 2-n-octyloxyethyl group, 2 -(2'-ethylhexyloxy) ethyl group, 2-n-decyloxyethyl group, 2-n-dodecyloxyethyl group, 2-n-tetradec Ruoxyethyl group, 2-cyclohexyloxyethyl group, 2-methoxypropyl group, 3-methoxypropyl group, 3-ethoxypropyl group, 3-n-propoxypropyl group, 3-isopropoxypropyl group, 3-n-butoxypropyl group 3-n-pentyloxypropyl group, 3-n-hexyloxypropyl group, 3- (2′-ethylbutoxy) propyl group, 3-n-octyloxypropyl group, 3- (2′-ethylhexyloxy) propyl Group, 3-n-decyloxypropyl group, 3-n-dodecyloxypropyl group, 3-n-tetradecyloxypropyl group, 3-cyclohexyloxypropyl group, 4-methoxybutyl group, 4-ethoxybutyl group, 4 -N-propoxybutyl group, 4-isopropoxybutyl group, 4-n-butoxybutyl group 4-n-hexyloxybutyl group, 4-n-octyloxybutyl group, 4-n-decyloxybutyl group, 4-n-dodecyloxybutyl group, 5-methoxypentyl group, 5-ethoxypentyl group, 5- n-propoxypentyl group, 5-n-pentyloxypentyl group, 6-methoxyhexyl group, 6-ethoxyhexyl group, 6-isopropoxyhexyl group, 6-n-butoxyhexyl group, 6-n-hexyloxyhexyl group 6-n-decyloxyhexyl group, 4-methoxycyclohexyl group, 7-methoxyheptyl group, 7-ethoxyheptyl group, 7-isopropoxyheptyl group, 8-methoxyoctyl group, 8-ethoxyoctyl group, 9-methoxy Nonyl group, 9-ethoxynonyl group, 10-methoxydecyl group, 10-ethoxydecyl group, 10-n -Butoxydecyl group, 11-methoxyundecyl group, 11-ethoxyundecyl group, 12-methoxydodecyl group, 12-ethoxydodecyl group, 12-isopropoxidedecyl group, 14-methoxytetradecyl group, tetrahydrofurfuryl group, etc. And a linear, branched or cyclic alkoxyalkyl group.

一般式(1)において、より好ましくは、AおよびAは、式(a−1)〜式(a−4)で表される基である。 In the general formula (1), more preferably, A 1 and A 2 is a group represented by the formula (a-1) ~ formula (a-4).

Figure 0005436875
[式中、X〜X、およびRは一般式(1)と同じ意味を表す]
Figure 0005436875
[Wherein, X 1 to X 7 and R represent the same meaning as in the general formula (1)]

一般式(1)で表される化合物において、さらに好ましくは、AおよびAは式(a−1)で表される基である。 In the compound represented by the general formula (1), more preferably, A 1 and A 2 are groups represented by the formula (a-1).

一般式(1)で表される化合物において、Yで表される−CX=CX−におけるXおよびXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子あるいはシアノ基を表し、好ましくは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、あるいはシアノ基であり、より好ましくは、水素原子、あるいはフッ素原子であり、さらに好ましくは、水素原子である。 In the compound represented by the general formula (1), X 8 and X 9 in —CX 8 ═CX 9 — represented by Y each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group, A hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, or a cyano group, more preferably a hydrogen atom or a fluorine atom, and still more preferably a hydrogen atom.

また、−CX=CX−において、その立体配置はシス体でもトランス体でもよく、シス体とトランス体の混合物でもよく、好ましくは、トランス体である。 Further, -CX 8 = CX 9 - in its configuration may be trans form in cis form, may be a mixture of cis- and trans-isomer, preferably a trans form.

本発明の有機トランジスタにおいては、有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有することが特徴であり、このことにより、従来にはない、電荷移動度が高く、電流のオン/オフ比が大きく、かつ保存安定性に優れた有機トランジスタを提供することが可能となる。   The organic transistor of the present invention is characterized in that the organic semiconductor layer contains at least one compound represented by the general formula (1), which has a high charge mobility, which is unconventional, It is possible to provide an organic transistor having a large on / off ratio and excellent storage stability.

本発明に係る一般式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) according to the present invention include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

Figure 0005436875
Figure 0005436875

本発明に係る一般式(1)で表される化合物は、それ自体公知の方法を参考にして製造することができる。   The compound represented by the general formula (1) according to the present invention can be produced with reference to a method known per se.

一般式(1)において、Yが−CX=CX−で表される化合物は、例えば、一般式(2)で表される化合物に、塩基(例えば、n−BuLi、水素化ナトリウム)と一般式(3)で表される化合物より調製されるフォスフォネートイリドを作用させることにより製造することができる。 In the general formula (1), the compound in which Y is represented by —CX 8 ═CX 9 — includes, for example, a compound represented by the general formula (2), a base (for example, n-BuLi, sodium hydride) and It can manufacture by making the phosphonate ylide prepared from the compound represented by General formula (3) act.

また、一般式(4)で表される化合物に、塩基(例えば、n−BuLi、水素化ナトリウム)と一般式(5)で表される化合物より調製されるフォスフォネートイリドを作用させることにより製造することができる。   Further, by reacting a compound represented by the general formula (4) with a phosphonate ylide prepared from a compound represented by the general formula (5) and a base (for example, n-BuLi, sodium hydride). Can be manufactured.

