JP5964703B2 - Organic semiconductor material and organic transistor - Google Patents

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本発明は、ベンゾチエノベンゾチオフェン骨格を有する、有機半導体材料及びそれを用いた有機トランジスタに関する。 The present invention relates to an organic semiconductor material having a benzothienobenzothiophene skeleton and an organic transistor using the same.

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)が、液晶表示装置や有機EL表示装置など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TFTの作製に用いられるCVD装置は、高価であるため、大型のTFT素子の製造は製造コストの増大を招くことになる。また、シリコン材料は高温下で成膜されるため、今後フレキシブルディスプレイの基板候補であるプラスチック基板には耐熱性の問題から展開できない。これを解決するために、シリコン半導体に代えて、有機半導体をチャネル半導体層に用いた有機TFTが提案されている。 Conventionally, a thin film transistor (TFT) using amorphous silicon or polycrystalline silicon has been widely used as a switching element for liquid crystal display devices, organic EL display devices and the like. However, since the CVD apparatus used for manufacturing these TFTs using silicon is expensive, manufacturing a large TFT element causes an increase in manufacturing cost. In addition, since the silicon material is formed at a high temperature, it cannot be applied to plastic substrates, which are candidates for flexible display substrates, due to heat resistance problems. In order to solve this problem, an organic TFT using an organic semiconductor as a channel semiconductor layer instead of a silicon semiconductor has been proposed.

有機半導体は溶液とすることで、低温で印刷成膜できるため、大規模な製造設備を必要とせず、また、耐熱性の乏しいプラスチック上にも適用でき、フレキシブルディスプレイを牽引すると期待されている。一方、有機半導体はシリコン半導体に比べ、キャリア移動度が低く、その結果、TFTの応答速度が遅くなることが実用化の課題であったが、近年、アモルファスシリコン同等の移動度の有機半導体が開発されてきた。   Since an organic semiconductor can be formed into a solution at a low temperature to form a printed film, it does not require a large-scale manufacturing facility and can be applied to plastics with poor heat resistance, and is expected to lead flexible displays. On the other hand, organic semiconductors have lower carrier mobility than silicon semiconductors, and as a result, the response speed of TFTs has been a problem for practical use. Recently, organic semiconductors with the same mobility as amorphous silicon have been developed. It has been.

例えば、特許文献1には、2,7−置換[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン骨格(以下、[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンをBTBTと略する)を有する化合物が記載されており、その置換基として、ハロゲン、C−C18アルキル、ハロゲンを有するC−C18アルキル、C−C18アルキルオキシ、C−C18アルキルチオ、もしくはアリール、又は、ハロゲン、C−C18アルキル、ハロゲンを有するC−C18アルキル、C−C18アルキルオキシ、C−C18アルキルチオの少なくとも一つを有するアリールであるものが記載されている。これら化合物の移動度(cm/Vs)は、0.17〜0.31cm/Vsであるという。 For example, Patent Document 1 discloses 2,7-substituted [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene skeleton (hereinafter referred to as [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene. compounds having abbreviated as BTBT) are described, as a substituent, halogen, C 1 -C 18 alkyl, C 1 -C 18 alkyl having halogen, C 1 -C 18 alkyloxy, C 1 -C 18 alkylthio, or aryl, or is aryl having halogen, C 1 -C 18 alkyl, C 1 -C 18 alkyl having halogen, C 1 -C 18 alkyloxy, at least one C 1 -C 18 alkylthio Things are listed. That the mobility of these compounds (cm 2 / Vs) is 0.17~0.31cm 2 / Vs.

また、特許文献2には、2,7−置換BTBT骨格を有する化合物が記載されており、その置換基として、水素原子、ハロゲノ置換C−C36脂肪速炭化水素基であるものが記載されている。これら化合物の移動度(cm/Vs)は、0.12〜4.5cm/Vsであることが記載されている。 Patent Document 2 describes a compound having a 2,7-substituted BTBT skeleton, and the substituent is a hydrogen atom or a halogeno-substituted C 1 -C 36 fatty hydrocarbon group. ing. The mobility of these compounds (cm 2 / Vs) has been described to be 0.12~4.5cm 2 / Vs.

また、特許文献3には置換基としてハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、カルボキシル基、チオール基を部分構造として持つBTBT骨格の化合物が記載されている。該化合物を前駆体として成膜後、置換基を脱離又は反応させることで、印刷成膜でも容易に有機半導体膜を形成するという。
更に、特許文献4にはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基などを持つBTBT骨格の化合物を含有するポリマー組成物が記載されている。アルケニル基、アルキニル基、アリール基により共役長を伸ばしたBTBT誘導体を含有することにより、空気中で安定な半導体膜を形成すると報告されている。
Patent Document 3 describes a compound having a BTBT skeleton having a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a carboxyl group, or a thiol group as a substituent as a substituent. It is said that an organic semiconductor film can be easily formed even by printing film formation by removing or reacting a substituent after film formation using the compound as a precursor.
Further, Patent Document 4 describes a polymer composition containing a compound having a BTBT skeleton having an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, and the like. It has been reported that by containing a BTBT derivative having a conjugated length extended by an alkenyl group, an alkynyl group, or an aryl group, a semiconductor film stable in air is formed.

一方、上記のように、移動度の向上した有機半導体材料は多く報告されているものの、印刷成膜により有機半導体薄膜を形成する場合、印刷時に有機半導体分子がランダムに配列するため、キャリアが流れる流路が形成されず、高い移動度の有機半導体膜を得難い。従って、当該用途では、印刷成膜時に有機半導体分子が一方向に容易に配向し、キャリアが流れやすい膜を与える有機半導体材料が必要とされている。   On the other hand, as described above, many organic semiconductor materials with improved mobility have been reported, but when an organic semiconductor thin film is formed by printed film formation, carriers flow because organic semiconductor molecules are randomly arranged during printing. A channel is not formed, and it is difficult to obtain an organic semiconductor film with high mobility. Therefore, in this application, there is a need for an organic semiconductor material that provides a film in which organic semiconductor molecules are easily oriented in one direction during printed film formation and carriers can easily flow.

WO2006−077888号公報WO2006-077788 WO2008−47896号公報WO2008-47896 特開2009−275032号公報JP 2009-275032 A 特開2012−134483号公報JP 2012-134483 A

しかしながら、従来材料は、未だ移動度が1cm/Vs未満のものが多く、液晶表示装置や有機ELを駆動するには不十分である。また、高移動度が報告されている特許文献2の化合物はスピンコート成膜することができるものの、高移動度を発現するためには熱処理しなければならず、処理温度や処理時間のバラツキによって、同条件で作製したTFTであっても、移動度のバラツキが大きい。すなわち、移動度のバラツキを抑えるためには、有機半導体分子が並んだ膜を容易に形成する必要がある。 However, many conventional materials still have a mobility of less than 1 cm 2 / Vs, which is insufficient for driving a liquid crystal display device or an organic EL. Moreover, although the compound of patent document 2 with which high mobility is reported can be spin-coated, in order to express high mobility, it must be heat-processed by the variation in processing temperature and processing time. Even in a TFT manufactured under the same conditions, the variation in mobility is large. That is, in order to suppress variation in mobility, it is necessary to easily form a film in which organic semiconductor molecules are arranged.

また、特許文献3や特許文献4のアルケニル基など持つBTBT誘導体は、該置換基を反応性基として、或いはBTBT骨格の共役長を伸ばすために導入しており、分子の配向を向上する目的ではないため、移動度のバラツキを抑制することはできない。
従って、有機半導体材料には分子自身のキャリア移動度の向上に加え、印刷成膜しても性能が低下せず、容易に高い移動度の膜を形成することが求められている。
そこで、本発明の課題は、複雑なプロセスを経由せずとも高いキャリア移動度で、移動度のバラツキの少ない膜を与える、有機半導体材料を提供することにある。
In addition, BTBT derivatives having an alkenyl group or the like in Patent Document 3 and Patent Document 4 are introduced as a reactive group or to extend the conjugated length of the BTBT skeleton, and for the purpose of improving molecular orientation. Therefore, variation in mobility cannot be suppressed.
Therefore, in addition to improving the carrier mobility of molecules themselves, organic semiconductor materials are required to easily form a film with high mobility without deterioration in performance even when printed.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic semiconductor material that provides a film with high carrier mobility and less mobility variation without going through a complicated process.

本発明では、鋭意検討を行ったところ、アリール基およびアルケニル基を導入したBTBT誘導体は、幅広い温度範囲の液晶相を示し、分子配置の秩序性が高い高次の液晶相を経由して結晶化するため、印刷成膜でも煩雑な熱処理を必要とせず、移動度のバラツキが少なく且つ高い移動度の膜を容易に形成することを見出し、本発明を完成するに至った。   In the present invention, as a result of intensive studies, a BTBT derivative into which an aryl group and an alkenyl group are introduced exhibits a liquid crystal phase in a wide temperature range, and crystallizes via a higher-order liquid crystal phase having a high order of molecular arrangement. Therefore, it has been found that a complicated heat treatment is not required even in a printed film formation, and a film with little mobility variation and high mobility is easily formed, and the present invention has been completed.

