JP6033497B2 - π拡張型ナフタレンジイミドの製造および前記ジイミドの半導体としての使用 - Google Patents

π拡張型ナフタレンジイミドの製造および前記ジイミドの半導体としての使用 Download PDF

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Description

本発明は、コア拡張型（core-extended）ナフタレンジイミド誘導体、および前記コア拡張型ナフタレンジイミド誘導体を半導体材料として含む電子デバイスに関する。
ナフタレンジイミドは、汎用的な部類の発色団である。また、ナフタレンジイミドは、有機電界効果トランジスタ、有機発光デバイス、光起電性デバイス、例えば色素増感型太陽電池（ＤＳＣ）およびゼログラフィーなどの用途においてますます関心が持たれている。
ナフタレンジイミドの特性を、大元のナフタレンジイミドコアの２位、３位、６位および７位での官能化によって改変することが知られている。しかしながら、ナフタレンジイミドの側方へのコア拡張は、最近になって実証されてきたにすぎない。
Suraru, S.-L.、Zhieschang, U.、Klauk, H.、Wuerthner, F.によるChem. Commun. 2011, 47, 11504〜11506は、以下のコア拡張型ナフタレンジイミドおよび該ナフタレンジイミドの薄膜型トランジスタにおけるｐチャネル型半導体としての使用を記載している：
Figure 0006033497
Hu, Y.、Gao, X.、Di, C.、Yang, X.、Zhang, F.、Liu, Y.、Li, H.およびZhu, D.によるChem. Mater. 2011, 23, 1204〜1215は、硫黄複素環と縮合された以下のコア拡張型ナフタレンジイミドおよび前記ナフタレンジイミドの薄膜型トランジスタにおけるｎチャネル型半導体としての使用を記載している：
Figure 0006033497
Doria, F.、Di Antonio, M.、Benotti, M.、Verga, D.、Freccero, M.によるJ. Org. Chem. 2009, 74, 8616〜8625は、以下のナフタレンジイミド誘導体を記載している：
Figure 0006033497
Langhals, H.、Kinzel, S.によるJ. Org. Chem. 2010, 75, 7781〜7784は、ナフタレンジイミド誘導体を記載している：
Figure 0006033497
Zhou, C.、Li, Y.、Zhao, Y.、Zhang, J.、Yang, W.、Li, Y.によるOrg. Lett. 2011, 13, 292〜295は、以下のコア置換型ナフタレンジイミド化合物を記載している：
Figure 0006033497
Chen, X.、Guo, Y.、Tan, L.、Yang, G.、Li, Y.、Zhang, G.、Liu, Z.、Xu, W.、Zhang, D.によるJ. Mat. Chem. C, 2013, 1, 1087〜1092は、以下の化合物および前記化合物の有機電界効果トランジスタにおけるｎチャネル型半導体としての使用を記載している：
Figure 0006033497
本発明の課題は、コア置換型のナフタレンジイミド誘導体を提供することであった。
前記課題は、請求項１に記載の化合物および請求項５に記載のデバイスによって解決される。
本発明の化合物は、式
Figure 0006033497
 ［式中、
Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
Ｒ13は、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、かつ
Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11およびＲ12は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリール、５員ないし１４員の複素環式の系Ａ、ハロゲン、ＮＲ14Ｒ15、ＯＨ、ＯＲ16、ＳＨ、ＳＲ17、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ18、ＣＯＯＨ、−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ19Ｒ20、−ＳＯ2−ＯＨ、−ＳＯ2−ＮＨ2または−ＳＯ2−Ｒ21であり、その際、
Ｒ14、Ｒ15、Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19、Ｒ20およびＲ21は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、
または
Ｒ3およびＲ4、
Ｒ5およびＲ6、
Ｒ9およびＲ10、もしくは
Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系または５員ないし１４員の複素環式の系Ｂを形成し、その際、
Ｃ1〜Ｃ30−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキルは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキルおよびフェニルからなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
Ｃ6〜Ｃ14−アリール、Ｃ5〜Ｃ14員の環系、５員ないし１４員の複素環式の系Ａおよび５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
ｎは、１〜１５である］の化合物である。
Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、Ｃ1〜Ｃ30−アルキルおよびＣ1〜Ｃ20−アルキルは、分枝鎖状または非分枝鎖状であってよい。Ｃ1〜Ｃ10−アルキルの例は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、イソペンチル、ｎ−（１−エチル）プロピル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−（２−エチル）ヘキシル、ｎ−ノニルおよびｎ−デシルである。Ｃ1〜Ｃ20−アルキルの例は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキルおよびｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−ノナデシルおよびｎ−イコシル（Ｃ20）である。Ｃ1〜Ｃ30−アルキルの例は、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルおよびｎ−（２−オクチル）ドデシル、ｎ−ドコシル（Ｃ22）、ｎ−テトラコシル（Ｃ24）、ｎ−（２−デシル）テトラデシル、ｎ−ヘキサコシル（Ｃ26）、ｎ−オクタコシル（Ｃ28）およびｎ−トリアコンチル（Ｃ30）である。
Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキルの例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルおよびシクロオクチルである。
５員ないし１４員の複素環式の系Ａは、飽和の５員ないし１４員の複素環式の系Ａまたは芳香族の５員ないし１４員の複素環式の系Ａを含む不飽和の５員ないし１４員の複素環式の系Ａであってよい。５員ないし１４員の複素環式の系Ａは、１つ以上のヘテロ原子を含む。ヘテロ原子は、好ましくはＮ、Ｏおよび／またはＳである。５員ないし１４員の複素環式の系Ａは、単環式または多環式、例えば二環式であってよい。
５員ないし８員の飽和の複素環式の系Ａの例は、
Figure 0006033497
 である。
不飽和の５員ないし１４員の複素環式の系Ａの例は、