Figure 0005436875
Figure 0005436875

[式中、A、A、XおよびXは一般式(1)の場合と同じ意味を表し、Rはアルキル基を表す] [Wherein A 1 , A 2 , X 8 and X 9 represent the same meaning as in the general formula (1), and R represents an alkyl group]

尚、一般式(3)および一般式(5)で表される化合物において、Rで表されるアルキル基は、好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。   In the compounds represented by general formula (3) and general formula (5), the alkyl group represented by R preferably represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(1)において、Yが−C≡C−で表される化合物は、例えば、一般式(6)で表される化合物に、パラジウム触媒[例えば、ビス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムジクロライド]、ヨウ化銅および塩基の存在下、一般式(7)で表される化合物を作用させることにより製造することができる。   In the general formula (1), the compound in which Y is represented by —C≡C— is, for example, a compound represented by the general formula (6) and a palladium catalyst [for example, bis (triphenylphosphine) palladium dichloride]. In the presence of copper iodide and a base, the compound represented by the general formula (7) can be allowed to act.

また、一般式(8)で表される化合物に、パラジウム触媒[例えば、ビス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムジクロライド]、ヨウ化銅および塩基の存在下、一般式(9)で表される化合物を作用させることにより製造することができる[例えば、Chem.Rev.,107、874(2007)に記載の方法を参考にすることができる]。   In addition, a compound represented by the general formula (9) is added to the compound represented by the general formula (8) in the presence of a palladium catalyst [for example, bis (triphenylphosphine) palladium dichloride], copper iodide and a base. It can be produced by acting [for example, Chem. Rev. 107, 874 (2007) can be referred to].

−Z (6)
HC≡C−A (7)
−C≡CH (8)
Z−A (9)
[式中、AおよびAは一般式(1)の場合と同じ意味を表し、Zはハロゲン原子を表す]
A 1 -Z (6)
HC≡C-A 2 (7)
A 1 -C≡CH (8)
Z-A 2 (9)
[Wherein, A 1 and A 2 represent the same meaning as in the general formula (1), and Z represents a halogen atom]

尚、一般式(6)および一般式(9)で表される化合物において、Zで表されるハロゲン原子は、好ましくは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子である。   In the compounds represented by general formula (6) and general formula (9), the halogen atom represented by Z is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

本発明に係る一般式(1)で表される化合物は、場合により使用した溶媒(例えば、トルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒)との溶媒和を形成した型で製造されることがあるが、本発明の有機トランジスタには、一般式(1)で表される化合物の無溶媒和物は勿論、このような溶媒和物をも使用することができる。一般式(1)で表される化合物を、有機トランジスタに使用する場合、再結晶法、カラムクロマトグラフィー法、昇華精製法などの精製方法、あるいはこれらの方法を併用して、純度を高めた化合物を使用することは好ましいことである。   The compound represented by the general formula (1) according to the present invention may be produced in a form that forms a solvate with a solvent used in some cases (for example, an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene). In the organic transistor of the present invention, not only a solvate of the compound represented by the general formula (1) but also such a solvate can be used. When the compound represented by the general formula (1) is used in an organic transistor, a purification method such as a recrystallization method, a column chromatography method, a sublimation purification method, or a combination of these methods increases the purity. It is preferred to use

有機トランジスタは、通常、ソース電極、ドレイン電極およびゲート電極、およびゲート絶縁層、有機半導体層を有して成るものであり、本発明の有機トランジスタにおいては、該有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有してなるものである。   The organic transistor usually has a source electrode, a drain electrode and a gate electrode, a gate insulating layer, and an organic semiconductor layer. In the organic transistor of the present invention, the organic semiconductor layer has the general formula (1). It contains at least one compound represented by

本発明の有機トランジスタの形態について、図面を参照しながら説明する。   The form of the organic transistor of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の有機トランジスタの一形態を示す模式的断面図である。この有機トランジスタの形態においては、基板11上にゲート電極21が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層31が積層されており、その上に所定の間隔で形成されたソース電極61およびドレイン電極41が形成されており、さらにその上に有機半導体層51が積層されている(ボトムゲート・ボトムコンタクト構造)。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the organic transistor of the present invention. In the form of this organic transistor, a gate electrode 21 is provided on a substrate 11, a gate insulating layer 31 is laminated on the gate electrode, and a source electrode 61 and a drain electrode formed on the gate electrode at predetermined intervals. 41 is formed, and an organic semiconductor layer 51 is further stacked thereon (bottom gate / bottom contact structure).

図2に示した有機トランジスタの形態においては、基板12上にゲート電極22が設けられ、そのゲート電極上にゲート絶縁層32が積層されており、その上に有機半導体層52が積層されており、さらにその上に、所定の間隔でソース電極62およびドレイン電極42が形成されている(ボトムゲート・トップコンタクト構造)。   In the form of the organic transistor shown in FIG. 2, the gate electrode 22 is provided on the substrate 12, the gate insulating layer 32 is laminated on the gate electrode, and the organic semiconductor layer 52 is laminated thereon. Further, a source electrode 62 and a drain electrode 42 are formed at a predetermined interval thereon (bottom gate / top contact structure).

また、図3に示した有機トランジスタの形態においては、基板13の上に、所定の間隔でソース電極63およびドレイン電極43が形成されており、その上に有機半導体層53が積層されており、その上にゲート絶縁層33が積層されており、さらにその上にゲート電極23が設けられている(トップゲート・ボトムコンタクト構造)。   In the form of the organic transistor shown in FIG. 3, the source electrode 63 and the drain electrode 43 are formed on the substrate 13 at a predetermined interval, and the organic semiconductor layer 53 is laminated thereon, A gate insulating layer 33 is laminated thereon, and a gate electrode 23 is further provided thereon (top gate / bottom contact structure).

図4に示した有機トランジスタの形態においては、基板14の上に、有機半導体層54が積層されており、その上に、所定の間隔でソース電極64およびドレイン電極44が形成されており、その上にゲート絶縁層34が積層されており、さらにその上にゲート電極24が設けられている(トップゲート・トップコンタクト構造)。   In the form of the organic transistor shown in FIG. 4, the organic semiconductor layer 54 is laminated on the substrate 14, and the source electrode 64 and the drain electrode 44 are formed on the substrate 14 at a predetermined interval. A gate insulating layer 34 is laminated thereon, and a gate electrode 24 is further provided thereon (top gate / top contact structure).