本発明によれば、高い移動度とTFTにおける性能安定性に優れた有機半導体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic semiconductor excellent in the high mobility and the performance stability in TFT can be provided.

即ち、本発明は以下の項目から構成される。
1.一般式(1)
That is, the present invention includes the following items.
1. General formula (1)

Figure 0005964703
(式中、Rが置換基を有してもよい炭素数3〜20のアルケニル基であり、Rが芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数2〜20のアルキル基または炭素数2〜20のアルケニル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、ハロゲン原子を有する炭素数2〜20のアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルコキシアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基から選ばれる基)
で表される有機半導体材料、
2.1に記載の有機半導体材料を用いてなる有機半導体デバイス、
3.1に記載の有機半導体材料を有機半導体層として用いる有機トランジスタ。
Figure 0005964703
(In the formula, R 1 is an optionally substituted alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, and R 2 is an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or carbon. An aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkenyl group of 2 to 20 as a substituent, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkyl group of 2 to 20 carbon atoms having a halogen atom as a substituent , An aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkoxyalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkylsulfanylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent A group selected from an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group having an alkylaminoalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent)
An organic semiconductor material represented by
An organic semiconductor device using the organic semiconductor material according to 2.1,
An organic transistor using the organic semiconductor material described in 3.1 as an organic semiconductor layer.

(一般式(1)で表される化合物)
一般式(1)で表される化合物は、BTBT骨格に置換基を有する化合物であり、一方の置換基が、置換基を有してもよい炭素数3〜20のアルケニル基であり、もう一方の置換基が、芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数2〜20のアルキル基または炭素数2〜20のアルケニル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、ハロゲン原子を有する炭素数2〜20のアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルコキシアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基であることに特徴を有する。
(Compound represented by the general formula (1))
The compound represented by the general formula (1) is a compound having a substituent in the BTBT skeleton, and one substituent is an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and the other The aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group, the aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having a C2-20 alkyl group or the C2-20 alkenyl group as a substituent. Aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms as a substituent, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkoxyalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent Group, aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkylsulfanylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent, aromatic hydrocarbon having a substituent having an alkylaminoalkyl group having 3 to 20 carbon atoms Characterized in that a group or a heteroaromatic group.

(BTBTの置換基の列挙)
本発明の一般式(1)で表される化合物のRは、置換基を有してもよい炭素数3〜20のアルケニル基である。ビニル基など、BTBT骨格に直接二重結合が繋がると、共役長が拡がり過ぎ、目的とする高次の液晶相が発現しにくくなるため、本発明のアルケニル基は二重結合がBTBT骨格に直接繋がらないものが好ましい。
このようなアルケニル基としては、特に制限はないが、例えば、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基、ドデセニル基、テトラデセニル基、ヘキサデセニル基、オクタデセニル基、エイコセニル基、オクタデカ−9,12−ジエニル基、オクタデカ−9,12,15−トリエニル基、エイコサ−11,14−ジエニル基、エイコサ−11,14,17−トリエニル基、エイコサ−5,8,11,14−テトラエニル基、メチルペンテニル基、シクロヘキセン、4−メチルシクロヘキセンなどの直鎖、分岐のアルケニル基などが挙げられる。これらのアルケニル基は、シス体、トランス体、それらの混合物に関係なく使用できる。
(List of substituents of BTBT)
R 1 in the general formula (1) compounds represented by the present invention is an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. When a double bond is directly connected to the BTBT skeleton such as a vinyl group, the conjugated length is excessively widened, and the target higher-order liquid crystal phase is hardly expressed. Therefore, the alkenyl group of the present invention has a double bond directly to the BTBT skeleton. What is not connected is preferable.
Such alkenyl group is not particularly limited, and examples thereof include allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group, dodecenyl group, tetradecenyl group, hexadecenyl group, octadecenyl group, eicosenyl group. Group, octadeca-9,12-dienyl group, octadeca-9,12,15-trienyl group, eicosa-11,14-dienyl group, eicosa-11,14,17-trienyl group, eicosa-5,8,11, 14-tetraenyl group, methyl pentenyl group, cyclohexene, linear, such as 4-methyl-cyclohexene, an alkenyl group of branches and the like. These alkenyl groups can be used regardless of cis isomer, trans isomer, or a mixture thereof.

また、本発明の一般式(1)で表される化合物のRは、芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数2〜20のアルキル基または炭素数2〜20のアルケニル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、ハロゲン原子を有する炭素数2〜20のアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルコキシアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基であり、特に制限はないが、例えば以下のものを挙げることができる。
置換基を有してもよい芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アズレニル基、アセナフテニル基、アントラニル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ペリレニル基、ビフェニル基、p−ターフェニル基、クォーターフェニル基などの無置換の炭素数6〜24の単環または多環式芳香族炭化水素基、
In addition, R 2 of the compound represented by the general formula (1) of the present invention is substituted with an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms. An aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group as a group, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having a halogen atom-containing alkyl group having 2 to 20 carbon atoms as a substituent, and an alkoxyalkyl having 3 to 20 carbon atoms An aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having a substituent as a group, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having a alkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent, an alkyl having 3 to 20 carbon atoms The aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an aminoalkyl group as a substituent is not particularly limited, and examples thereof include the following.
Examples of the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent include phenyl, naphthyl, azulenyl, acenaphthenyl, anthranyl, phenanthryl, naphthacenyl, fluorenyl, pyrenyl, chrysenyl, perylenyl, biphenyl An unsubstituted monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms such as a p-terphenyl group and a quarterphenyl group,

o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,4−キシリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、ジュリル基、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−n−ペンチルフェニル基、4−n−ヘキシルフェニル基、4−n−デカフェニル基、4−ステアリルフェニル基、9,9‘−ジヘキシルフルオレニル基など、前記芳香族炭化水素基が炭素数1〜18のアルキル基で置換されたアルキル置換芳香族炭化水素基、
スチリル基、4−ブテニルフェニル基、4−オクタデセニルフェニル基など、前記の芳香族炭化水素基が炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたアルケニル置換芳香族炭化水素基、
o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,4-xylyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, duryl group, 4-ethylphenyl group, 4-n-propylphenyl group, 4 -Isopropylphenyl group, 4-n-butylphenyl group, 4-n-pentylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-n-decaphenyl group, 4-stearylphenyl group, 9,9'-dihexylfur An alkyl-substituted aromatic hydrocarbon group in which the aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, such as an oleenyl group;
An alkenyl-substituted aromatic hydrocarbon group in which the aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as a styryl group, 4-butenylphenyl group, and 4-octadecenylphenyl group;

4−フルオロフェニル基、2,6−フルオロフェニル基、4−クロロフェニル基、2,3,4,5,6−パーフルオロフェニル基など、前記の芳香族炭化水素基がフッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲンで置換されたハロゲン化芳香族炭化水素基、
4−(2−エトキシエチル)フェニル基、4−(2−n−ヘキシルオキシエチル)フェニル基、4−(2−n−ヘプチルオキシエチル)フェニル基、4−(2−n−テトラデシルオキシエチル)フェニル基、4−(2−シクロヘキシルオキシエチル)フェニル基、4−(12−エトキシドデシル)フェニル基、4−(シクロヘキシルオキシエチル)フェニル基など、前記芳香族炭化水素基が炭素数3〜20のアルコキシアルキル基で置換されたアルコキシアルキル置換芳香族炭化水素基、
The aromatic hydrocarbon group such as 4-fluorophenyl group, 2,6-fluorophenyl group, 4-chlorophenyl group, 2,3,4,5,6-perfluorophenyl group is fluorine atom, chlorine atom, bromine A halogenated aromatic hydrocarbon group substituted with a halogen such as an atom,
4- (2-ethoxyethyl) phenyl group, 4- (2-n-hexyloxyethyl) phenyl group, 4- (2-n-heptyloxyethyl) phenyl group, 4- (2-n-tetradecyloxyethyl) ) Phenyl group, 4- (2-cyclohexyloxyethyl) phenyl group, 4- (12-ethoxydodecyl) phenyl group, 4- (cyclohexyloxyethyl) phenyl group, etc., the aromatic hydrocarbon group has 3 to 20 carbon atoms. An alkoxyalkyl-substituted aromatic hydrocarbon group substituted with an alkoxyalkyl group of

4−(メチルスルファニルプロピル)フェニル基、4−(2−n−ヘキシルスルファニルエチル)フェニル基、4−(3−n−デシルスルファニルプロピル)フェニル基、4−(シクロヘキシルスルファニルプロピル)フェニル基など、前記の芳香族炭化水素基が炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基で置換されたアルキルスルファニルアルキル置換芳香族炭化水素基、 4- (methylsulfanylpropyl) phenyl group, 4- (2-n-hexylsulfanylethyl) phenyl group, 4- (3-n-decylsulfanylpropyl) phenyl group, 4- (cyclohexylsulfanylpropyl) phenyl group, etc. An alkylsulfanylalkyl-substituted aromatic hydrocarbon group in which the aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkylsulfanylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms,

4−(3−オクチルアミノプロピル)フェニル基、4−(3−ドデシルアミノプロピル)フェニル基、4−(ジエチルアミノエチル)フェニル基など、前記の芳香族炭化水素基が炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基で置換されたアルキルアミノアルキル置換芳香族炭化水素基、などが挙げられる。 The above aromatic hydrocarbon groups such as 4- (3-octylaminopropyl) phenyl group, 4- (3-dodecylaminopropyl) phenyl group, and 4- (diethylaminoethyl) phenyl group are alkylamino having 3 to 20 carbon atoms. And alkylaminoalkyl-substituted aromatic hydrocarbon group substituted with an alkyl group.