Figure 0006033497
 ならびに芳香族の５員ないし１４員の複素環式の系Ａ、例えば
Figure 0006033497
 である。
Ｃ6〜Ｃ14−アリールの例は、フェニルおよびナフチルである。
ハロゲンの例は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩである。
Ｃ5〜Ｃ14員の環系は、単環式または多環式、例えば二環式であってよい。
Ｃ5〜Ｃ14員の環系の例は、
Figure 0006033497
 ［式中、星印のある炭素原子は、Ｒ3およびＲ4、Ｒ5およびＲ6、Ｒ9およびＲ10またはＲ11およびＲ12が結合される炭素原子である］である。
５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、単環式または多環式、例えば二環式であってよい。５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、１つ以上のヘテロ原子を含む。ヘテロ原子は、好ましくはＮ、Ｏおよび／またはＳである。５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、
Figure 0006033497
 ［式中、星印のある炭素原子は、Ｒ3およびＲ4、Ｒ5およびＲ6、Ｒ9およびＲ10またはＲ11およびＲ12が結合される炭素原子である］である。
Ｃ1〜Ｃ6−アルキレンの例は、メチレン、エチレン、プロピレンおよびブチレンである。
式（１）または（２）の好ましい化合物において、
Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
Ｒ13は、ＨまたはＣ1〜Ｃ30−アルキルであり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
Ｒ3およびＲ4、
Ｒ5およびＲ6、
Ｒ9およびＲ10、もしくは
Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系または５員ないし１４員の複素環式の系Ｂを形成し、その際、
Ｃ1〜Ｃ30−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
Ｃ6〜Ｃ14−アリール、Ｃ5〜Ｃ14員の環系および５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
ｎは、１〜１５である。
式（１）または（２）のより好ましい化合物において、
Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
Ｒ13は、Ｈであり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
Ｒ3およびＲ4、
Ｒ5およびＲ6、
Ｒ9およびＲ10、もしくは
Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
Ｃ1〜Ｃ20−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
Ｃ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
ｎは、１〜１５である。
式（１）または（２）の最も好ましい化合物においては、
Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
Ｒ13は、Ｈであり、
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
Ｒ3およびＲ4、
Ｒ5およびＲ6、
Ｒ9およびＲ10、または
Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、
Figure 0006033497
 （式中、星印のある炭素原子は、Ｒ3およびＲ4、Ｒ5およびＲ6、Ｒ9およびＲ10、またはＲ11およびＲ12が結合される炭素原子である）からなる群から選択されるＣ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
Figure 0006033497
 からなる群から選択される、Ｃ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、１つ以上のハロゲンで置換されていてよいＣ1〜Ｃ10−アルキルおよびハロゲンからなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよい。
式（１）の特に好ましい化合物は、式
Figure 0006033497
Figure 0006033497
Figure 0006033497
 の化合物である。
式（２）の特に好ましい化合物は、式
Figure 0006033497
 の化合物である。
式（１）および（２）の化合物は、当該技術分野で公知の方法によって製造することができる。
例えば、式（１）
Figure 0006033497
 ［式中、
Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
Ｒ13は、Ｈであり、
Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
Ｒ3およびＲ4、または
Ｒ5およびＲ6は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、
Figure 0006033497
 （式中、星印のある炭素原子は、Ｒ3およびＲ4またはＲ5およびＲ6が結合される炭素原子である）からなる群から選択されるＣ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
Figure 0006033497
 からなる群から選択されるＣ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、１つ以上のハロゲンで置換されていてよい１つ以上のＣ1〜Ｃ10−アルキルで、またはハロゲンで置換されていてよい］の化合物は、
（ｉ）式
Figure 0006033497
 ［式中、Ｒ1およびＲ2は、式（１）について示された通りであり、かつＨａｌは、ハロゲンである］の化合物と、
Figure 0006033497
 とを反応させて、式
Figure 0006033497
 ［式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は、式（１）について示された通りであり、かつＨａｌは、ハロゲンである］の化合物を得るステップと、
（ｉｉ）第一のステップで得られた式（３）の化合物と金属触媒Ａとを反応させて、式（１）の化合物を得るステップと、
によって製造することができる。
式（１）の化合物の製造方法の第一のステップは、通常は、適切な有機溶剤、例えばクロロホルム中で実施される。該方法の第一のステップは、通常は、高められた温度で、例えば４０〜１００℃の温度で、好ましくは５０〜８０℃の温度で行われる。
式（１）の化合物の製造方法の第二のステップの金属触媒Ａは、通常は、遷移金属触媒である。好ましくは、前記触媒は、Ｐｄ触媒、例えばＰｄ（ＯＡｃ）2である。該方法の第二のステップの金属触媒は、通常は、塩基および好適な溶剤の存在下で使用される。前記溶剤は、適切な有機溶剤、例えばＤＭＦであってよい。前記塩基は、好適な塩基、例えばＫ2ＣＯ3であってよい。該方法の第二のステップは、通常は、高められた温度で、例えば５０〜２００℃の温度で、好ましくは８０〜１２０℃の温度で行われる。
式（４）の化合物の製造は、WO 2007/074137またはX. Gao他によるOrg. Lett. 2007, 9, 3917〜3920に記載されている。
例えば、式（２）
Figure 0006033497
 ［式中、
Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
Ｒ9およびＲ10、または
Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、
Figure 0006033497
 （式中、星印のある炭素原子は、Ｒ9およびＲ10またはＲ11およびＲ12が結合される炭素原子である）からなる群から選択されるＣ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
Figure 0006033497
 からなる群から選択されるＣ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、１つ以上のＣ1〜Ｃ10−アルキルで置換されていてよい］の化合物は、式
Figure 0006033497
 ［式中、Ｒ7およびＲ8は、式（１）について示された通りであり、かつＨａｌは、ハロゲンである］の化合物と、
金属触媒Ｂおよび式
Figure 0006033497
 ［式中、Ｈａｌは、ハロゲンである］とを反応させて、式（２）の化合物を得ることによって製造することができる。
式（２）の化合物の製造方法の第二のステップの金属触媒Ｂは、通常は、遷移金属触媒である。好ましくは、前記触媒は、Ｐｄ触媒、例えばＰｄ（ＯＡｃ）2である。該方法の第二のステップの金属触媒は、通常は、塩基および好適な溶剤の存在下で使用される。前記溶剤は、適切な有機溶剤、例えばＤＭＦであってよい。前記塩基は、好適な塩基、例えばＫ2ＣＯ3であってよい。該方法の第二のステップは、通常は、高められた温度で、例えば５０〜２００℃の温度で、好ましくは１００〜１６０℃の温度で行われる。
式（５）の化合物の製造は、Chopin, S.、Chaignon, F. C.、Blart, E.、Odobel, F.によるJ. Mater. Chem. 2007, 17, 4139〜4146に記載されている。
本発明の化合物を半導体材料として含む電子デバイスも本発明の一部である。
電子デバイスは、任意の電子デバイス、例えば有機光起電性（ＯＰＶ）セル、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であってよい。好ましくは、前記電子デバイスは、有機電界効果トランジスタである。
通常は、有機電界効果トランジスタは、誘電性層、半導体層および基板を含む。更に、有機電界効果トランジスタは、通常は、ゲート電極およびソース／ドレイン電極を含む。
有機電界効果トランジスタは、様々なデザイン、例えばボトム−ゲート型デザインまたはトップ−ゲート型デザインを有しうる。
基板は、任意の適切な基板、例えば非ドープの、または高ドープのシリコン、例えばシリコンウェハ（waver）もしくはガラスの形で、またはプラスチック基板、例えばポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）であってよい。
誘電性層は、誘電性材料を含む。誘電性材料は、任意の適切な材料、例えば酸化アルミニウム、酸化アルミニウムとＣ14Ｈ29ＰＯ（ＯＨ）2［ＴＤＰＡ］もしくはＣ7Ｆ15Ｃ11Ｈ22ＰＯ（ＯＨ）2［ＦＯＤＰＡ］などのホスホン酸の自己組織化単分子層（ＳＡＭ）と組み合わせたもの、二酸化ケイ素、または有機ポリマー、例えばポリスチレン（ＰＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（４−ビニルフェノール）（ＰＶＰ）、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）もしくはポリイミド（ＰＩ）、またはこれらの材料の組み合わせであってよい。誘電性層は、５〜２０００ｎｍの、好ましくは５〜５００ｎｍの、より好ましくは５〜１００ｎｍの厚さを有してよい。
半導体層は、１種以上の本発明の化合物を含む。半導体層は、５〜５００ｎｍの、好ましくは１０〜１００ｎｍの、より好ましくは２０〜５０ｎｍの厚さを有してよい。
ソース／ドレイン電極は、任意の適切なソース／ドレイン材料、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）またはタンタル（Ｔａ）から製造されうる。ソース／ドレイン電極は、１〜１００ｎｍの、好ましくは５〜５０ｎｍの厚さを有してよい。
ゲート電極は、任意の適切なゲート材料、例えば高ドープのシリコン、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、酸化インジウムスズ、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）もしくはタンタル（Ｔａ）、またはこれらの材料の組み合わせから製造されうる。ゲート電極は、１〜２００ｎｍの、好ましくは５〜１００ｎｍの厚さを有してよい。
電界効果トランジスタは、当該技術分野で公知の方法によって製造することができる。
例えば、ボトム−ゲート型有機電界効果トランジスタは、以下のように製造することができる。アルミニウムを高ドープのシリコンウェハ上に熱蒸発によって堆積し、引き続きアルミニウムの酸化により酸化アルミニウムとし、そして該酸化アルミニウム表面をホスホン酸で処理することで、該酸化アルミニウム表面上にホスホン酸の自己組織化単分子層（ＳＡＭ層）を形成することができる。半導体材料は、前記ＳＡＭ層上に熱昇華によって堆積させることができる。ソース電極およびドレイン電極は、シャドウマスクを通した金の蒸発によって形成できる。高ドープのシリコンウェハの裏側を、ゲート電極としてはたらくように銀インキで被覆することができる。
例えば、ボトム−ゲート型有機電界効果トランジスタは、以下のように製造することができる。酸化アルミニウムを、原子層堆積により熱的成長された二酸化ケイ素層を有する高ドープのシリコンウェハ上に堆積し、引き続き該酸化アルミニウム表面をホスホン酸で処理することで、該酸化アルミニウム表面上にホスホン酸の自己組織化単分子層（ＳＡＭ層）を形成することができる。半導体材料は、前記ＳＡＭ層上に熱昇華によって堆積させることができる。ソース電極およびドレイン電極は、シャドウマスクを通した金の蒸発によって形成できる。高ドープのシリコンウェハの裏側を、ゲート電極としてはたらくように銀インキで被覆することができる。
本発明の化合物の半導体材料としての使用も本発明の一部である。
本発明の化合物は、周囲条件下で、特に酸化に対する高い安定性を示す。本発明の化合物を半導体材料として含む有機デバイス、特に有機電界効果トランジスタは、高い電荷担体移動度および高いオン／オフ比を示す。
実施例
例１
化合物１ａの製造
Figure 0006033497
化合物４ａの製造
化合物４ａは、ＷＯ２００７／０７４１３７の例９に記載されるように製造される。
化合物３ａの製造
アニリン（１．８ｍＬ）を、化合物４ａ（１４９ｍｇ、０．１４６ミリモル）のクロロホルム（５０ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を、還流下で４０分にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残分をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：１）によって精製する。紫色の固体が得られる（１６２ｍｇ、８２％）。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.84 (s, 2H, NH) 7.53-7.47 (m, 2H), 7.37-7.31 (m, 8H), 7.16 (t, 3J = 7.6 Hz, 2H), 7.07 (d, 3J = 7.6 Hz, 4H), 2.77 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 2.65 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 1.18 (d, 3J = 6.8 Hz, 12H), 1.11 (d, 3J = 6.8 Hz, 12H).