このような構成を有する有機トランジスタでは、有機半導体層がチャネル領域を形成しており、ゲート電極に印加される電圧で、ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流が制御されることによってオン/オフ動作する。   In the organic transistor having such a structure, the organic semiconductor layer forms a channel region, and the current flowing between the source electrode and the drain electrode is controlled by the voltage applied to the gate electrode, thereby turning on / off. Operate.

本発明の有機トランジスタに使用する基板としては、特に限定するものではないが、一般には、ガラス、石英、シリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、プラスチック基板などを用いることができる。さらには、これらを組み合わせた複合基板も用いることができ、一層構造でも、多層構造の形態でもよい。   The substrate used in the organic transistor of the present invention is not particularly limited, but generally, glass, quartz, silicon single crystal, polycrystalline silicon, amorphous silicon, a plastic substrate, or the like can be used. Furthermore, a composite substrate in which these are combined can be used, and may have a single-layer structure or a multilayer structure.

プラスチック基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート、トリアセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネートなどからなる基板が挙げられる。   Examples of the plastic substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate, triacetylcellulose, and cellulose acetate propionate. A substrate is mentioned.

尚、導電性のある基板、例えば、シリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることもできる。   Note that when a conductive substrate, for example, silicon is used for the substrate, the substrate can also serve as the gate electrode.

本発明の有機トランジスタにおいて、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極に用いる材料としては特に限定するものではなく、導電性の材料であれば任意に用いることができる。   In the organic transistor of the present invention, materials used for the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode are not particularly limited, and any material can be used as long as it is a conductive material.

電極材料としては、例えば、酸化インジウムスズ合金(ITO)、酸化スズ(NESA)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、クロム、鉄、錫、タンタル、パラジウム、テルル、イリジウム、ルテニウム、ゲルマニウム、タングステン、モリブデン、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム/インジウム合金、マグネシウム/銅合金、マグネシウム/銀合金、マグネシウム/アルミニウム合金、クロム/モリブデン合金、アルミニウム/リチウム合金、アルミニウム/スカンジウム/リチウム合金、ナトリウム/カリウム合金などの金属や合金、さらには、フッ素ドープ酸化亜鉛、導電率を向上させたシリコン単結晶、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができ、より好ましくは、酸化インジウムスズ合金、金、銀、白金、銅、インジウム、アルミニウム、導電率を向上させたシリコン系材料、炭素材料である。これらはバルク状、薄片状、微粒子状等、様々な形態で使用できる。   As electrode materials, for example, indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NESA), indium zinc oxide (IZO), molybdenum oxide, gold, silver, platinum, copper, indium, aluminum, magnesium, nickel, chromium, iron , Tin, tantalum, palladium, tellurium, iridium, ruthenium, germanium, tungsten, molybdenum, lithium, beryllium, sodium, potassium, calcium, zinc, magnesium / indium alloy, magnesium / copper alloy, magnesium / silver alloy, magnesium / aluminum alloy , Chromium / molybdenum alloy, aluminum / lithium alloy, aluminum / scandium / lithium alloy, sodium / potassium alloy and other metals and alloys, fluorine-doped zinc oxide, silicon with improved conductivity Examples thereof include silicon-based materials such as single crystal, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, and carbon materials such as carbon black, graphite, and glassy carbon. More preferably, indium tin oxide alloy, gold, silver, platinum, copper, Indium, aluminum, silicon materials with improved conductivity, and carbon materials. These can be used in various forms such as bulk, flakes, and fine particles.

また、電極材料としては、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマー(例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸の錯体など)も好適に用いられる。   In addition, as an electrode material, a conductive polymer whose conductivity has been improved by doping treatment (eg, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyparaphenylene, polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid complex, etc.) Are also preferably used.

尚、これらの電極材料は、1種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。   In addition, these electrode materials may be used individually by 1 type, or may be used together.

ソース電極、ドレイン電極は、上に挙げた電極材料の中でも、有機半導体層との接触面において電気抵抗が小さいものが好ましい。   Among the electrode materials listed above, the source electrode and the drain electrode are preferably those having a small electric resistance at the contact surface with the organic semiconductor layer.

各電極の形成方法としては、特に限定するものではないが、例えば、導電性の材料を、蒸着やスパッタリングなどの方法を用いて形成することができ、リソグラフやエッチング処理により、所望の形状にパターニングできる。   A method for forming each electrode is not particularly limited. For example, a conductive material can be formed using a method such as vapor deposition or sputtering, and patterned into a desired shape by lithograph or etching treatment. it can.

また、導電性ポリマーや導電性微粒子を用いて電極を形成する場合には、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子の分散液を、インクジェット法によりパターニングしてもよく、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらには、導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペースト(銀ペースト、カーボンペーストなど)などを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法を用いることもできる。   In addition, when an electrode is formed using a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion may be patterned by an ink jet method. It may be formed by lithography or laser ablation. Furthermore, a method of patterning an ink containing a conductive polymer or conductive fine particles, a conductive paste (silver paste, carbon paste, etc.) by a printing method such as relief printing, intaglio printing, planographic printing, and screen printing can also be used.

ソース電極、ドレイン電極の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数nm〜数百μmの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1nm〜100μmであり、さらに好ましくは、10nm〜20μmである。   The film thickness of the source electrode and the drain electrode is not particularly limited, but in general, it is preferably set in the range of several nm to several hundred μm, more preferably 1 nm to 100 μm, and still more preferably 10 nm. ˜20 μm.