また、置換基を有してもよい複素芳香族基としては、ピロリル基、インドリル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ベンゾフリル基、トリアゾリル基、ベンゾトリアゾリル基、ベンゾチエニル基、ピラゾリル基、インドリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、インドリニル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、チアジアジニル基、オキサジアゾリル基、ベンゾキノリニル基、チアジアゾリル基、ピロロチアゾリル基、ピロロピリダジニル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基など、5員環または6員環の複素芳香族基や、該複素芳香族基にベンゼンが縮合した多環式複素芳香族基、
5−メチルチエニル基、5−ヘキシルチエニル基、5−デカチエニル基、5−ステアリルチエニル基など前記複素芳香族基が炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアルキル置換複素芳香族基、
Examples of the heteroaromatic group which may have a substituent include a pyrrolyl group, an indolyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, a benzofuryl group, a triazolyl group, a benzotriazolyl group, a benzothienyl group, and a pyrazolyl group. , Indolizinyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, carbazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, indolinyl group, thiazolyl group, pyridyl group, pyrimidyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, thiadiazinyl group, oxadiazolyl group, benzoquinolinyl group, 5- or 6-membered heteroaromatic groups such as thiadiazolyl, pyrrolothiazolyl, pyrrolopyridazinyl, tetrazolyl and oxazolyl groups, and polycyclic heteroaromatics in which benzene is fused to the heteroaromatic group Group,
An alkyl-substituted heteroaromatic group in which the heteroaromatic group is substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as a 5-methylthienyl group, a 5-hexylthienyl group, a 5-decathienyl group, and a 5-stearylthienyl group;

フルオロピリジニル基、フルオロインドリル基など、前記の複素芳香族基がフッ素原子、塩素原子、臭素原子などのハロゲンで置換されたハロゲン化複素芳香族基、
5−(2−エトキシエチル)チエニル基、5−(2−n−テトラデシルオキシエチル)チエニル基、5−(2−シクロヘキシルオキシエチル)チエニル基、5−(12−エトキシドデシル)チエニル基など、前記芳香族炭化水素基が炭素数3〜20のアルコキシアルキル基で置換されたアルコキシアルキル置換複素芳香族基、
A halogenated heteroaromatic group in which the heteroaromatic group is substituted with a halogen such as a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom, such as a fluoropyridinyl group or a fluoroindolyl group;
5- (2-ethoxyethyl) thienyl group, 5- (2-n-tetradecyloxyethyl) thienyl group, 5- (2-cyclohexyloxyethyl) thienyl group, 5- (12-ethoxydodecyl) thienyl group, etc. An alkoxyalkyl-substituted heteroaromatic group in which the aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkoxyalkyl group having 3 to 20 carbon atoms,

5−(メチルスルファニルプロピル)チエニル基、5−(2−n−ヘキシルスルファニルエチル)チエニル基、5−(3−n−デシルスルファニルプロピル)チエニル基、5−(シクロヘキシルスルファニルプロピル)チエニル基など、前記の芳香族炭化水素基が炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基で置換されたアルキルスルファニルアルキル置換複素芳香族基、
5−(3−オクチルアミノプロピル)チエニル基、5−(3−ドデシルアミノプロピル)チエニル基、5−(ジエチルアミノエチル)チエニル基など、前記の複素芳香族基が炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基で置換されたアルキルアミノアルキル置換複素芳香族基、などが挙げられる。
5- (methylsulfanylpropyl) thienyl group, 5- (2-n-hexylsulfanylethyl) thienyl group, 5- (3-n-decylsulfanylpropyl) thienyl group, 5- (cyclohexylsulfanylpropyl) thienyl group, etc. An alkylsulfanylalkyl-substituted heteroaromatic group in which the aromatic hydrocarbon group is substituted with an alkylsulfanylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms,
Alkylaminoalkyl having 3 to 20 carbon atoms, such as 5- (3-octylaminopropyl) thienyl group, 5- (3-dodecylaminopropyl) thienyl group, 5- (diethylaminoethyl) thienyl group, etc. An alkylaminoalkyl-substituted heteroaromatic group substituted with a group, and the like.

以上説明した置換基を有する本発明の具体的な化合物として、以下を挙げることがで
きるが、これらに限られるものではない。
Specific examples of the present invention having the substituents described above include the following.
However, it is not limited to these.

Figure 0005964703
Figure 0005964703

Figure 0005964703
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(本発明化合物の合成)
本発明化合物の合成は、公知慣用の方法を組み合わせて行うことができる。
合成経路の一例は、以下を挙げることができる。
(合成ルートの一例)
(Synthesis of the compound of the present invention)
The compound of the present invention can be synthesized by a combination of known and commonly used methods.
An example of a synthetic route can include the following.
(Example of synthetic route)

Figure 0005964703
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先ず、BTBTと不飽和脂肪酸クロライドをフリーデルクラフツアシル化反応して片末端に不飽和炭化水素ケトン基を導入し、ウォルフ・キッシュナー還元することによりアルケニル化された化合物を得る。次に、アルケニル置換部位の反対側を発煙硝酸でニトロ化、次いで錫粉末によりアミノ基に還元後、亜硝酸化合物によりジアゾ化し、更にザンドマイヤー反応によりヨウ素化することによりアルケニル基とヨウ素を有する化合物を得る。最後に、該化合物と芳香族又は複素芳香族ホウ酸化合物との鈴木・宮浦カップリングにより、目的とする化合物を得ることができる。
上記反応は、特に限定されることなく、公知慣用の試薬が使用でき、反応温度も公知慣用何れの温度も適用することができる。
First, BTBT and unsaturated fatty acid chloride are subjected to Friedel-Crafts acylation reaction to introduce an unsaturated hydrocarbon ketone group at one end, and Wolff-Kishner reduction is performed to obtain an alkenylated compound. Next, the other side of the alkenyl substitution site is nitrated with fuming nitric acid, then reduced to an amino group with tin powder, then diazotized with a nitrous acid compound, and further iodinated by a Sandmeyer reaction to have a compound having an alkenyl group and iodine Get. Finally, the target compound can be obtained by Suzuki-Miyaura coupling between the compound and an aromatic or heteroaromatic boric acid compound.
The reaction is not particularly limited, and a known and commonly used reagent can be used, and any known and commonly used reaction temperature can be applied.

上記反応は、特に限定されることなく、公知慣用の試薬が使用でき、反応温度も公知慣用何れの温度も適用することができる。
以上のように得られる本発明の有機半導体材料は、分子配置の秩序性が高い、高次の液晶相を経由して結晶化し、成膜後に分子の並びが制御されているため、高い電荷移動度を発現する。特に、本発明の有機半導体材料は、液晶相を阻害せず分子配置の秩序性が高い、アルケニル基を一方に有し、もう一方に芳香族炭化水素基又は複素芳香族基を有する非対称の分子構造とすることにより、広い液晶相温度範囲が発現し、従来化合物より素子間での移動度のバラツキが少なくなるため、種々の有機半導体デバイスに有用である。
The reaction is not particularly limited, and a known and commonly used reagent can be used, and any known and commonly used reaction temperature can be applied.
The organic semiconductor material of the present invention obtained as described above is crystallized via a high-order liquid crystal phase with high order of molecular arrangement, and the arrangement of molecules is controlled after film formation. Express degree. In particular, the organic semiconductor material of the present invention is an asymmetric molecule having an alkenyl group on one side and an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group on the other, which does not inhibit the liquid crystal phase and has a high molecular arrangement order. By adopting a structure, a wide liquid crystal phase temperature range is developed, and variation in mobility between elements is less than that of conventional compounds. Therefore, it is useful for various organic semiconductor devices.

(液晶相)
本発明化合物が示す液晶相は、SmB,SmBcryst、SmI、SmF、SmE、SmJ、SmG、SmK、およびSmHからなる群から選ばれる液晶相であることが好ましい。この理由は、本発明に関わる液晶物質を液晶相で有機半導体として用いる場合、これらの液晶相は流動性が小さいためイオン伝導を誘起しにくく、また、分子配向秩序が高いため液晶相において高い移動度が期待できるからである。また、本発明に関わる液晶物物質を結晶相で有機半導体として用いる場合には、これらの液晶相は、N相、SmA相およびSmC相に比べて流動性が小さいため、温度の上昇により液晶相に転移した場合にも素子の破壊が起こりにくいためである。液晶相の発現が降温過程においてのみみられる場合は、一旦結晶化すると、結晶温度領域が広がるため、結晶相で応用する場合に好都合である。本発明化合物は、降温過程において、SmBcryst、SmE、SmF、SmI、SmJ、SmG、SmK、又はSmHの相を示すことを特徴とする。
(Liquid crystal phase)
The liquid crystal phase represented by the compound of the present invention is preferably a liquid crystal phase selected from the group consisting of SmB, SmBcryst, SmI, SmF, SmE, SmJ, SmG, SmK, and SmH. This is because when the liquid crystal material according to the present invention is used as an organic semiconductor in a liquid crystal phase, these liquid crystal phases have low fluidity, so that ionic conduction is difficult to induce, and because the molecular alignment order is high, high movement in the liquid crystal phase. This is because the degree can be expected. In addition, when the liquid crystal substance according to the present invention is used as an organic semiconductor in a crystal phase, these liquid crystal phases are less fluid than N phase, SmA phase, and SmC phase, so that the liquid crystal phase is increased by increasing the temperature. This is because the element is not easily destroyed even when it is transferred to. When the liquid crystal phase appears only in the temperature lowering process, once crystallized, the crystal temperature region is widened, which is convenient for application in the crystal phase. The compound of the present invention is characterized by showing a phase of SmBcryst, SmE, SmF, SmI, SmJ, SmG, SmK, or SmH in the temperature lowering process.