13C NMR (100 MHz, CD2Cl2): 165.3, 161.7, 151.6, 146.3, 146.1, 141.9, 131.3, 131.0, 130.2, 129.5, 128.5, 125.1, 124.64, 124.56, 122.1, 119.8, 119.0, 108.3, 29.8, 29.6, 24.1, 24.0.
MS (MALDI, ネガティブモード): 実測値: 926.2 [M-]。
化合物１ａの製造
乾燥ＤＭＦ（５ｍＬ）を、化合物３ａ（７６．２ｍｇ、０．０８２２ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（２２．８ｍｇ、０．１６５ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（５．４ｍｇ、２６マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で６０分にわたり撹拌する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体（２０．８ｍｇ、３３％）が得られる。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ = 11.4 (s, 2H), 9.57 (dd, 3J = 8.16 Hz, 4J = 0.76 Hz, 2H), 7.73 - 7.66 (m, 4H), 7.66 - 7.57 (m, 2H), 7.49 (d, 3J = 7.6 Hz, 2H), 7.46 (d, 3J = 7.6 Hz, 2H), 7.41 - 7.37 (m, 2H), 2.98 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 2.87 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 1.22 (d, 3J = 6.8 Hz, 12H), 1.20 (d, 3J = 6.8 Hz, 12H).
13C NMR (100 MHz, CD2Cl2): δ = 166.0, 164.9, 146.71, 146.66, 144.5, 144.1, 132.0, 131.0, 130.9, 130.20, 130.15, 130.0, 128.8, 125.8, 124.8, 124.6, 122.5, 122.1, 121.6, 118.8, 111.8, 103.3, 29.8, 29.7, 24.2, 24.1.
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C50H45N4O4についての計算値765.3435、実測値765.3437。
例２
化合物２ａの製造：
Figure 0006033497
ＤＭＦ（１５ｍＬ）を、Chopin, S.、Chaignon, F. C.、Blart, E.、Odobel, F.によるJ. Mater. Chem. 2007, 17, 4139〜4146に記載されるように製造された化合物５ａ（２００ｍｇ、０．２６８ミリモル）、２−ブロモフェノール（０．０８ｍＬ、０．７５ミリモル）、Ｐｄ（ＯＡｃ）2（１８．０ｍｇ、８０．６マイクロモル）およびＫ2ＣＯ3（７４．０ｍｇ、０．５３７ミリモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を、アルゴン下で３時間にわたり加熱還流させる。溶剤を減圧下で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン ２／１）によって精製する。得られた第一のフラクションをクロロホルム中に懸濁し、加熱還流させ、そして室温に冷やした後に濾過する。こうして得られた残留物は淡黄色の固体である（７３．０ｍｇ、３５％）。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): δ = 9.53 (ddd, 3J = 8.3 Hz, 4J = 1.4 Hz, 5J = 0.6 Hz, 2H), 7.81 (ddd, 3J = 8.5 Hz, 4J = 1.2 Hz, 5J = 0.6 Hz, 2H), 7.84 - 7.79 (m, 2H), 7.61 (t, 3J = 7.7 Hz, 2H), 7.56 - 7.50 (m, 2H), 7.46 (d, 3J = 7.7 Hz, 4H), 2.89 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 4H), 1.22 (d, 3J = 6.84 Hz, 12H), 1.19 (d, 3J = 6.84 Hz, 12H).
MS (MALDI, ポジティブモード): 766.3 [M+]。
例３
化合物１ｂの製造
Figure 0006033497
例１に記載されるように製造された化合物１ａ（５３．５ｍｇ、６９．９マイクロモル）、Ｎ−クロロスクシンイミド（４０．０ｍｇ、０．３００ミリモル）、クロロホルム（８ｍＬ）およびアセトニトリル（１０ｍＬ）の混合物を加熱還流させる。３日後に、追加のＮ−クロロスクシンイミド（１２０ｍｇ、０．９０ミリモル）を反応混合物に添加する。更に８時間後に、溶剤を減圧下で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィーおよびＨＰＬＣ（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体として化合物１ｂが得られる（２５ｍｇ、４０％）。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2) δ = 11.55 (s, 2H), 9.55 (dd, 4J = 1.8 Hz, 5J = 0.5 Hz, 2H), 7.75 (4J = 1.8 Hz, 2H), 7.65 (t, 3J = 7.5 Hz, 1H), 7.61 (t, 3J = 7.5 Hz, 1H), 7.55 - 7.42 (m, 4H), 2.91 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 2.84 (七重線, 3J = 6.8 Hz, 2H), 1.22 (t, 3J = 6.8 Hz, 2H), 1.21 (t, 3J = 6.8 Hz, 2H).