尚、ソース電極、ドレイン電極は、互いに対向するように配置されるが、その間隔(チャネル長)は、一般に、数百nm〜数mmの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、100nm〜1mmであり、さらに好ましくは、1μm〜500μmである。   The source electrode and the drain electrode are arranged so as to face each other, and the interval (channel length) is generally preferably set in the range of several hundred nm to several mm, more preferably 100 nm to It is 1 mm, More preferably, it is 1 micrometer-500 micrometers.

ゲート絶縁層に使用する材料としては、種々の絶縁材料を用いることができ、無機絶縁体あるいは有機高分子化合物が好ましい。   As a material used for the gate insulating layer, various insulating materials can be used, and an inorganic insulator or an organic polymer compound is preferable.

無機絶縁体としては、酸化ケイ素(SiO)、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどを挙げることができ、より好ましくは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。 As the inorganic insulator, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, tantalum oxide, titanium oxide, tin oxide, vanadium oxide, barium strontium titanate, barium zirconate titanate, lead zirconate titanate , Lead lanthanum titanate, strontium titanate, barium titanate, barium magnesium fluoride, bismuth titanate, strontium bismuth titanate, strontium bismuth tantalate, bismuth tantalate niobate, trioxide yttrium, and more Preferred are silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, tantalum oxide, and titanium oxide.

無機絶縁体からなるゲート絶縁層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセス、さらには、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、エアーナイフ法、スライドホッパー法、エクストリュージョン法などの塗布法、各種印刷法やインクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができ、使用する材料の特性に応じて適宜選択して適用することができる。また、シリコン系材料をゲート電極として用い、有機半導体形成前にゲート絶縁層を形成する場合には、熱酸化法で形成してもよい。   Examples of the method for forming a gate insulating layer made of an inorganic insulator include a vacuum deposition method, a molecular beam epitaxial growth method, an ion cluster beam method, a low energy ion beam method, an ion plating method, a CVD method, a sputtering method, and atmospheric pressure plasma. Dry processes such as spray coating, spray coating, spin coating, blade coating, dip coating, casting, roll coating, bar coating, die coating, air knife, slide hopper, and extrusion Examples thereof include a wet process such as a coating method, various printing methods, and an inkjet method, and can be appropriately selected and applied according to the characteristics of the material to be used. Further, when a silicon-based material is used as the gate electrode and the gate insulating layer is formed before the organic semiconductor is formed, it may be formed by a thermal oxidation method.

ゲート絶縁層に用いる有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系の光硬化性樹脂、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルランなどを用いることができる。有機高分子化合物を用いたゲート絶縁層の形成法としては、ウェットプロセスが好ましい。   Examples of the organic polymer compound used for the gate insulating layer include polyimide, polyamide, polyester, polyacrylate, a photo-radical polymerization photo-curing resin, a photo-cation polymerization photo-curing resin, or a copolymer containing an acrylonitrile component. Polyvinylphenol, polyvinyl alcohol, polystyrene, novolac resin, polyvinylidene fluoride, cyanoethyl pullulan, and the like can be used. As a method for forming a gate insulating layer using an organic polymer compound, a wet process is preferable.

ゲート絶縁層に使用する絶縁材料は、1種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。   The insulating material used for the gate insulating layer may be used alone or in combination.

尚、ゲート絶縁層に無機絶縁体として、例えば、酸化ケイ素を使用する場合、有機半導体層との界面になる酸化ケイ素の表面は、例えば、ヘキサメチルジシラザン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシラン、ベンジルトリクロロシラン、1−ヘキシルフォスフォン酸、1−オクチルフォスフォン酸、1−ヘキサデシルフォスフォン酸、3,7,11,15−テトラメチル−1−ヘキサデシルフォスフォン酸などで処理されていてもよい。   In addition, when using, for example, silicon oxide as an inorganic insulator for the gate insulating layer, the surface of silicon oxide serving as an interface with the organic semiconductor layer is, for example, hexamethyldisilazane, octadecyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, Octadecyltrichlorosilane, benzyltrichlorosilane, 1-hexylphosphonic acid, 1-octylphosphonic acid, 1-hexadecylphosphonic acid, 3,7,11,15-tetramethyl-1-hexadecylphosphonic acid, etc. It may be processed.

また、有機高分子化合物をゲート絶縁層に使用し、ゲート絶縁層を形成した後に有機半導体層を形成する場合は、有機高分子化合物からなるゲート絶縁層上にラビング処理を施してから有機半導体層を形成するようにしてもよい。   In addition, when an organic polymer compound is used for the gate insulating layer and the organic semiconductor layer is formed after forming the gate insulating layer, the organic semiconductor layer is subjected to a rubbing treatment on the gate insulating layer made of the organic polymer compound. May be formed.

ゲート絶縁層の膜厚は、特に限定するものではないが、一般に、数nm〜数十μmの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、5nm〜10μmであり、さらに好ましくは、10nm〜5μmである。   The thickness of the gate insulating layer is not particularly limited, but in general, it is preferably set in the range of several nm to several tens of μm, more preferably 5 nm to 10 μm, and still more preferably 10 nm to 5 μm. It is.

本発明の有機トランジスタは、有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有してなるものであり、一般式(1)で表される化合物は、1種を単独で使用してもよく、複数種を併用してもよい。   The organic transistor of the present invention comprises at least one compound represented by the general formula (1) in the organic semiconductor layer, and the compound represented by the general formula (1) is singly used alone. You may use, and may use multiple types together.

さらに、有機半導体層は、一般式(1)で表される化合物と、他の化合物(例えば、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリキノリン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、フタロシアニン誘導体など)を併用して形成されていてもよい。この場合、一般式(1)で表される化合物の含有量は、20質量%以上が好ましく、50質量%以上になるように調製することがより好ましい。   Further, the organic semiconductor layer includes a compound represented by the general formula (1) and other compounds (for example, polyacetylene derivatives, polythiophene derivatives, polythienylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polypyrrole derivatives, polyaniline derivatives, A polyquinoline derivative, a perylene derivative, a tetracene derivative, a pentacene derivative, a phthalocyanine derivative, or the like). In this case, the content of the compound represented by the general formula (1) is preferably 20% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more.