更に、このSmBcryst、SmE、SmF、SmI、SmJ、SmG、SmK、又はSmHのうち、より高次のSm相であるSmE、SmGが、前記有機半導体材料を結晶相から昇温させた際に、液晶相に隣接した温度領域で現れる液晶相として特に好ましい。
また、液体性の強い低次の液晶相(N相、SmA相やSmC相)に加えてそれ以外の高次の液晶相が出現する液晶物質では、低次の液晶相では液体性が強いため、分子配向の制御が高次の液晶相に比べて容易であるので、低次の液晶相で分子をあらかじめ配向させておき、高次の液晶相へ転移させることにより、分子配向の揺らぎや配向欠陥の少ない液晶薄膜を得ることができるので、液晶薄膜や結晶薄膜の高品質化が実現できる。
Further, among these SmBcryst, SmE, SmF, SmI, SmJ, SmG, SmK, or SmH, when SmE, SmG, which is a higher-order Sm phase, raises the temperature of the organic semiconductor material from the crystal phase, Particularly preferred as a liquid crystal phase appearing in a temperature region adjacent to the liquid crystal phase.
In addition, a liquid crystal substance in which a high-order liquid crystal phase appears in addition to a liquid-like low-order liquid crystal phase (N phase, SmA phase, or SmC phase) has high liquidity in the low-order liquid crystal phase. Since the molecular orientation is easier to control than the higher-order liquid crystal phase, the molecules are pre-aligned in the lower-order liquid crystal phase and then transferred to the higher-order liquid crystal phase. Since a liquid crystal thin film with few defects can be obtained, the quality of the liquid crystal thin film or the crystal thin film can be improved.

液晶物質を有機半導体として用いる場合、それを用いたデバイスに求められる動作温度は通常−20℃〜80℃であるので、本願発明では、SmBcryst、SmE、SmF、SmI、SmJ、SmG、SmK、又はSmH相が出現する温度領域が−20℃以上であることが求められる。また、本発明に関わる液晶物質を結晶相において有機半導体として用いる場合、液晶状態の薄膜(液晶薄膜)を結晶薄膜の作製の前駆体として利用することがその高品質化に有効である。このため、プロセスの簡便さや基材の選択の容易さを考慮すると、液晶物質の液晶相が出現する温度は200℃以下が望ましい。   When a liquid crystal material is used as an organic semiconductor, an operating temperature required for a device using the liquid crystal material is usually −20 ° C. to 80 ° C. Therefore, in the present invention, SmBcryst, SmE, SmF, SmI, SmJ, SmG, SmK, or The temperature region where the SmH phase appears is required to be −20 ° C. or higher. In addition, when the liquid crystal substance according to the present invention is used as an organic semiconductor in a crystal phase, it is effective to improve the quality by using a thin film in a liquid crystal state (liquid crystal thin film) as a precursor for producing a crystal thin film. For this reason, considering the simplicity of the process and the ease of selection of the substrate, the temperature at which the liquid crystal phase of the liquid crystal material appears is preferably 200 ° C. or lower.

液晶分子におけるコア部に対応する電荷輸送性分子ユニットとして、環数3以上の芳香族π−電子縮環系の分子ユニットを用いることにより、分子位置の揺らぎに対するtransfer積分の冗長性を確保でき、同様に、ベンゼンやチオフェンなどを複数、単結合で連結したπ−電子共役系の分子ユニットではなく、縮環構造を持つ分子ユニットを採用することにより、分子配座が固定されるため、transfer積分の増大が期待でき、移動度の向上に役立つ。従って、本発明のBTBT骨格は該ユニットとして有効である。   By using a molecular unit of an aromatic π-electron condensed ring system having a ring number of 3 or more as a charge transporting molecular unit corresponding to a core part in a liquid crystal molecule, redundancy of transfer integration for fluctuation of molecular position can be secured, Similarly, since the molecular conformation is fixed by adopting a molecular unit having a condensed ring structure instead of a π-electron conjugated molecular unit in which a plurality of benzene, thiophene, etc. are connected by a single bond, transfer integration Can be expected to increase the mobility, which helps improve mobility. Therefore, the BTBT skeleton of the present invention is effective as the unit.

一方、大きな縮環構造を電荷輸送性分子ユニットをコア部として採用しても、ジアルキルペンタセンやジアルキルベンゾチエノベンゾチオフェンなどの例のように、コア部に直接、炭化水素鎖を連結させた物質では、液晶相の安定化がはかれず、一般に、液晶相を発現しないか、液晶相を発現したとしてもSmA相などの低次の液晶相しか発現しない(文献 Liquid Crystal.Vol.34.No.9(2007)1001−1007. Liquid Crystal.Vol.30.No.5(2003)603−610)。このため、単に電荷輸送性分子ユニットに大きな縮環構造を用いても、液晶相で高い移動度を実現することはできない。BTBT骨格のように、電荷輸送性分子ユニットに分子のフリップーフロップ運動の自由度を与えるためのもう一つの構造ユニットを連結した分子構造をコア部に採用することにより、初めて、高次の液晶相の発現と液晶相における高い移動度の実現が期待される。   On the other hand, even if a large condensed ring structure is adopted as the core part of the charge transporting molecular unit, a substance in which a hydrocarbon chain is directly connected to the core part, such as dialkylpentacene and dialkylbenzothienobenzothiophene, is used. In general, the liquid crystal phase is not stabilized, and generally, the liquid crystal phase is not developed, or even if the liquid crystal phase is developed, only a low-order liquid crystal phase such as an SmA phase is developed (Liquid Liquid Crystal. Vol. 34. No. 9 (2007) 1001-1007. Liquid Crystal.Vol.30.No.5 (2003) 603-610). For this reason, even if a large condensed ring structure is simply used for the charge transporting molecular unit, high mobility cannot be realized in the liquid crystal phase. For the first time, a high-order liquid crystal can be obtained by adopting a molecular structure in the core part that connects another structural unit to give the degree of freedom of flip-flop motion of the molecule to the charge transporting molecular unit like the BTBT skeleton. Realization of high mobility in the liquid crystal phase is expected.

BTBT骨格に芳香族炭化水素や複素芳香族構造などのもう一つの剛直な構造ユニットを連結した構造(コア部)に、飽和或いは不飽和炭化水素鎖などを連結し、分子に、棒状の分子形状の異方性と液体性を付与することによって、高い確率で液晶相の発現を誘起することが出来る。炭化水素鎖を連結する場合、2本の炭化水素鎖を連結することが一般であるが、炭化水素鎖が1本の場合でも、液晶相はしばしば発現させることができる。この場合、液晶相の出現温度領域は、一般に、降温過程と昇温過程で非対称となることが多い。   Saturated or unsaturated hydrocarbon chains are connected to the structure (core part) in which another rigid structural unit such as an aromatic hydrocarbon or heteroaromatic structure is connected to the BTBT skeleton, and the molecule has a rod-like molecular shape. By imparting the anisotropy and liquidity, the liquid crystal phase can be induced with a high probability. When connecting hydrocarbon chains, it is common to connect two hydrocarbon chains, but even when there is only one hydrocarbon chain, a liquid crystal phase can often be developed. In this case, in general, the appearance temperature region of the liquid crystal phase is often asymmetric between the temperature lowering process and the temperature increasing process.

これは降温過程では、一般に液晶相温度領域が低温まで広がり、逆に、昇温過程では結晶相を高温領域まで広げることに役立つ。特に、不飽和炭化水素鎖を連結した場合に液晶転移温度が低下する傾向がある。この特性は液晶物質の多結晶薄膜を有機半導体として利用する際に、液晶薄膜(液晶相状態の薄膜)をその前駆体として多結晶薄膜を作製する際により低い温度で液晶薄膜を作製できることを意味し、プロセスがより容易になるというメリットがある。また、昇温過程における結晶相温度が高領域まで広がることは、作製された多結晶膜の熱的安定性が向上することを意味し、材料として都合が良い。一方、炭化水素鎖を2本付与すると、一般に、発現した液晶相を安定化されるため、液晶相を用いたデバイス等への応用には都合が良い。   This generally helps to extend the temperature range of the liquid crystal phase to a low temperature in the temperature lowering process, and conversely to expand the crystal phase to a high temperature range in the temperature rising process. In particular, when unsaturated hydrocarbon chains are connected, the liquid crystal transition temperature tends to decrease. This characteristic means that when a polycrystalline thin film of a liquid crystal material is used as an organic semiconductor, the liquid crystal thin film can be produced at a lower temperature when the polycrystalline thin film is produced using the liquid crystal thin film (thin liquid crystal phase thin film) as a precursor. However, there is an advantage that the process becomes easier. In addition, the fact that the crystal phase temperature in the temperature rising process spreads to a high region means that the thermal stability of the produced polycrystalline film is improved, which is convenient as a material. On the other hand, when two hydrocarbon chains are added, the developed liquid crystal phase is generally stabilized, which is convenient for application to a device using the liquid crystal phase.