HRMS (ESI, ポジティブ, アセトニトリル/CHCl3 1:1): C50H41Cl4N4O4についての計算値901.1877、実測値901.1881。
例４
化合物１ｃの製造
Figure 0006033497
化合物４ｂの製造
化合物４ｂは、X. Gao他によるOrg. Lett. 2007, 9, 3917〜3920に記載されるように製造される。
化合物３ｂの製造
アニリン（１．８ｍＬ）を、化合物４ｂ（１７０ｍｇ、０．２１１ミリモル）のクロロホルム（５０ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を、還流下で２時間にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残留物をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：１）によって精製する。紫色の固体が得られる（１５３ｍｇ、８７％）。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.88 (s, 2H, NH) 7.40 - 7.30 (m, 4H), 7.20 - 7.12 (m, 2H), 7.08 - 7.00 (m, 4H), 4.19 (t, 3J = 7.7 Hz, 2H), 4.12 (t, 3J = 7.7 Hz, 2H), 1.79 - 1.64 (m, 4H), 1.47 - 1.20 (m, 20H), 0.93 - 0.80 (m, 6H)。
化合物１ｃの製造
乾燥ＤＭＦ（１０ｍＬ）を、化合物３ｂ（１５３ｍｇ、０．１８４ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（１０２ｍｇ、０．７３８ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（１４ｍｇ、６２マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で８０分にわたり撹拌する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体（３５ｍｇ、２８％）が得られる。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.11 (s, 2H, NH), 9.52 (d, 3J = 8.6 Hz, 2H), 7.60 - 7.52 (m, 2H), 7.41 (d, 3J = 7.8 Hz, 2H), 7.39 - 7.33 (m, 2H), 4.39 - 4.19 (m, 4H), 1.92 - 1.77 (m, 4H), 1.48 - 1.22 (m, 16H), 0.93 - 0.84 (m, 6H).
MS (MALDI, ポジティブモード): 668.3 [M+]。
例５
化合物１ｄの製造
Figure 0006033497
化合物３ｃの製造
３−ｔ−ブチルアニリン（０．２ｍＬ、１．２６ミリモル）を、化合物４ｂ（１４４ｍｇ、０．１７９ミリモル）のクロロホルム（１０ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を、還流下で４５分にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残留物をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：１）によって精製する。紫色の固体が得られる（１２９ｍｇ、７６％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 12.09 (s, 2H, NH), 7.25 (dd, 3J = 7.8 Hz), 7.18 (ddd, 3J = 7.8 Hz, 4J = 1.6 Hz, 4J = 1.0 Hz), 7.07 (dd, 4J = 1.8 Hz ), 6.82 (ddd, 3J = 7.8 Hz, 4J = 2.2 Hz, 4J = 1.0 Hz), 4.20 (t, 3J = 7.7 Hz, 2H), 4.15 (t, 3J = 7.7 Hz, 2H), 1.79 - 1.67 (m, 4H), 1.47 - 1.17 (m, 38H), 0.90 - 0.82 (m, 6H)。
化合物１ｄの製造
乾燥ＤＭＦ（７ｍＬ）を、化合物３ｃ（９９ｍｇ、０．１０５ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（２９ｍｇ、０．２１０ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（７．０ｍｇ、３１マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で６０分にわたり撹拌する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体が得られる。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.12 (s, 2H, NH), 9.45 (d, 3J = 8.7 Hz, 2H), 7.58 (d, 4J = 1.4 Hz, 2H), 7.49 (dd, 3J = 8.7 Hz, 4J = 1.4 Hz, 2H), 4.13 - 4.02 (m, 4H), 1.82 - 1.68 (m, 4H), 1.52 (s, 9H), 1.50 - 1.24 (m, 18H), 0.93 - 0.84 (m, 6H)。
例６
化合物１ｅの製造
Figure 0006033497
化合物４ｃの製造
化合物４ｃは、例４に記載される化合物４ｂと類似に製造される。
化合物３ｄの製造
３−ｔ−ブチルアニリン（０．１４ｍＬ、０．８８ミリモル）を、化合物４ｂ（８１．１ｍｇ、０．１２２ミリモル）のクロロホルム（１０ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を、還流下で２時間にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残留物をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン ４：１）によって精製する。紫色の固体が得られる（８８ｍｇ、８７％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 12.1 (s, 2H), 7.25 (t, 3J = 7.8 Hz, 2H), 7.18 (d, 3J = 7.8 Hz, 2H), 7.07 (t, 4J = 2.0 Hz, 2H), 6.83 (d, 3J = 8.0 Hz, 2H), 4.24 - 4.16 (m,2H), 4.16 - 4.08 (m, 2H) (m, 4H), 1.85 - 1.70 (m, 4H), 1.31 (s, 9H), 1.02 (t, 3J = 7.4 Hz, 3H), 1.01 (t, 3J = 7.4 Hz, 3H).