本発明の有機トランジスタは、p型(正孔がキャリアとして機能する)の有機トランジスタ、またはn型(電子がキャリアとして機能する)の有機トランジスタとして機能するが、好ましくは、p型の有機トランジスタとして使用するのが好ましい。   The organic transistor of the present invention functions as a p-type (holes function as a carrier) organic transistor or an n-type (electrons function as a carrier) organic transistor, preferably as a p-type organic transistor. It is preferred to use.

有機半導体層の形成方法としては、特に限定するものではなく、公知の形成方法を用いることができる。   The method for forming the organic semiconductor layer is not particularly limited, and a known formation method can be used.

形成方法としては、例えば、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、CVD法、スパッタリング法、プラズマ重合法、熱転写法、レーザー転写法などのドライプロセス、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、LB法(ラングミューア・ブロジュット法)、各種印刷法、インクジェット法などのウェットプロセスを挙げることができる。   Examples of the formation method include vacuum deposition, molecular beam epitaxial growth, ion cluster beam, low energy ion beam, ion plating, CVD, sputtering, plasma polymerization, thermal transfer, and laser transfer. Dry process, spray coat method, spin coat method, blade coat method, dip coat method, cast method, roll coat method, bar coat method, die coat method, LB method (Langmuir / Blodget method), various printing methods, ink jet method, etc. Can be mentioned.

ウェットプロセスにより、有機半導体層の形成する場合は、一般式(1)で表される化合物を、溶媒に溶解、または分散させた溶液を用いる。   When the organic semiconductor layer is formed by a wet process, a solution in which the compound represented by the general formula (1) is dissolved or dispersed in a solvent is used.

係る溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、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、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールなどのエーテル系溶媒、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンなどの炭化水素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、グルタロジニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル系溶媒、ジメチルスルフォキサイド、スルフォラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒などの有機溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。   Examples of such solvents include alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; Ether solvents such as ether, dioxane, tetrahydrofuran, anisole, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, dichloromethane, chloroform, dichloroethane, tetrachloroethane, tetrachloroethylene, chlorobenzene, fluorobenzene, dichlorobenzene, Halogenated hydrocarbon solvents such as trichlorobenzene, acetonitrile, propionitrile, methoxyacetonitrile, gluta Nitrile solvents such as dinitrile and benzonitrile, organic solvents such as aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone Can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination.

係る溶媒中の一般式(1)で表される化合物の濃度に関しては、特に制限するものではないが、一般には、0.01〜20質量%、より好ましくは、0.05〜15質量%程度に調製することが好ましい。   The concentration of the compound represented by the general formula (1) in the solvent is not particularly limited, but is generally 0.01 to 20% by mass, more preferably about 0.05 to 15% by mass. It is preferable to prepare it.

有機半導体層の膜厚に関しては、特に制限するものではないが、一般に、数nm〜数十μmの範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、1nm〜10μmであり、さらに好ましくは、5nm〜1μmである。   Although it does not restrict | limit in particular regarding the film thickness of an organic-semiconductor layer, Generally, it is preferable to set to the range of several nm-dozens of micrometers, More preferably, it is 1 nm-10 micrometers, More preferably, it is 5 nm- 1 μm.

本発明においては、有機半導体層の形成後、さらに所望により、後処理を施してもよい。   In the present invention, after the organic semiconductor layer is formed, a post-treatment may be further performed as desired.

例えば、有機半導体層の形成後に、熱処理を施して、形成時に生じた膜厚の歪を緩和したり、あるいは生成したピンホールなどの改善することが可能な場合がある。   For example, after the organic semiconductor layer is formed, heat treatment may be performed to reduce the distortion of the film thickness generated during the formation or to improve the generated pinholes.

また、有機半導体層中の分子の配列、配向を制御するなどの目的で、熱処理を行うことは好ましい場合がある。   In addition, it may be preferable to perform heat treatment for the purpose of controlling the arrangement and orientation of molecules in the organic semiconductor layer.

熱処理の温度に関しては、特に制限するものではないが、室温〜200℃程度、好ましくは、40℃〜150℃で実施する。尚、熱処理は、空気中で実施してもよく、また窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で実施してもよい。   Although it does not restrict | limit especially regarding the temperature of heat processing, About room temperature-about 200 degreeC, Preferably, it implements at 40 degreeC-150 degreeC. The heat treatment may be performed in the air or in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

本発明の有機トランジスタにおいては、所望により、有機半導体層はドーピング処理を施されていてもよい。   In the organic transistor of the present invention, the organic semiconductor layer may be subjected to a doping treatment if desired.

尚、ドーパントとしては、ドナー性ドーパント、アクセプター性ドーパントのいずれも使用可能であり、アクセプター性ドーパントを使用することは好ましい。   In addition, as a dopant, both a donor-type dopant and an acceptor-type dopant can be used, and it is preferable to use an acceptor-type dopant.

ドナー性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物に電子を供与する機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。   As the donor dopant, any compound having a function of donating electrons to the organic compound of the organic semiconductor layer can be preferably used.

ドナー性ドーパントとしては、例えば、Li、Na、K、Rb、Csなどのアルカリ金属、Ca、Sr、Baなどのアルカリ土類金属、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Ybなどの希土類金属、アンモニウムイオン、R(Rはアルキル基を表す)、RAs(Rはアルキル基を表す)、R(Rはアルキル基を表す)、アセチルコリンなどが挙げられる。 Examples of the donor dopant include alkali metals such as Li, Na, K, Rb, and Cs, alkaline earth metals such as Ca, Sr, and Ba, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Rb, Dy, Ho, Er, Yb and other rare earth metals, ammonium ions, R 4 P + (R represents an alkyl group), R 4 As + (R represents an alkyl group), R 3 S + (R represents Represents an alkyl group), and acetylcholine.