以上述べた基本的な分子設計に基づいて物質を合成した場合、その物質の本発明に関わる有用性は、基本的には、液晶相で有機半導体として用いる場合は高次のスメクチック相を発現すること、結晶相で有機半導体として用いる場合は、結晶相温度より高い温度から冷却したときに結晶薄膜に亀裂や空隙を形成しにくく、かつ、結晶相に隣接して、低次の液晶相を発現しないものを選ぶことにより、生かされる。言い換えれば、液晶相で有機半導体として用いる場合は、結晶相に隣接する温度領域において、ネマティック相やSmA相やSmC相以外の液晶相を発現すること、また、結晶相で有機半導体として用いる場合には、結晶相より高い温度領域から冷却して結晶相へ転移させたとき、亀裂や空隙が形成されにくいことが判定基準となる。   When a substance is synthesized based on the basic molecular design described above, the usefulness of the substance according to the present invention basically exhibits a higher-order smectic phase when used as an organic semiconductor in a liquid crystal phase. In addition, when used as an organic semiconductor in the crystalline phase, it is difficult to form cracks or voids in the crystalline thin film when cooled from a temperature higher than the crystalline phase temperature, and a low-order liquid crystal phase is expressed adjacent to the crystalline phase. It is made use of by choosing what does not. In other words, when used as an organic semiconductor in a liquid crystal phase, a liquid crystal phase other than a nematic phase, SmA phase, or SmC phase is expressed in a temperature region adjacent to the crystal phase, or when used as an organic semiconductor in a crystal phase. The criterion is that cracks and voids are less likely to form when cooled to a crystalline phase after cooling from a higher temperature range than the crystalline phase.

(スクリーニング法)
これは、以下に述べるスクリーニング法(判定法)によって、容易に判定することが出来る。このスクリーニング法に用いる各測定法の詳細に関しては、必要に応じて、下記の文献を参照することができる。
文献A:偏光顕微鏡の使い方:実験化学講第4版1巻、丸善、P429〜435
文献B:液晶材料の評価:実験化学講座第5版27巻P295〜300、丸善
:液晶科学実験入門日本液晶学会編、シグマ出版
(Screening method)
This can be easily determined by the screening method (determination method) described below. For details of each measurement method used in this screening method, the following documents can be referred to as necessary.
Reference A: How to use a polarizing microscope: Experimental Chemistry 4th Edition, Volume 1, Maruzen, P429-435
Reference B: Evaluation of liquid crystal materials: Experimental Chemistry Course, 5th edition, 27, P295-300, Maruzen: Introduction to Liquid Crystal Science Experiments, Japanese Liquid Crystal Society, Sigma Publishing

(S1)単離した被検物質をカラムクロマトグラフィーと再結晶により精製した後、シリカゲルの薄層クロマトグラフィーにより、該被検物質が単一スポットを示す(すなわち、混合物でない)ことを確認する。
(S2)等方相に加熱したサンプルを毛細管現象を利用して、スライドガラスをスペーサーを介して張り合わせた15μm厚のセルに注入する。一旦、セルを等方相温度まで加熱し、偏光顕微鏡でそのテクスチャーを観察し、等方相より低い温度領域で暗視野とならないことを確認する。これは、分子長軸が基板に対して水平配向していることを示すもので、以後のテクスチャー観察に必要な要件となる。
(S3)適当な降温速度、例えば、5℃/分程度の速度でセルを冷却しながら、顕微鏡によるテクスチャーを観察する。その際、冷却速度が速すぎると、形成される組織が小さくなり、詳細な観察が難しくなるので、再度、等方相まで温度を上げて、冷却速度を調整して、組織が容易に観察しやすい、組織のサイズが50μm以上となる条件を設定する。
(S1) After the isolated test substance is purified by column chromatography and recrystallization, it is confirmed by thin layer chromatography on silica gel that the test substance shows a single spot (that is, not a mixture).
(S2) Using a capillary phenomenon, the sample heated to the isotropic phase is injected into a 15 μm thick cell in which a slide glass is bonded through a spacer. Once the cell is heated to the isotropic phase temperature, the texture is observed with a polarizing microscope, and it is confirmed that no dark field is formed in a temperature region lower than the isotropic phase. This indicates that the molecular long axis is horizontally oriented with respect to the substrate, which is a requirement for subsequent texture observation.
(S3) The texture with a microscope is observed while cooling the cell at an appropriate temperature drop rate, for example, about 5 ° C./min. At this time, if the cooling rate is too high, the formed structure becomes small and detailed observation becomes difficult, so the temperature is increased to the isotropic phase again, the cooling rate is adjusted, and the structure is easily observed. The condition that the size of the tissue is easily 50 μm or more is set.

(S4)上記(S3)項で設定した条件で、等方相から室温(20℃)まで冷却しながらテクスチャーを観察する。この間にセル中で試料が結晶化すると、格子の収縮に伴い、亀裂や空隙が生じ、観察されるテクスチャーに黒い線、または、ある大きさを有する領域が現れる。サンプルを注入する際に空気がはいると同様の黒い領域(一般には丸い)が局所的に生じるが、結晶化によって生じた黒い線や領域は組織内や境界に分布して現われるので容易に区別できる。これらは、偏光子、及び、検光子を回転させても、消失や色の変化が見られないことから、テクスチャーに見られるこれ以外の組織とは容易に識別できる。このテクスチャーが現れる温度を結晶化温度として、その温度より高い温度領域で現れるテクスチャーがネマティック相、SmA相、SmC相でないことを確認する。サンプルがネマチック相を示す場合は、糸巻き状と表現される特徴的なシュリーレンテクスチャー(典型的なシュリーレンテクスチャー)が観察され、SmA相やSmC相を示す場合は、fan−likeテクスチャーと呼ばれる扇型でその領域内は均一組織を有する特徴的なテクスチャー(典型的なFan−likeテクスチャー)が観察されるので、その特徴的なテクスチャーから容易に判定することができる。   (S4) The texture is observed while cooling from the isotropic phase to room temperature (20 ° C.) under the conditions set in (S3) above. When the sample crystallizes in the cell during this period, cracks and voids are generated as the lattice contracts, and black lines or regions having a certain size appear in the observed texture. When a sample is injected, a black area (generally round) similar to the presence of air is generated locally, but the black lines and areas generated by crystallization appear distributed in the tissue and at the boundary so that they can be easily distinguished. it can. These can be easily distinguished from other tissues found in the texture because no disappearance or color change is observed even when the polarizer and the analyzer are rotated. The temperature at which this texture appears is defined as the crystallization temperature, and it is confirmed that the texture appearing in a temperature region higher than that temperature is not a nematic phase, SmA phase, or SmC phase. When the sample shows a nematic phase, a characteristic schlieren texture expressed as a pincushion shape (a typical schlieren texture) is observed, and when it shows an SmA phase or an SmC phase, it has a fan shape called a fan-like texture. Since a characteristic texture having a uniform structure (a typical Fan-like texture) is observed in the region, it can be easily determined from the characteristic texture.

特殊なケースとして、SmA相からSmB相、SmC相からSmF、SmI相に転移する物質では、相転移温度で一瞬に、視野の変化が見られるが、相転移したテクスチャーにはほとんど変化が見られない場合があり、形成されたSmB相やSmF相、SmI相のテクスチャーをSmA相、SmC相と誤認する場合があるので注意が必要である。その場合は、相転移温度で見られる一瞬の視野の変化に気をつけることが重要である。この確認が必要な場合は、DSCにより、中間相の数を確認した後、それぞれの温度領域でX線回折を測定し、各相に特有の高角度領域(θ−2θの判定において15〜30度)においてピークの有無を確認すれば、SmA相、SmC相(いずれもピークなし)とSmB相、SmF相、SmI相(いずれもピーク有り)を容易に判定することができる。   As a special case, in the material that transitions from SmA phase to SmB phase, SmC phase to SmF, SmI phase, the visual field changes instantaneously at the phase transition temperature, but the phase transition texture almost changes. In some cases, the texture of the formed SmB phase, SmF phase, and SmI phase may be mistaken for the SmA phase and the SmC phase, so care should be taken. In that case, it is important to be aware of the instantaneous visual field changes seen at the phase transition temperature. When this confirmation is necessary, after confirming the number of intermediate phases by DSC, X-ray diffraction is measured in each temperature region, and a high-angle region (15-30 in the determination of θ-2θ) peculiar to each phase. If the presence or absence of a peak is confirmed, the SmA phase, the SmC phase (no peak), the SmB phase, the SmF phase, and the SmI phase (all have a peak) can be easily determined.