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C40H43Br2N4O4についての計算値801.1646、実測値806.1650。
化合物１ｅの製造
乾燥ＤＭＦ（７ｍＬ）を、化合物３ｄ（７６．０ｍｇ、０．０９５ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（２６．５ｍｇ、０．１９２ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（６．０ｍｇ、２７マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で９０分にわたり撹拌する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体（３３．０ｍｇ、５４％）が得られる。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.11 (s, 2H), 9.44 (d, 3J = 8.7 Hz, 2H), 7.59 (d, 4J = 1.8 Hz, 2H), 7.50 (dd, 3J = 8.7 Hz, 4J = 1.8 Hz, 2H), 4.05 - 3.98 (m, 4H), 1.82 - 1.69 (m, 4H), 1.52 (s, 18H), 1.08 - 0.98 (m, 6H)。
例７
化合物１ｆの製造
Figure 0006033497
化合物３ｅの製造
４−ｔ−ブチルアニリン（０．１ｍＬ、０．６３ミリモル）を、化合物４ｂ（１９９ｍｇ、０．２４７ミリモル）のクロロホルム（３０ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を、還流下で３時間１５分にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残留物をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：１）によって精製する。紫色の固体が得られる（１７７ｍｇ、７６％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) 12.0 (bs, 2H), 7.37 - 7.30 (m, 4H), 6.99 - 6.93 (m, 4H), 4.24 - 4.08 (m, 4H), 1.82 - 1.62 (m, 4H), 1.33 (s, 9H), 1.45 - 1.17 (m), 0.92 - 0.82 (m, 6H).
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C50H63Br2N4O4についての計算値941.3211、実測値941.3209。
化合物１ｆの製造
乾燥ＤＭＦ（８ｍＬ）を、化合物３ｅ（１６０ｍｇ、０．１７０ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（４８ｍｇ、０．３４７ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（１１．１ｍｇ、４９．４マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で６０分にわたり撹拌する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １／１）によって精製することで、暗赤色の固体（４２．８ｍｇ、３２％）が得られる。
1H NMR (400 MHz, CD2Cl2): 11.25 (s, 2H), 9.78 (d, 4J = 2.0 Hz, 2H), 7.74 (dd, 3J = 8.4 Hz, 4J = 2.0 Hz, 2H), dd (3J = 8.4 Hz, 5J = 0.5 Hz, 2H), 4.43 (t, 3J = 7.5 Hz, 2H), 4.30 (t, 3J = 7.5 Hz, 2H), 2.00 - 1.88 (m, 2H), 1.88 - 1.76 (m, 2H), 1.55 (s, 9H), 1.52 - 1.22 (m, 20H), 0.92 - 0.85 (m, 6H).
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C50H63Br2N4O4についての計算値941.3211、実測値941.3209。
例８
化合物１ｇの製造
Figure 0006033497
化合物３ｆの製造
３−ビス（トリフルオロメチル）アニリン（０．２０ｍＬ、１．２ミリモル）を、化合物４ｂ（７２．３ｍｇ、０．０８９８ミリモル）のトルエン（５ｍＬ）中の溶液に添加する。該溶液を７０℃で４日間にわたり加熱した後に、０．１ｍＬ（０．６ミリモル）の３−ビス（トリフルオロメチル）アニリンを添加する。該溶液を７０℃で更に２日間にわたり加熱する。溶剤を減圧下で除去し、そして残留物をカラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：４）によって精製する。赤色の固体が得られる（８０．６ｍｇ、８１％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 12.00 (s, 2H), 7.63 (s, 2H), 7.38 (s, 4H), 4.26 - 4.17 (m, 4H), 1.82- 1.68 (m, 4H), 1.47 - 1.19 (m, 20H), 0.92 - 0.81 (m, 6H).
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C46H43Br2F12N4O4についての計算値1101.1454、実測値1101.1457。
化合物１ｇの製造
乾燥ＤＭＦ（５ｍＬ）を、化合物３ｆ（８３．８ｍｇ、０．０７６ミリモル）、Ｋ2ＣＯ3（２１．５ｍｇ、０．１５６ミリモル）およびＰｄ（ＯＡｃ）2（５．２ｍｇ、２３マイクロモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を１００℃で４５分にわたり撹拌し、次いで１時間にわたり還流する。反応混合物を室温に冷却した後に、溶剤を真空中で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン／ペンタン １：１）によって精製することで、暗赤色の固体（２２．８ｍｇ、３２％）が得られる。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 11.3 (s, 2H), 8.03 (s, 2H), 7.92 (s, 2H), 4.36 - 4.25 (m, 2H), 4.21 (t, 3J = 7.4 Hz, 2H), 2.01(tt, 3J = 6.8 Hz, 2H ), 1.77 (tt, 3J = 6.8 Hz, 2H), 1.62 - 1.18 (m, 20H), 0.93 -0.83(m, 6H).