アクセプター性ドーパントとしては、有機半導体層の有機化合物から電子を取り去る機能を有する化合物であれば好適に用いることができる。   As the acceptor dopant, any compound having a function of removing electrons from the organic compound of the organic semiconductor layer can be preferably used.

アクセプター性ドーパントとしては、例えば、Cl、Br、I、ICl、ICl、IBr、IFなどのハロゲン化合物、PF、AsF、SbF、BF、BCl、BBr、SOなどのルイス酸、HF、HCl、HNO、HSO、HClO、FSOH、ClSOH、CFSOHなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、FeCl、FeOCl、TiCl、ZrCl、HfCl、NbF、NbCl、TaCl、MoCl、WF、WCl、UF、LnCl(Ln=La、Ce、Nd、PrなどのランタノイドとY)などの遷移金属化合物、Cl、Br、I、ClO 、PF 、AsF 、SbF 、BF 、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどが挙げられる。 Examples of the acceptor dopant include halogen compounds such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , ICl, ICl 3 , IBr 3 and IF, PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 3 , BCl 3 , BBr 3 , SO 3. Lewis acids such as HF, HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , HClO 4 , FSO 3 H, ClSO 3 H, CF 3 SO 3 H and other protic acids, acetic acid, formic acid, amino acids and other organic acids, FeCl 3 , FeOCl, TiCl 4 , ZrCl 4 , HfCl 4 , NbF 5 , NbCl 5 , TaCl 5 , MoCl 5 , WF 5 , WCl 6 , UF 6 , LnCl 3 (Ln = La, Ce, Nd, Pr, etc.) ) a transition metal compound, such as, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, PF 6 -, AsF 5 -, SbF -, BF 4 -, etc. electrolyte anions such as sulfonate anions.

尚、ドーピング方法としては、有機半導体層を形成した後に、ドーパントを導入する方法、あるいは有機半導体層の形成時に、ドーパントを導入する方法を適用することができる。   As a doping method, a method of introducing a dopant after forming an organic semiconductor layer, or a method of introducing a dopant at the time of forming the organic semiconductor layer can be applied.

また、本発明の有機トランジスタは、大気中の酸素、水分などの影響を軽減する目的で、有機トランジスタの外周面の全面、または一部にガスバリア層を設けることもできる。ガスバリア層を形成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを挙げることができる。さらには、ゲート絶縁層に使用する材料として挙げた無機絶縁体もガスバリア層の形成に用いることができる。   Moreover, the organic transistor of this invention can also provide a gas barrier layer in the whole or part of the outer peripheral surface of an organic transistor in order to reduce the influence of oxygen, moisture, etc. in the atmosphere. Examples of the material for forming the gas barrier layer include polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl chloride, and polyvinylidene chloride. Furthermore, the inorganic insulator mentioned as a material used for a gate insulating layer can also be used for formation of a gas barrier layer.

尚、本発明の有機トランジスタは、例えば、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、RFIDs(radio frequency identification cards)などに使用することができる。   In addition, the organic transistor of this invention can be used for a liquid crystal display element, an organic electroluminescent element, electronic paper, various sensors, RFID (radio frequency identification cards) etc., for example.

以下、実施例により本発明を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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

(実施例1)
ゲート電極としての抵抗率0.02Ω・cmのシリコン基板に、厚さ200nmの熱酸化膜(SiO)を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたSiO層がゲート絶縁層となる。この上に、真空下(5×10−4Pa)で、例示化合物番号1の化合物を、蒸着速度0.03nm/secの速度で、30nmの厚さに蒸着し、有機半導体層を形成した。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは40nmであり、チャネル幅は5mm、チャネル長は20μmであった。
以上のように作製した有機トランジスタは、p型のトランジスタ素子としての特性を示した。有機トランジスタの電流―電圧(I−V)特性の飽和領域から、電荷移動度を求めた。
さらに、ドレインバイアス−50Vとし、ゲートバイアス−50Vおよび0Vにした時のドレイン電流値を測定し、電流のオン/オフ比を求めた。
さらに、作製した有機トランジスタ素子を大気中で、25℃で、1ヶ月保存した後、再度、電荷移動度と電流のオン/オフ比を測定した。測定結果を第1表に示した。
Example 1
A thermal oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 200 nm was formed on a silicon substrate having a resistivity of 0.02 Ω · cm as a gate electrode. Here, the silicon substrate itself becomes the gate electrode, and the SiO 2 layer formed on the surface of the silicon substrate becomes the gate insulating layer. On top of this, the compound of Exemplified Compound No. 1 was deposited in a thickness of 30 nm under vacuum (5 × 10 −4 Pa) at a deposition rate of 0.03 nm / sec to form an organic semiconductor layer. Further, a source electrode and a drain electrode were formed thereon by vapor-depositing gold using a mask. The source electrode and drain electrode had a thickness of 40 nm, a channel width of 5 mm, and a channel length of 20 μm.
The organic transistor manufactured as described above exhibited characteristics as a p-type transistor element. The charge mobility was determined from the saturation region of the current-voltage (IV) characteristics of the organic transistor.
Further, the drain current value was measured when the drain bias was −50 V and the gate bias was −50 V and 0 V, and the current on / off ratio was obtained.
Furthermore, after storing the produced organic transistor element in the atmosphere at 25 ° C. for one month, the charge mobility and the on / off ratio of the current were measured again. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例2〜11)
実施例1において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号1の化合物を使用する代わりに、例示化合物番号3の化合物(実施例2)、例示化合物番号34の化合物(実施例3)、例示化合物番号49の化合物(実施例4)、例示化合物番号69の化合物(実施例5)、例示化合物番号74の化合物(実施例6)、例示化合物番号77の化合物(実施例7)、例示化合物番号81の化合物(実施例8)、例示化合物番号91の化合物(実施例9)、例示化合物番号99の化合物(実施例10)、例示化合物番号105の化合物(実施例11)を使用した以外は、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第1表に示した。
(Examples 2 to 11)
In Example 1, instead of using the compound of Exemplified Compound No. 1 in forming the organic semiconductor layer, the compound of Exemplified Compound No. 3 (Example 2), the Compound of Exemplified Compound No. 34 (Example 3), and the Exemplified Compound Compound No. 49 (Example 4), Example Compound No. 69 (Example 5), Example Compound No. 74 (Example 6), Example Compound No. 77 (Example 7), Example Compound No. 81 The compound of Example 8 was used except that the compound of Example Compound No. 91 (Example 9), the compound of Example Compound No. 99 (Example 10) and the compound of Example Compound No. 105 (Example 11) were used. An organic transistor was fabricated by the method described in Example 1.
Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号1の化合物を使用する代わりに、ペンタセンを使用した以外は、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第1表に示した。
尚、1ヶ月放置後には、有機トランジスタとしての特性を示さなかった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, an organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that pentacene was used instead of using the compound of Exemplary Compound No. 1 when forming the organic semiconductor layer.
Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.
In addition, the characteristic as an organic transistor was not shown after leaving for one month.