(S5)室温(20℃)で、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって、黒い組織が見られないものは、有機半導体材料として利用可能であるので、この物質が室温で高次の液晶相、あるいは、結晶相(準安定な結晶相を含む)の如何に関わらず、本発明の範疇として取り扱うものとする。
本発明に関わる有機半導体材料をデバイスに応用する観点からみると、コア部のHOMO、LUMOのエネルギー準位も重要となる。一般に、有機半導体のHOMOレベルは、脱水されたジクロロメタンなどの有機溶媒に被検物質を、例えば、1mmol/Lから10mmol/Lの濃度となるように溶解し、テトラブチルアンモニウム塩などの支持電解質を0.2mol/L程度加え、この溶液にPtなどの作用電極とPtなどの対向電極、およびAg/AgClなど参照電極を挿入後、ポテンショスタットにて50mV/sec程度の速度で掃引し、CV曲線を書かせ、ピークの電位および基準となる、例えばフェロセンなどの既知物質との電位の差より、HOMOレベル、LUMOレベルを見積ることができる。HOMOレベル、LUMOレベルが用いた有機溶媒の電位窓よりも外れている場合、紫外可視吸収スペクトラムの吸収端より、HOMO−LUMOレベルを計算し、測定できたレベルから差し引くことでHOMOレベルやLUMOレベルを見積ることができる。この方法は、J.Pommerehne, H.Vestweber, W.Guss, R.F.Mahrt, H.Bassler, M.Porsch, and J.Daub, Adv.Mater.,7,551(1995)を参照にすることができる。
(S5) A material in which no black structure is observed by texture observation with a polarizing microscope at room temperature (20 ° C.) can be used as an organic semiconductor material. Therefore, this substance is a higher-order liquid crystal phase or crystal at room temperature. Regardless of the phase (including metastable crystalline phase), it shall be treated as a category of the present invention.
From the viewpoint of applying the organic semiconductor material according to the present invention to a device, the energy levels of the HOMO and LUMO of the core part are also important. In general, the HOMO level of an organic semiconductor is determined by dissolving a test substance in a dehydrated organic solvent such as dichloromethane to a concentration of, for example, 1 mmol / L to 10 mmol / L, and adding a supporting electrolyte such as a tetrabutylammonium salt. Add about 0.2 mol / L, insert a working electrode such as Pt, a counter electrode such as Pt, and a reference electrode such as Ag / AgCl into this solution, then sweep at a rate of about 50 mV / sec with a potentiostat, and CV curve The HOMO level and LUMO level can be estimated from the difference between the peak potential and the reference potential, for example, a known substance such as ferrocene. If the HOMO level and LUMO level are out of the potential window of the organic solvent used, the HOMO-LUMO level is calculated from the absorption edge of the UV-visible absorption spectrum and subtracted from the measured level. Can be estimated. This method is described in J. Org. Pomerehne, H.C. Vestweber, W.W. Guss, R.A. F. Mahrt, H.M. Bassler, M.M. Porsch, and J.M. Daub, Adv. Mater. , 7, 551 (1995).

一般に、有機半導体材料のHOMO,LUMOレベルは、それぞれ陽極、陰極と電気的な接触の目安を与え、電極材料の仕事関数との差によって決まるエネルギー障壁の大きさによって電荷注入が制限されることになるので、注意が必要である。金属の仕事関数は、しばしば、電極として用いられる物質の例をあげると、銀(Ag)4.0eV、アルミニウム(Al)4.28eV、金(Au)5.1eV、カルシウム(Ca)2.87eV、クロム(Cr)4.5eV、銅(Cu)4.65eV、マグネシウム(Mg)3.66eV、モリブデン(Mo)4.6eV、白金(Pt)5.65eV、インジウムスズ酸化物(ITO)4.35〜4.75eV、酸化亜鉛(ZnO)4.68eVであるが、前述の観点から、有機半導体材料と電極物質との仕事関数の差は1eV以下が好ましく、より、好ましくは0.8eV以下、さらに好ましくは、0.6eV以下である。金属の仕事関数は、必要に応じて、下記の文献を参照することができる。
文献D:化学便覧 基礎編 改訂第5版II−608−610 14.1 b仕事関数 (丸善出版株式会社)(2004)
In general, the HOMO and LUMO levels of an organic semiconductor material provide a measure of electrical contact with the anode and cathode, respectively, and charge injection is limited by the size of the energy barrier determined by the difference from the work function of the electrode material. So be careful. The work function of a metal is often silver (Ag) 4.0 eV, aluminum (Al) 4.28 eV, gold (Au) 5.1 eV, calcium (Ca) 2.87 eV, as examples of materials used as electrodes. Chromium (Cr) 4.5 eV, copper (Cu) 4.65 eV, magnesium (Mg) 3.66 eV, molybdenum (Mo) 4.6 eV, platinum (Pt) 5.65 eV, indium tin oxide (ITO) 4. 35 to 4.75 eV and zinc oxide (ZnO) 4.68 eV, but from the above viewpoint, the work function difference between the organic semiconductor material and the electrode substance is preferably 1 eV or less, more preferably 0.8 eV or less. More preferably, it is 0.6 eV or less. As for the work function of the metal, the following documents can be referred to as necessary.
Document D: Chemical Handbook Fundamentals Revised 5th Edition II-608-610 14.1 b Work Function (Maruzen Publishing Co., Ltd.) (2004)

コア部の共役したπ−電子系の大きさによりHOMO,LUMOエネルギー準位は影響を受けるため、共役系の大きさは材料を選択する際に参考となる。また、HOMO、LUMOエネルギー準位を変化させる方法として、コア部にヘテロ元素を導入することは有効である。   Since the HOMO and LUMO energy levels are affected by the size of the conjugated π-electron system in the core, the size of the conjugated system is a reference when selecting a material. As a method of changing the HOMO and LUMO energy levels, it is effective to introduce a hetero element into the core portion.

適用可能な有機半導体デバイスとしては、ダイオード、有機トランジスタ、メモリ、フォトダイオード、発光ダイオード、発光トランジスタや、ガスセンサー、バイオセンサー、血液センサー、免疫センサー、人工網膜、味覚センサーなどのセンサー類、RFID等が挙げられる。
中でも、本発明の有機半導体材料は、0.1cm/Vs以上の高い電荷移動度を有するので、有機トランジスタまたは発光デバイスへの応用が特に有用である。有機トランジスタは、ディスプレイを構成する画素のスイッチング用トランジスタ、信号ドライバー回路素子、メモリ回路素子、信号処理回路素子等として好適に使用できる。ディスプレイの例としては、液晶ディスプレイ、分散型液晶ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、粒子回転型表示素子、エレクトロクロミックディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、電子ペーパー等が挙げられる。
Applicable organic semiconductor devices include diodes, organic transistors, memories, photodiodes, light emitting diodes, light emitting transistors, sensors such as gas sensors, biosensors, blood sensors, immune sensors, artificial retinas, taste sensors, RFID, etc. Is mentioned.
Especially, since the organic-semiconductor material of this invention has a high charge mobility of 0.1 cm < 2 > / Vs or more, the application to an organic transistor or a light-emitting device is especially useful. The organic transistor can be suitably used as a switching transistor, a signal driver circuit element, a memory circuit element, a signal processing circuit element, or the like of a pixel constituting the display. Examples of the display include a liquid crystal display, a dispersed liquid crystal display, an electrophoretic display, a particle rotating display element, an electrochromic display, an organic electroluminescence display, and electronic paper.

なお、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、各電極や各層の配置によって種々のタイプのトランジスタがあるが、本発明の有機半導体材料はトランジスタの種類に限定されることなく、何れのトランジスタにも使用することができる。トランジスタの種類については、アルドリッチ社の材料科学の基礎第6号「有機トランジスタの基礎」などを参照することができる。 In addition, an organic transistor usually has a source electrode, a drain electrode and a gate electrode, a gate insulating layer, and an organic semiconductor layer, and there are various types of transistors depending on the arrangement of each electrode and each layer. The organic semiconductor material of the present invention is not limited to the type of transistor, and can be used for any transistor. For the types of transistors, reference can be made to Aldrich Basic Material Science No. 6 “Basics of Organic Transistors”.

(半導体としての移動度の確認)
後述する実施例おける実験(Time−of−flight法による過渡光電流の測定)により、本発明の有機半導体材料が、半導体としての動作に好適な移動度を有していることが確認可能である。このような方法による移動度の確認の詳細に関しては、例えば文献Appl.Phys.Lett., 71 No.5 602−604(1997)を参照することができる。
(Confirmation of mobility as a semiconductor)
It is possible to confirm that the organic semiconductor material of the present invention has a mobility suitable for operation as a semiconductor by an experiment in a later-described example (measurement of transient photocurrent by Time-of-flight method). . For details on the confirmation of mobility by such a method, see, for example, the document Appl. Phys. Lett. , 71 No. 5 602-604 (1997).

有機半導体をデバイスに応用する際の有用性はその物質の示す移動度が一つの目安となる。これは、移動度によってデバイスの特性が制限されるからである。従来、アモルファス有機半導体においては移動度は高いものでも10−2cm/Vs程度であり、一般には10−5〜10−3cm/Vsの値である。したがって、液晶相が示す10−2cm/Vsを超える高い移動度、特に、高次のスメクチック相が示す0.1cm/Vsを超える移動度はアモルファス有機半導体材料では実現が難しく、液晶材料の優位性が明白である。 The usefulness of organic semiconductors when applied to devices is based on the mobility of the material. This is because the device characteristics are limited by mobility. Conventionally, an amorphous organic semiconductor has a high mobility of about 10 −2 cm 2 / Vs, and generally has a value of 10 −5 to 10 −3 cm 2 / Vs. Accordingly, a high mobility exceeding 10 −2 cm 2 / Vs exhibited by the liquid crystal phase, in particular, a mobility exceeding 0.1 cm 2 / Vs exhibited by the high-order smectic phase is difficult to realize with an amorphous organic semiconductor material, and the liquid crystal material The advantage of is obvious.

液晶性物質は、非液晶物質と同様、結晶相を示すことから、液晶物質を有機半導体として用いる際、液晶相ばかりでなく、結晶相において有機半導体として用いることができることは言うまでもない。一般に、結晶相における移動度は液晶相における移動度に比較して、約半桁から1桁程度高い場合が多く、特に、高移動度を必要とするトランジスタ応用や電荷やエキシトンの大きな拡散長が要請される太陽電池等への応用には結晶相の利用が有効である。   Since the liquid crystalline material exhibits a crystal phase like the non-liquid crystal material, it goes without saying that when the liquid crystal material is used as an organic semiconductor, it can be used not only in the liquid crystal phase but also in the crystalline phase as an organic semiconductor. In general, the mobility in the crystal phase is often about half to one digit higher than the mobility in the liquid crystal phase. In particular, transistor applications that require high mobility and large diffusion lengths of charges and excitons. The use of a crystalline phase is effective for the required application to solar cells and the like.

(半導体デバイス動作の確認)
実施例に示すように、FETを作製し、その特性を評価することにより本発明の有機半導体材料が、有機トランジスタとして使用可能であることを確認可能である。
このような方法による半導体デバイス動作確認の詳細に関しては、例えば文献 S. F.Nelsona,Y.−Y.Lin,D.J.Gundlach,and T. N.Jackson、Temperature−independent transport in high−mobility pentacene transistors,Appl.Phys.Lett.,72,No.15 1854−1856(1998)を参照することができる。
(Confirm semiconductor device operation)
As shown in the Examples, it is possible to confirm that the organic semiconductor material of the present invention can be used as an organic transistor by fabricating an FET and evaluating its characteristics.
For details of the semiconductor device operation confirmation by such a method, see, for example, the document S.A. F. Nelson, Y .; -Y. Lin, D.D. J. et al. Gundlach, and T.G. N. Jackson, Temperature-independent transport in high-mobility penentene transistors, Appl. Phys. Lett. , 72, no. 15 1854-1856 (1998).

本発明を実施例でさらに詳細に説明する。
<トランジスタの作製>
熱酸化膜付シリコンウエハー(ヘビードープp型シリコン(P+−Si)、熱酸化膜(SiO)厚さ:300nm)を20×25mmに切断後、この切断したシリコンウエハー(こののち基板と略す)を中性洗剤、超純水、イソプロピルアルコール(IPA)、アセトン、IPAの順に超音波洗浄を行った。
次に、液晶性有機半導体化合物をキシレンに溶解させ、溶液を調整した。溶液の濃度は1wt%から0.5wt%とした。この溶液、および、溶液を基板に塗布するガラス製のピペットを予め、ホットステージ上で所定の温度に加熱しておき、上記の基板をオーブン内に設置したスピンコータ上に設置し、オーブン内を60℃に昇温した後、溶液を基板上に塗布し、基板を回転(約3000rpm、30秒)させた。回転停止後、基板を素早く取り出し室温まで冷却させた。
更に、有機半導体層を塗布した基板に、真空蒸着法(2×10−6Torr)を用いて、金をメタルマスクを介してパターン蒸着することにより、ソース・ドレイン電極を形成した(チャネル長:チャネル幅=75μm:3000μm)。
作製した有機トランジスタの評価は、通常の大気雰囲気下において、2電源のソース・メジャーメントユニットを用いて、ソース電極、ドレイン電極間に流れる電流を、ゲート電極(P+−Si)に電圧をスイープ印加(Vsg:+40〜−60V)しながら測定(伝達特性)することによりおこなった(ソース電極、ドレイン電極間電圧Vsd:−80V)。移動度は、該伝達特性における、√Id−Vgの傾きから、飽和特性の式を用いた周知の方法により算出した。なお、移動度の測定は5つのトランジスタについて行い、その平均値と標準偏差を記載した。
The invention is explained in more detail in the examples.
<Fabrication of transistor>
A silicon wafer with a thermal oxide film (heavy doped p-type silicon (P + -Si), thermal oxide film (SiO 2 ) thickness: 300 nm) was cut to 20 × 25 mm, and this cut silicon wafer (hereinafter abbreviated as a substrate) Ultrasonic cleaning was performed in the order of neutral detergent, ultrapure water, isopropyl alcohol (IPA), acetone, and IPA.
Next, the liquid crystalline organic semiconductor compound was dissolved in xylene to prepare a solution. The concentration of the solution was 1 wt% to 0.5 wt%. The solution and a glass pipette for applying the solution to the substrate are heated in advance on a hot stage to a predetermined temperature, and the substrate is placed on a spin coater placed in an oven. After raising the temperature to 0 ° C., the solution was applied onto the substrate, and the substrate was rotated (about 3000 rpm, 30 seconds). After stopping the rotation, the substrate was quickly taken out and cooled to room temperature.
Further, a source / drain electrode was formed on the substrate coated with the organic semiconductor layer by pattern deposition of gold through a metal mask using a vacuum deposition method (2 × 10 −6 Torr) (channel length: Channel width = 75 μm: 3000 μm).
The evaluation of the fabricated organic transistor was conducted by applying a sweep current to the gate electrode (P + -Si) using a source / measurement unit with two power supplies in a normal atmosphere. This was performed by measuring (transfer characteristics) while (Vsg: +40 to −60 V) (voltage Vsd between source electrode and drain electrode: −80 V). The mobility was calculated from the slope of √Id−Vg in the transfer characteristic by a known method using a saturation characteristic equation. In addition, the measurement of mobility was performed about five transistors, The average value and the standard deviation were described.

(実施例1)
Tetrahedron Letters,Vol.52,285頁記載の方法で得たBTBT 7.2g(30mmol)を400mLのジクロロメタンに溶解後−70℃に冷却し、塩化アルミニウム15.9g(120mmol)を加えた後、Journal of Medicinal Chemistry,Vol.36,2595頁記載の方法で得た9−ヘキサデセノイルクロライド8.16g(30mmol)をジクロロメタン20mLに溶解した溶液を滴下した。更に同温で4時間撹拌後、この反応液を冷水に注ぎ、析出した結晶を濾集後、蒸留水、メタノールの順で洗浄した。得られた結晶をトルエンで再結晶し、7−(9−ヘキサデセノイル)BTBTの淡黄色結晶、10.3g(収率72%)を得た。
Example 1
Tetrahedron Letters, Vol. BTBT (7.2 g, 30 mmol) obtained by the method described on pages 52 and 285 was dissolved in 400 mL of dichloromethane, cooled to −70 ° C., 15.9 g (120 mmol) of aluminum chloride was added, and then Journal of Medicinal Chemistry, Vol. . A solution prepared by dissolving 8.16 g (30 mmol) of 9-hexadecenoyl chloride obtained by the method described on pages 36, 2595 in 20 mL of dichloromethane was added dropwise. Further, after stirring for 4 hours at the same temperature, the reaction solution was poured into cold water, and the precipitated crystals were collected by filtration and washed with distilled water and methanol in this order. The obtained crystals were recrystallized from toluene to obtain 10.3 g (yield 72%) of 7- (9-hexadecenoyl) BTBT as pale yellow crystals.

次に、7−(9−ヘキサデセノイル)BTBT 10g(21mmol)、水酸化カリウム4.7g(84mmol)、ヒドラジン水和物63mL(0.53mol)をジエチレングリコール980mLに加え、100℃で1時間撹拌後、更に210℃で5時間反応した。反応液を冷却して析出した結晶を濾集後、蒸留水、メタノールの順に洗浄した。得られた結晶をトルエンで再結晶し、7−(9−ヘキサデセン)BTBTの淡黄色結晶8.1g(収率83.5%)を得た。 Next, 7- (9-hexadecenoyl) BTBT 10 g (21 mmol), potassium hydroxide 4.7 g (84 mmol), and hydrazine hydrate 63 mL (0.53 mol) were added to diethylene glycol 980 mL, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 1 hour, Furthermore, it reacted at 210 degreeC for 5 hours. The reaction mixture was cooled and the precipitated crystals were collected by filtration and then washed with distilled water and methanol in this order. The obtained crystals were recrystallized from toluene to obtain 8.1 g (yield 83.5%) of 7- (9-hexadecene) BTBT pale yellow crystals.

次に、7−(9−ヘキサデセン)BTBT6.01g(13mmol)を320mLのジクロロメタンに溶解後−50℃に冷却し、発煙硝酸の1.2Mジクロロメタン溶液24mLを30分かけて滴下した。−50℃で更に2時間撹拌した後、26mLの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え反応を停止した。分液して下層を取り、10%食塩水で洗浄、無水硫酸マグネシウムで乾燥し濃縮乾固して粗製固体を得た。この固体をメチルイソブチルケトンから再結晶し、2−(9−ヘキサデセン)−7−ニトロBTBTの黄色結晶、4.01g(収率、61%)を得た。   Next, 6.01 g (13 mmol) of 7- (9-hexadecene) BTBT was dissolved in 320 mL of dichloromethane and then cooled to −50 ° C., and 24 mL of 1.2 M dichloromethane solution of fuming nitric acid was added dropwise over 30 minutes. After further stirring at −50 ° C. for 2 hours, 26 mL of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction. The lower layer was separated by separation, washed with 10% brine, dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated to dryness to obtain a crude solid. This solid was recrystallized from methyl isobutyl ketone to obtain 4.01 g (yield, 61%) of yellow crystals of 2- (9-hexadecene) -7-nitroBTBT.

次いで、2−(9−ヘキサデセン)−7−ニトロBTBT 3.04g(6mmol)、錫粉末1.84gを酢酸30mLに懸濁し、約70℃で加熱、撹拌下、濃塩酸5.4mLをゆっくりと滴下した。さらに100℃で1時間反応後、10℃以下に冷却し固体を濾取した。この固体をクロロホルム約100mLに分散し、濃アンモニア水、飽和食塩水の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮乾固し粗製固体を得た。この固体をシリカゲルカラム(クロロホルム/シクロヘキサン=1/2、1%トリエチルアミンを添加)で分離精製し、石油ベンジンから再結晶して微灰色の2−アミノ−7−(9−ヘキサデシル)BTBT 2.24g(収率、78%)を得た。 Next, 3.04 g (6 mmol) of 2- (9-hexadecene) -7-nitroBTBT and 1.84 g of tin powder are suspended in 30 mL of acetic acid, and slowly heated to about 70 ° C. with stirring and 5.4 mL of concentrated hydrochloric acid. It was dripped. Furthermore, after reacting at 100 ° C. for 1 hour, the mixture was cooled to 10 ° C. or lower and the solid was collected by filtration. This solid was dispersed in about 100 mL of chloroform, washed sequentially with concentrated aqueous ammonia and saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated to dryness to obtain a crude solid. This solid was separated and purified on a silica gel column (chloroform / cyclohexane = 1/2, 1% triethylamine added) and recrystallized from petroleum benzine to give slightly gray 2-amino-7- (9-hexadecyl) BTBT 2.24 g (Yield, 78%) was obtained.

更に、2−アミノ−7−(9−ヘキサデシル)BTBT 1.91g(4mmol)にジクロロメタン60mLを加え、−15℃冷却下、トリフルオロボレート・エーテル錯体864mg、亜硝酸t‐ブチル504mgを滴下した。約1時間で反応温度を5℃まで上げた後、沃素1.6g、沃化カリウム1.32g、沃化テトラブチルアンモニウム100mgのジクロロメタン−THF混液(1:2)12mLの溶液を加えた。加熱環流下、8時間反応した後、クロロホルムで希釈し、10%チオ硫酸ナトリウム、5M水酸化ナトリウム、10%食塩水で順次洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮乾固した。得られた濃褐色の粗製固体をシリカゲルカラム(クロロホルム/シクロヘキサン=1/2)で精製し、クロロホルム−メタノールから結晶化した。次いでリグロインから再結晶し、2−(9−ヘキサデセン)−7−ヨードBTBTを988mg得た(収率42%)。 Furthermore, 60 mL of dichloromethane was added to 1.91 g (4 mmol) of 2-amino-7- (9-hexadecyl) BTBT, and 864 mg of trifluoroborate ether complex and 504 mg of t-butyl nitrite were added dropwise under cooling at −15 ° C. After raising the reaction temperature to 5 ° C. in about 1 hour, a solution of 1.6 g of iodine, 1.32 g of potassium iodide and 100 mg of tetrabutylammonium iodide in a dichloromethane-THF mixture (1: 2) 12 mL was added. The mixture was reacted for 8 hours under reflux with heating, diluted with chloroform, washed successively with 10% sodium thiosulfate, 5M sodium hydroxide, and 10% brine, dried over anhydrous sodium sulfate, and concentrated to dryness. The resulting dark brown crude solid was purified on a silica gel column (chloroform / cyclohexane = 1/2) and crystallized from chloroform-methanol. Subsequently, recrystallization from ligroin yielded 988 mg of 2- (9-hexadecene) -7-iodoBTBT (yield 42%).

最後に、2−(9−ヘキサデセン)−7−ヨードBTBT 294mg(0.5mmol)にジオキサン8mL、2Mリン酸三カリウム0.5mL、フェニルホウ酸73mg(0.6mmol)を加え、アルゴンガスを20分間バブリングした後、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム30mg(0.025mmol、東京化成工業),トリシクロヘキシルホスフィン13mg(0.045mmol、和光純薬工業)を加え、95℃で22時間加熱撹拌した。反応液をクロロホルムで希釈し、10%食塩水で洗い、下層を濃縮乾固して粗製固体を得た。この固体をキシレンから再結晶し、(化)で表される化合物172mg(収率64%)を得た。
Finally, 8 mL of dioxane, 0.5 mL of 2M tripotassium phosphate, 73 mg (0.6 mmol) of phenylboric acid were added to 294 mg (0.5 mmol) of 2- (9-hexadecene) -7-iodoBTBT, and argon gas was added for 20 minutes. After bubbling, tetrakis (triphenylphosphine) palladium 30 mg (0.025 mmol, Tokyo Chemical Industry) and tricyclohexylphosphine 13 mg (0.045 mmol, Wako Pure Chemical Industries) were added, and the mixture was heated and stirred at 95 ° C. for 22 hours. The reaction solution was diluted with chloroform, washed with 10% brine, and the lower layer was concentrated to dryness to obtain a crude solid. This solid was recrystallized from xylene to obtain 172 mg (yield 64%) of the compound represented by (Chemical Formula 5 ).

Figure 0005964703
Figure 0005964703

(実施例2)
実施例1で得た化合物を前記の手法で評価した結果、以下の通りであった。
・移動度:0.65cm/Vs
・移動度の標準偏差:0.042
・オンオフ比:2.0×10
(Example 2)
As a result of evaluating the compound obtained in Example 1 by the above method, it was as follows.
Mobility: 0.65 cm 2 / Vs
・ Standard deviation of mobility: 0.042
On-off ratio: 2.0 × 10 6

(比較例1) (Comparative Example 1)

Figure 0005964703

WO2006/077888記載の方法にて上記化合物を合成し、実施例2と同様の手法で評価した結果は下記の通りであった。
・移動度:0.11cm/Vs
・移動度の標準偏差:0.059
・オンオフ比:1.0×10
Figure 0005964703

The above compounds were synthesized by the method described in WO2006 / 077788, and the results evaluated by the same method as in Example 2 were as follows.
Mobility: 0.11 cm 2 / Vs
-Mobility standard deviation: 0.059
On-off ratio: 1.0 × 10 6

本発明の化合物は有機半導体としての利用が可能であり、該有機半導体材料を有機半導体層として用いる有機トランジスタへの利用が可能である。   The compound of the present invention can be used as an organic semiconductor, and can be used for an organic transistor using the organic semiconductor material as an organic semiconductor layer.

Claims (3)

一般式(1)
Figure 0005964703
(式中、R が炭素数3〜20のアルケニル基であり、Rが芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数2〜20のアルキル基または炭素数2〜20のアルケニル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、ハロゲン原子を有する炭素数2〜20のアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルコキシアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルスルファニルアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基、炭素数3〜20のアルキルアミノアルキル基を置換基として持つ芳香族炭化水素基又は複素芳香族基から選ばれる基)
で表される有機半導体材料。
General formula (1)
Figure 0005964703
(In the formula, R 1 is an alkenyl group having a carbon number of 3 to 20, R 2 is an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group, an alkyl group or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms having 2 to 20 carbon atoms Aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group as a substituent, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having a halogen atom-containing alkyl group having 2 to 20 carbon atoms as a substituent, or an alkoxy group having 3 to 20 carbon atoms An aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkyl group as a substituent, an aromatic hydrocarbon group or heteroaromatic group having an alkylsulfanylalkyl group having 3 to 20 carbon atoms as a substituent, 3 to 20 carbon atoms A group selected from an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic group having an alkylaminoalkyl group as a substituent)
Organic semiconductor material represented by
請求項1に記載の有機半導体材料を用いてなる有機半導体デバイス。 An organic semiconductor device comprising the organic semiconductor material according to claim 1. 請求項1に記載の有機半導体材料を有機半導体層として用いる有機トランジスタ。 An organic transistor using the organic semiconductor material according to claim 1 as an organic semiconductor layer.
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