HRMS (ESI, アセトニトリル/CHCl3 1:1, ポジティブモード): C46H41F12N4O4についての計算値941.2931、実測値941.2929。
例９
化合物２ｂの製造
Figure 0006033497
化合物５ｂの製造
化合物５ｂは、化合物５ａと類似に製造される。
化合物２ｂの製造
ＤＭＦ（７ｍＬ）を、化合物５ｂ（１８０ｍｇ、０．２７８ミリモル）、２−ブロモフェノール（０．０８ｍＬ、０．７５ミリモル）、Ｐｄ（ＯＡｃ）2（１８．７ｍｇ、８３．３マイクロモル）およびＫ2ＣＯ3（７６．３ｍｇ、０．５３７ミリモル）の混合物にアルゴン下で添加する。該反応混合物を、アルゴン下で３時間にわたり加熱還流させる。溶剤を減圧下で除去する。残留物を、カラムクロマトグラフィー（ジクロロメタン）によって精製する。黄色の蛍光性固体が得られる（３０．１ｍｇ、１６％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): 9.61 (d, 3J = 8.0 Hz, 2H), 7.84 (d, 3J = 7.9 Hz, 2H), 7.76 - 7.72 (m, 2H), 7.56 - 7.50 (m, 2H), 4.35 (t, 3J = 7.8 Hz, 4H), 1.89 - 1.81 (m, 2H), 1.52 - 1.08 (m), 0.82 (t, 3J = 6.8 Hz, 6H)。
例１０
トランジスタ特性の測定方法
高ドープのｐ型シリコン（１００）ウェハ（０．０１〜０．０２Ω・ｃｍ）を基板Ａとして使用した。熱的成長された１００ｎｍ厚のＳｉＯ2層（キャパシタンス３４ｎＦ／ｃｍ2）を有する高ドープのｐ型シリコン（１００）ウェハ（０．００５〜０．０２Ω・ｃｍ）を、基板Ｂとして使用した。
基板Ａ上に、３０ｎｍ厚のアルミニウム層を、Leybold UNIVEX 300型真空蒸発装置におけるタングステンワイヤからの熱蒸発によって、２×１０-6ミリバールの圧力および１ｎｍ／ｓの蒸発速度で堆積させる。該アルミニウム層の表面を、Oxford社の反応性イオンエッチング装置（RIE、酸素流速：３０ｓｃｃｍ、圧力：１０ミリトル、プラズマ出力：２００Ｗ、プラズマ期間３０秒）において軽く酸素プラズマにさらすことによって酸化させ、次いで該基板を、ホスホン酸の２−プロパノール溶液（Ｃ14Ｈ29ＰＯ（ＯＨ）2［ＴＤＰＡ］の１ミリモラーの溶液、またはＣ7Ｆ15Ｃ11Ｈ22ＰＯ（ＯＨ）2［ＦＯＤＰＡ］の１ミリモラーの溶液）中に浸し、そして該溶液中で１時間にわたり放置し、それにより、酸化アルミニウム表面上にホスホン酸分子の自己組織化単分子層（ＳＡＭ）が形成される。基板を溶液から取り出し、そして純粋な２−プロパノールですすぎ、窒素流中で乾燥させ、１００℃の温度で１０分にわたりホットプレート上で放置する。基板Ａ上のＡｌＯx／ＳＡＭゲート誘電体の全キャパシタンスは、Ｃ14Ｈ29ＰＯ（ＯＨ）2の場合に８１０ｎＦ／ｃｍ2であり、かつＣ7Ｆ15Ｃ11Ｈ22ＰＯ（ＯＨ）2の場合に７１０ｎＦ／ｃｍ2である。
基板Ｂ上に、約８ｎｍ厚のＡｌ2Ｏ3層を、原子層堆積によってCambridge NanoTech Savannah（２５０℃の基板温度で８０サイクル）において堆積させる。該酸化アルミニウム層の表面を、Oxford社の反応性イオンエッチング装置（RIE、酸素流速：３０ｓｃｃｍ、圧力：１０ミリトル、プラズマ出力：２００Ｗ、プラズマ期間３０秒）において軽く酸素プラズマにさらすことによって活性化させ、次いで該基板を、ホスホン酸の２−プロパノール溶液（Ｃ14Ｈ29ＰＯ（ＯＨ）2［ＴＤＰＡ］の１ミリモラーの溶液、またはＣ7Ｆ15Ｃ11Ｈ22ＰＯ（ＯＨ）2［ＦＯＤＰＡ］の１ミリモラーの溶液）中に浸し、そして該溶液中で１時間にわたり放置し、それにより、酸化アルミニウム表面上にホスホン酸分子の自己組織化単分子層（ＳＡＭ）が形成される。基板を溶液から取り出し、そして純粋な２−プロパノールですすぎ、窒素流中で乾燥させ、１００℃の温度で１０分にわたりホットプレート上で放置する。基板Ｂ上のＳｉＯ2／ＡｌＯx／ＳＡＭゲート誘電体の全キャパシタンスは、３２ｎＦ／ｃｍ2である（ホスホン酸の選択とは無関係に）。
ＴＤＰＡ処理された基板上でのウェハの接触角は、１０８°であり、ＦＯＤＰＡ処理された基板上では１１８°である。
有機半導体としての本発明の化合物の３０ｎｍの薄膜を、Leybold UNIVEX 300型真空蒸発装置におけるモリブデンボートからの熱的昇華によって、２×１０-6ミリバールの圧力および０．３ｎｍ／ｓの蒸発速度で堆積させる。
ソースおよびドレインの接点のために、３０ｎｍの金をシャドウマスクを通じて、Leybold UNIVEX 300型真空蒸発装置においてタングステンボートから、２×１０-6ミリバールの圧力および０．３ｎｍ／ｓの蒸発速度で蒸発させる。該トランジスタは、１０μｍから１００μｍまでの範囲のチャンネル長さ（Ｌ）および５０μｍから１０００μｍまでの範囲のチャンネル幅（Ｗ）を有する。シリコンウェハの裏側に接触できるようにするために、該ウェハ（前記トランジスタのゲート電極としてもはたらく）の裏側を引っ掻いてから銀インキで被覆する。
前記トランジスタの電気的特性を、Micromanipulator 6200型プローブステーションにおいて、Agilent 4156C型半導体パラメータ解析装置上で測定する。全ての測定は空気中室温で行われる。プローブ針を、前記針を金接点の頂部に慎重に下ろすことによって、前記トランジスタのソース接点およびドレイン接点と接触させる。前記ゲート電極を、測定の間に上にウェハが置かれる金属基板ホルダを通じて接触させる。
伝達曲線を得るために、ドレイン−ソース電圧（ＶDS）を、３Ｖ（基板Ａの場合）または４０Ｖ（基板Ｂの場合）に保持する。ゲート−ソース電圧（ＶGS）を、中程度の速度で０Ｖから３Ｖへと０．０３Ｖのステップ（基板Ａ）でスイープし、または０Ｖから４０Ｖへと０．４Ｖのステップ（基板Ｂ）でスイープし、そして元に戻す。電荷担体移動度は、飽和領域において（ＩD）1/2対ＶGSの傾きから抽出する。出力特性を得るために、前記ドレイン−ソース電圧（ＶDS）を、中程度の速度で０Ｖから３Ｖへと０．０３Ｖのステップ（基板Ａ）でスイープし、そして０Ｖから４０Ｖへと０．４Ｖのステップ（基板Ｂ）でスイープし、その一方で、ゲート−ソース電圧ＶGSを、８つの異なる電圧までに保持する（例えば、基板Ａの場合に０Ｖ、０．５Ｖ、１Ｖ、１．５Ｖ、２Ｖ、２．５Ｖ、３Ｖ、または基板Ｂの場合に０Ｖ、１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖ、４０Ｖ）。
結果を第１表に示す。
Figure 0006033497

Claims (7)

  1. 式
    Figure 0006033497
     ［式中、
    Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
    Ｒ13は、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、
    Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、かつ
    Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11およびＲ12は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリール、５員ないし１４員の複素環式の系Ａ、ハロゲン、ＮＲ14Ｒ15、ＯＨ、ＯＲ16、ＳＨ、ＳＲ17、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）−Ｒ18、ＣＯＯＨ、−Ｃ（Ｏ）−ＮＲ19Ｒ20、−ＳＯ2−ＯＨ、−ＳＯ2−ＮＨ2または−ＳＯ2−Ｒ21であり、その際、
    Ｒ14、Ｒ15、Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18、Ｒ19、Ｒ20およびＲ21は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキル、Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキル、Ｃ6〜Ｃ14−アリールまたは５員ないし１４員の複素環式の系Ａであり、
    または
    Ｒ3およびＲ4、
    Ｒ5およびＲ6、
    Ｒ9およびＲ10、もしくは
    Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系または５員ないし１４員の複素環式の系Ｂを形成し、その際、
    Ｃ1〜Ｃ30−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
    Ｃ3〜Ｃ8−シクロアルキルは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキルおよびフェニルからなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
    Ｃ6〜Ｃ14−アリール、Ｃ5〜Ｃ14員の環系、５員ないし１４員の複素環式の系Ａおよび５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
    Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
    Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
    ｎは、１〜１５である］の化合物。
  2. 式中、
    Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
    Ｒ13は、ＨまたはＣ1〜Ｃ30−アルキルであり、
    Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ1〜Ｃ30−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
    Ｒ3およびＲ4、
    Ｒ5およびＲ6、
    Ｒ9およびＲ10、もしくは
    Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系または５員ないし１４員の複素環式の系Ｂを形成し、その際、
    Ｃ1〜Ｃ30−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
    Ｃ6〜Ｃ14−アリール、Ｃ5〜Ｃ14員の環系および５員ないし１４員の複素環式の系Ｂは、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
    Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
    Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
    ｎは、１〜１５である、請求項１に記載の化合物。
  3. 式中、
    Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
    Ｒ13は、Ｈであり、
    Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
    Ｒ3およびＲ4、
    Ｒ5およびＲ6、
    Ｒ9およびＲ10、もしくは
    Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、Ｃ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
    Ｃ1〜Ｃ20−アルキルは、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、フェニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ハロゲン、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、
    Ｃ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、−［−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ6−アルキレン−］n−Ｏ−Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、ハロゲン、ＣＮ、ＮＯ2、−Ｓ−ＣＮ、−Ｃ（Ｏ）−Ｈ、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ22、−Ｏ−Ｃ（Ｏ）−Ｒ23およびＣ（Ｏ）−Ｒ24からなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよく、その際、
    Ｃ1〜Ｃ10−アルキルは、１つ以上のハロゲンで置換されていてよく、
    Ｒ22、Ｒ23およびＲ24は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ10−アルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、かつ
    ｎは、１〜１５である、請求項１または２に記載の化合物。
  4. 式中、
    Ｘは、ＯまたはＮＲ13であり、その際、
    Ｒ13は、Ｈであり、
    Ｒ1、Ｒ2、Ｒ7およびＲ8は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ20−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリールであり、かつ
    Ｒ3およびＲ4、
    Ｒ5およびＲ6、
    Ｒ9およびＲ10、または
    Ｒ11およびＲ12は、それらが結合される炭素原子と一緒になって、
    Figure 0006033497
     （式中、星印のある炭素原子は、Ｒ3およびＲ4、Ｒ5およびＲ6、Ｒ9およびＲ10、またはＲ11およびＲ12が結合される炭素原子である）からなる群から選択されるＣ5〜Ｃ14員の環系を形成し、その際、
    Figure 0006033497
     からなる群から選択される、Ｃ6〜Ｃ14−アリールおよびＣ5〜Ｃ14員の環系は、１つ以上のハロゲンで置換されていてよいＣ1〜Ｃ10−アルキルおよびハロゲンからなる群から選択される１つ以上の置換基で置換されていてよい、請求項１から３までのいずれか１項に記載の化合物。
  5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の化合物を含む、電子デバイス。
  6. 前記電子デバイスは、有機電界効果トランジスタである、請求項５に記載の電子デバイス。
  7. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の化合物の半導体材料としての使用。
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