(比較例2)
実施例1において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号1の化合物を使用する代わりに、α−ヘキサチエニレンを使用した以外は、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第1表に示した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, an organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that α-hexathienylene was used instead of the compound of Example Compound No. 1 in forming the organic semiconductor layer.
Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例1において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号1の化合物を使用する代わりに、2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン(非特許文献4に記載)を使用した以外は、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べ、結果を第1表に示した。
(Comparative Example 3)
In Example 1, when forming the organic semiconductor layer, instead of using the compound of Example Compound No. 1, 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene (Non-Patent Document 4) The organic transistor was produced by the method described in Example 1 except that the above was used.
Further, the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, and the results are shown in Table 1.

(実施例12)
ゲート電極としての抵抗率0.02Ω・cmのシリコン基板に、厚さ200nmの熱酸化膜(SiO)を形成した。ここで、シリコン基板自体がゲート電極となり、シリコン基板表面に形成されたSiO層がゲート絶縁層となる。シリコン基板を80℃に加熱しておき、その上に、例示化合物番号5の化合物のクロロホルム溶液(濃度:0.4質量%)を塗布したところ、クロロホルムが蒸発し、80nmの厚さの例示化合物番号5の化合物からなる有機半導体層が形成された。さらに、この上に、マスクを用いて、金を蒸着してソース電極およびドレイン電極を形成した。尚、ソース電極およびドレイン電極の厚みは80nmであり、チャネル幅は2mm、チャネル長は50μmであった。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、2.2×10−1(cm/Vsec)であり、電流のオン/オフ比は3.2×10であった。
(Example 12)
A thermal oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 200 nm was formed on a silicon substrate having a resistivity of 0.02 Ω · cm as a gate electrode. Here, the silicon substrate itself becomes the gate electrode, and the SiO 2 layer formed on the surface of the silicon substrate becomes the gate insulating layer. When the silicon substrate was heated to 80 ° C. and a chloroform solution (concentration: 0.4 mass%) of the compound of Exemplified Compound No. 5 was applied thereon, the chloroform was evaporated and the Exemplified Compound having a thickness of 80 nm was applied. An organic semiconductor layer made of the compound of No. 5 was formed. Further, a source electrode and a drain electrode were formed thereon by vapor-depositing gold using a mask. The source electrode and drain electrode had a thickness of 80 nm, a channel width of 2 mm, and a channel length of 50 μm.
Furthermore, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 2.2 × 10 −1 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 3.2. × 10 7

(比較例4)
実施例12において、有機半導体層の形成に際して、例示化合物番号5の化合物を使用する代わりに、2,7−ジヘキシル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン(非特許文献5に記載)を使用した以外は、実施例12に記載の方法により、有機トランジスタを作製した。
さらに、実施例1に記載の方法により、有機トランジスタの特性を調べたところ、移動度は、8.2×10−2(cm/Vsec)であり、電流のオン/オフ比は2.2×10であった。
(Comparative Example 4)
In Example 12, when forming the organic semiconductor layer, instead of using the compound of Exemplified Compound No. 5, 2,7-dihexyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene (Non-patent Document 5) The organic transistor was produced by the method described in Example 12 except that the above was used.
Furthermore, when the characteristics of the organic transistor were examined by the method described in Example 1, the mobility was 8.2 × 10 −2 (cm 2 / Vsec), and the current on / off ratio was 2.2. × 10 7

Figure 0005436875
Figure 0005436875

第1表より、本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン/オフ比を有し、有機トランジスタとして優れた特性を有しており、さらに経時変化が抑制された、安定性に優れた有機トランジスタであることが明らかである。   From Table 1, the organic transistor of the present invention has a high charge mobility, a large current on / off ratio, has excellent characteristics as an organic transistor, and further has a stable change with time. It is clear that it is an excellent organic transistor.

本発明の有機トランジスタは、高い電荷移動度、大きな電流オン/オフ比を有し、かつ保存安定性に優れており、液晶表示素子、有機電界発光素子、電子ペーパー、各種センサー、RFIDs(radio frequency identification cards)などに使用することができる。   The organic transistor of the present invention has high charge mobility, a large current on / off ratio, and excellent storage stability. The liquid crystal display element, organic electroluminescent element, electronic paper, various sensors, RFIDs (radio frequency) identification cards) and the like.

11:基板
21:ゲート電極
31:ゲート絶縁層
41:ドレイン電極
51:有機半導体層
61:ソース電極

12:基板
22:ゲート電極
32:ゲート絶縁層
42:ドレイン電極
52:有機半導体層
62:ソース電極

13:基板
23:ゲート電極
33:ゲート絶縁層
43:ドレイン電極
53:有機半導体層
63:ソース電極

14:基板
24:ゲート電極
34:ゲート絶縁層
44:ドレイン電極
54:有機半導体層
64:ソース電極
11: Substrate 21: Gate electrode 31: Gate insulating layer 41: Drain electrode 51: Organic semiconductor layer 61: Source electrode

12: Substrate 22: Gate electrode 32: Gate insulating layer 42: Drain electrode 52: Organic semiconductor layer 62: Source electrode

13: Substrate 23: Gate electrode 33: Gate insulating layer 43: Drain electrode 53: Organic semiconductor layer 63: Source electrode

14: Substrate 24: Gate electrode 34: Gate insulating layer 44: Drain electrode 54: Organic semiconductor layer 64: Source electrode

Claims (1)

有機半導体層を有する有機トランジスタにおいて、該有機半導体層に一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有してなる有機トランジスタ。
−Y−A (1)
{式(1)中、AおよびAはそれぞれ独立に、式(a)で表される基
Figure 0005436875
[式(a)中、X〜Xはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシ基、あるいは炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を表し、
およびYはそれぞれ独立に、硫黄原子、あるいはN−R(Rは水素原子、炭素数1〜20の直鎖、分岐または環状のアルキル基、炭素数2〜20の直鎖、分岐または環状のアルコキシアルキル基、あるいは、炭素数4〜20の置換または未置換のアリール基を表す)を表す]を表し、
Yは−CX=CX−(XおよびX水素原子を表す)、あるいは−C≡C−を表す}
An organic transistor having an organic semiconductor layer, wherein the organic semiconductor layer contains at least one compound represented by the general formula (1).
A 1 -YA 2 (1)
{In Formula (1), A 1 and A 2 are each independently a group represented by Formula (a)
Figure 0005436875
Wherein (a), the X 1 to X 7 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a straight-chain having 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic alkyl group, straight chain having 1 to 20 carbon atoms, branched or A cyclic alkoxy group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms ,
Y 1 and Y 2 are each independently a sulfur atom, or N—R (wherein R is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a straight chain having 2 to 20 carbon atoms , branched or Represents a cyclic alkoxyalkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group having 4 to 20 carbon atoms ).
Y represents —CX 8 = CX 9 — (X 8 and X 9 represent a hydrogen atom ), or —C≡C—}
JP2009021863A 2009-02-02 2009-02-02 Organic transistor Expired - Fee Related JP5436875B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009021863A JP5436875B2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Organic transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009021863A JP5436875B2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Organic transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010177644A JP2010177644A (en) 2010-08-12
JP5436875B2 true JP5436875B2 (en) 2014-03-05

Family

ID=42708248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009021863A Expired - Fee Related JP5436875B2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Organic transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5436875B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI510488B (en) 2010-09-13 2015-12-01 Nippon Steel & Sumikin Chem Co Organic electroluminescent elements
KR101873378B1 (en) * 2010-10-13 2018-07-02 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 Organic electroluminescent element
JP6009287B2 (en) * 2012-09-10 2016-10-19 Dic株式会社 Organic semiconductor material and organic transistor
TWI535726B (en) * 2012-09-10 2016-06-01 迪愛生股份有限公司 Benzothieno benzothiophene derivative, an organic semiconductor material and organic transistor
JP6220612B2 (en) * 2013-09-13 2017-10-25 Dic株式会社 Compound, composition, organic semiconductor material, and organic thin film transistor
KR102232857B1 (en) * 2014-08-05 2021-03-25 삼성전자주식회사 Organic compound and organic thin film and electronic device
JP6179837B2 (en) * 2014-08-12 2017-08-16 富士フイルム株式会社 Composition, organic semiconductor material for non-luminescent organic semiconductor device, organic transistor material, coating solution for non-luminescent organic semiconductor device, organic semiconductor for non-luminescent organic semiconductor device, organic transistor, polycyclic fused aromatic compound
JP2016102087A (en) * 2014-11-28 2016-06-02 Dic株式会社 Organic crystal structure, and organic semiconductor material containing organic compound for producing the structure
CN104774319B (en) * 2015-04-08 2017-02-01 中国科学院化学研究所 Bis(benzothiophene) ethylene polymers and preparation method and application thereof
JP6813882B2 (en) * 2017-02-10 2021-01-13 国立大学法人山形大学 New benzothienobenzothiophene derivative, hole transport material using it and organic EL device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010177644A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5410107B2 (en) Organic transistor
JP5352260B2 (en) Organic transistor
JP5436875B2 (en) Organic transistor
JP5498795B2 (en) Organic transistor
JP5356863B2 (en) Organic transistor
JP2010177643A (en) Organic transistor
JP5512960B2 (en) Organic transistor
JP5410106B2 (en) Organic transistor
JP2010177637A (en) Organic transistor
JP5410127B2 (en) Organic transistor
JP2010135406A (en) Organic transistor
JP2010135410A (en) Organic transistor
JP2010206075A (en) Organic transistor
JP2010206079A (en) Organic transistor
JP2010135412A (en) Organic transistor
JP5356864B2 (en) Organic transistor
JP2010177635A (en) Organic transistor
JP2010205983A (en) Organic transistor
JP2010177645A (en) Organic transistor
JP2010225862A (en) Organic transistor
JP2009302471A (en) Organic transistor
JP2010034460A (en) Organic transistor
JP2010177640A (en) Organic transistor
JP2010135409A (en) Organic transistor
JP2010135403A (en) Organic transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20110225

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130917

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5436875

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees