JP6297709B2 - Composition for forming organic semiconductor film, and method for producing organic semiconductor film - Google Patents

Composition for forming organic semiconductor film, and method for producing organic semiconductor film Download PDF

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JP6297709B2 JP2016547388A JP2016547388A JP6297709B2 JP 6297709 B2 JP6297709 B2 JP 6297709B2 JP 2016547388 A JP2016547388 A JP 2016547388A JP 2016547388 A JP2016547388 A JP 2016547388A JP 6297709 B2 JP6297709 B2 JP 6297709B2
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    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film

Description

本発明は、有機半導体膜形成用組成物、有機半導体膜及びその製造方法、有機半導体素子、並びに、有機半導体化合物前駆体に関する。  The present invention relates to a composition for forming an organic semiconductor film, an organic semiconductor film and a method for producing the same, an organic semiconductor element, and an organic semiconductor compound precursor.

軽量化、低コスト化、柔軟化が可能であることから、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイに用いられるFET(電界効果トランジスタ)、RFID(Radio Frequency Identifier、RFタグ)等に、有機半導体膜(有機半導体層)を有する有機トランジスタが利用されている。
有機半導体膜を形成するために用いられる有機半導体材料前駆体としては、特許文献1及び2に記載された組成物が知られている。
Because it is possible to reduce weight, cost, and flexibility, organic semiconductor films (organic semiconductors) can be used for field effect transistors (FETs), radio frequency identifiers (RF tags), and the like used in liquid crystal displays and organic EL displays. Organic transistors having a layer) are used.
As the organic semiconductor material precursor used for forming the organic semiconductor film, the compositions described in Patent Documents 1 and 2 are known.

特開2012−20987号公報JP 2012-20987 A 特開2012−23334号公報JP 2012-23334 A

従来、有機半導体膜の形成に用いられる有機半導体化合物は、汎用の溶媒に対する溶解度が低いものが多かった。
特許文献1及び2に記載ように、有機半導体材料前駆体がいくつか提案されているが、得られる有機半導体膜のキャリア移動度が低いものであった。
Conventionally, many organic semiconductor compounds used for forming an organic semiconductor film have low solubility in general-purpose solvents.
As described in Patent Documents 1 and 2, some organic semiconductor material precursors have been proposed, but the resulting organic semiconductor film has low carrier mobility.

本発明が解決しようとする課題は、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性に優れる有機半導体膜形成用組成物、並びに、上記有機半導体膜形成用組成物により形成した有機半導体膜及びその製造方法、並びに、有機半導体素子を提供することである。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、有機半導体化合物前駆体として好適に用いることができる新規な化合物を提供することである。
Problems to be solved by the present invention include an organic semiconductor film forming composition excellent in mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film, an organic semiconductor film formed from the organic semiconductor film forming composition, and the organic semiconductor film A manufacturing method and an organic semiconductor element are provided.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a novel compound that can be suitably used as an organic semiconductor compound precursor.

本発明の上記課題は、以下の<1>、<13>、<16>、<17>又は<19>に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である<2>〜<12>、<14>、<15>、<18>及び<20>〜<28>とともに以下に記載する。
<1>下記式1で表される有機半導体化合物前駆体を含有することを特徴とする有機半導体膜形成用組成物、
The above-mentioned problems of the present invention have been solved by means described in the following <1>, <13>, <16>, <17> or <19>. It is described below together with <2> to <12>, <14>, <15>, <18> and <20> to <28> which are preferred embodiments.
<1> An organic semiconductor film-forming composition comprising an organic semiconductor compound precursor represented by the following formula 1,

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. Groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.

<2>前記脱離性基が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は珪素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基である、<1>に記載の有機半導体膜形成用組成物、
<3>前記X及びYのうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子である、<1>又は<2>に記載の有機半導体膜形成用組成物、
<4>前記脱離性基が、式X−1〜式X−10のいずれかで表される基である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
<2> The organic semiconductor film formation according to <1>, wherein the leaving group is a leaving group directly bonded to a ring structure through a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom. Composition,
<3> The composition for forming an organic semiconductor film according to <1> or <2>, wherein one of the X and Y is a leaving group and the other is a hydrogen atom.
<4> For forming an organic semiconductor film according to any one of <1> to <3>, wherein the leaving group is a group represented by any one of formulas X-1 to X-10. Composition,

式X−1〜式X−10中、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。  In formulas X-1 to X-10, R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a trialkylsilyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.

<5>前記Zが、硫黄原子である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
<6>前記Q及びQ、Q及びQ、又は、Q及びQの組み合わせのうち、1つ以上が結合して環を形成している、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
<7>前記式1で表される有機半導体化合物前駆体が、下記式1−1〜式1−6のいずれかで表される有機半導体化合物前駆体である、<4>に記載の有機半導体膜形成用組成物、
<5> The composition for forming an organic semiconductor film according to any one of <1> to <4>, wherein Z is a sulfur atom.
<6> One or more of Q 1 and Q 2 , Q 2 and Q 3 , or a combination of Q 3 and Q 4 are combined to form a ring, <1> to <5> The composition for forming an organic semiconductor film according to any one of the above,
<7> The organic semiconductor compound according to <4>, wherein the organic semiconductor compound precursor represented by the formula 1 is an organic semiconductor compound precursor represented by any one of the following formulas 1-1 to 1-6. A film-forming composition,

式1−1〜式1−4中、X’及びY’はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q’〜Q’はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1はそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、k1が2〜4の整数である場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-1 to Formula 1-4, X ′ and Y ′ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ′ 1 to Q ′ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring A, ring B and ring C each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k1 each independently , Represents an integer of 0 to 4, and when k1 is an integer of 2 to 4, a plurality of rings B may be the same or different.

式1−5及び式1−6中、X”及びY”はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2はそれぞれ独立に、1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-5 and Formula 1-6, X ″ and Y ″ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ″ 1 to Q ″ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring D, ring E and ring F each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k2 each independently , 1 to 6 and k2 is an integer of 2 to 6, the plurality of rings E may be the same or different.

<8>前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であるか、又は、前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基である、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
−L−R (Q−1)
式Q−1中、Lは、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基、又は、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基又はトリアルキルシリル基を表す。
<8> The Q 1 and Q 3 are groups represented by the following formula Q-1, or the Q 2 and Q 4 are groups represented by the following formula Q-1. <1 >-<6> The composition for organic-semiconductor film formation as described in any one of
-LR (Q-1)
In formula Q-1, L is represented by any of the divalent linking groups represented by any of the following formulas L-1 to L-25 or any of the following formulas L-1 to L-25. R represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 2 or more, and a silicon atom number of 2 It represents the above oligosiloxane group or trialkylsilyl group.

式L−1〜式L−25中、*はR側の結合位置を表し、波線部分はもう一方の結合位置を表し、式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、式L−20及び式L−24におけるRNは水素原子又は置換基を表し、式L−25におけるRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。In Formula L-1 to Formula L-25, * represents the R-side bond position, the wavy line represents the other bond position, and Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L- each R 'independently in 13 formula L-24, represent a hydrogen atom or a substituent, R N represents a hydrogen atom or a substituent in the formula L-20 and formula L-24, R si in formula L-25 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.

<9>前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基である、<8>に記載の有機半導体膜形成用組成物、
<10>有機溶媒を更に含有する、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
<11>前記有機溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒及び/又はエーテル系溶媒である、<10>に記載の有機半導体膜形成用組成物、
<12>バインダーポリマーを更に含有する、<1>〜<11>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物、
<13><1>〜<12>のいずれか1つに記載の有機半導体膜形成用組成物により成膜する成膜工程と、前記有機半導体膜形成用組成物に対して外部刺激を与えて、前記式1で表される有機半導体化合物前駆体の少なくとも一部が、脱離性基の脱離を伴い芳香族化し有機半導体層を形成する脱離工程と、を含む、有機半導体膜の製造方法、
<14>前記外部刺激が、100℃以上の加熱である、<13>に記載の有機半導体膜の製造方法、
<15>前記成膜工程が、溶液塗布法により成膜する工程である、<13>又は<14>に記載の有機半導体膜の製造方法、
<16><13>〜<15>のいずれか1つに記載の有機半導体膜の製造方法で製造された有機半導体膜、
<17><13>〜<15>のいずれか1つに記載の有機半導体膜の製造方法で製造された有機半導体膜を有する有機半導体素子、
<18>有機薄膜トランジスタである、<17>に記載の有機半導体素子、
<19>下記式1で表されることを特徴とする化合物、
<9> said Q 1 and Q 3, alkyl group, aryl group or thioaryl group, or, wherein Q 2 and Q 4 is an alkyl group, an aryl group or a thioaryl group, according to <8> Composition for forming an organic semiconductor film,
<10> The composition for forming an organic semiconductor film according to any one of <1> to <9>, further containing an organic solvent,
<11> The composition for forming an organic semiconductor film according to <10>, wherein the organic solvent is an aromatic hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, a ketone solvent and / or an ether solvent.
<12> The composition for forming an organic semiconductor film according to any one of <1> to <11>, further containing a binder polymer,
<13> A film forming step of forming the organic semiconductor film forming composition according to any one of <1> to <12>, and applying an external stimulus to the organic semiconductor film forming composition And a desorption step in which at least a part of the organic semiconductor compound precursor represented by the formula 1 is aromatized with desorption of a leaving group to form an organic semiconductor layer. Method,
<14> The method for producing an organic semiconductor film according to <13>, wherein the external stimulus is heating at 100 ° C. or higher,
<15> The method for producing an organic semiconductor film according to <13> or <14>, wherein the film formation step is a step of forming a film by a solution coating method.
<16> An organic semiconductor film produced by the method for producing an organic semiconductor film according to any one of <13> to <15>,
<17> An organic semiconductor element having an organic semiconductor film manufactured by the method for manufacturing an organic semiconductor film according to any one of <13> to <15>,
<18> The organic semiconductor element according to <17>, which is an organic thin film transistor,
<19> A compound represented by the following formula 1,

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士でそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. The groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.

<20>前記脱離性基が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は珪素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基である、<19>に記載の化合物、
<21>前記X及びYのうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子である、<19>又は<20>に記載の化合物、
<22>上記脱離性基が、式X−1〜式X−10のいずれかで表される基である、<19>〜<21>のいずれか1つに記載の化合物、
<20> The compound according to <19>, wherein the leaving group is a leaving group that is directly bonded to the ring structure via a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom,
<21> The compound according to <19> or <20>, wherein one of the X and Y is a leaving group and the other is a hydrogen atom.
<22> The compound according to any one of <19> to <21>, wherein the leaving group is a group represented by any one of formulas X-1 to X-10,

式X−1〜式X−10中、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。  In formulas X-1 to X-10, R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a trialkylsilyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.

<23>前記Zが、硫黄原子である、<19>〜<22>のいずれか1つに記載の化合物、
<24>前記Q及びQ、Q及びQ、又は、Q及びQの組み合わせのうち、1つ以上が結合して環を形成している、<19>〜<23>のいずれか1つに記載の化合物、
<25>下記式1−1〜式1−6のいずれかで表される、<22>に記載の化合物、
<23> The compound according to any one of <19> to <22>, wherein Z is a sulfur atom.
<24> One or more of Q 1 and Q 2 , Q 2 and Q 3 , or a combination of Q 3 and Q 4 are combined to form a ring, <19> to <23> A compound according to any one of the following:
<25> The compound according to <22>, represented by any one of the following formulas 1-1 to 1-6,

式1−1〜式1−4中、X’及びY’はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q’〜Q’はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1はそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、k1が2〜4の整数である場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-1 to Formula 1-4, X ′ and Y ′ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ′ 1 to Q ′ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring A, ring B and ring C each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k1 each independently , Represents an integer of 0 to 4, and when k1 is an integer of 2 to 4, a plurality of rings B may be the same or different.

式1−5及び式1−6中、X”及びY”はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2はそれぞれ独立に、1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-5 and Formula 1-6, X ″ and Y ″ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ″ 1 to Q ″ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring D, ring E and ring F each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k2 each independently , 1 to 6 and k2 is an integer of 2 to 6, the plurality of rings E may be the same or different.

<26>前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であるか、又は、前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基である、<19>〜<24>のいずれか1つに記載の化合物、
−L−R (Q−1)
式Q−1中、Lは、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基、又は、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基又はトリアルキルシリル基を表す。
<26> The Q 1 and Q 3 are groups represented by the following formula Q-1, or the Q 2 and Q 4 are groups represented by the following formula Q-1. <19 >-<24> The compound according to any one of
-LR (Q-1)
In formula Q-1, L is represented by any of the divalent linking groups represented by any of the following formulas L-1 to L-25 or any of the following formulas L-1 to L-25. R represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 2 or more, and a silicon atom number of 2 It represents the above oligosiloxane group or trialkylsilyl group.

式L−1〜式L−25中、*はR側の結合位置を表し、波線部分はもう一方の結合位置を表し、式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、式L−20及び式L−24におけるRNは水素原子又は置換基を表し、式L−25におけるRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。In Formula L-1 to Formula L-25, * represents the R-side bond position, the wavy line represents the other bond position, and Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L- each R 'independently in 13 formula L-24, represent a hydrogen atom or a substituent, R N represents a hydrogen atom or a substituent in the formula L-20 and formula L-24, R si in formula L-25 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.

<27>前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基である、<26>に記載の化合物、
<28>有機半導体化合物前駆体である、<19>〜<27>のいずれか1つに記載の化合物。
<27> The Q 1 and Q 3 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, or the Q 2 and Q 4 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, Compound,
<28> The compound according to any one of <19> to <27>, which is an organic semiconductor compound precursor.

本発明によれば、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性に優れる有機半導体膜形成用組成物、並びに、上記有機半導体膜形成用組成物により形成した有機半導体膜及びその製造方法、並びに、有機半導体素子を提供することができた。
また、本発明によれば、有機半導体化合物前駆体として好適に用いることができる新規な化合物を提供することができた。
According to the present invention, an organic semiconductor film forming composition excellent in mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film, an organic semiconductor film formed from the organic semiconductor film forming composition, a manufacturing method thereof, and An organic semiconductor device could be provided.
Moreover, according to this invention, the novel compound which can be used suitably as an organic-semiconductor compound precursor was able to be provided.

本発明の有機半導体素子の一態様の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of one aspect | mode of the organic-semiconductor element of this invention. 本発明の有機半導体素子の別の一態様の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of another one aspect | mode of the organic-semiconductor element of this invention.

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本発明における有機EL素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものとともに置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
また、本明細書における化学構造式は、水素原子を省略した簡略構造式で記載する場合もある。
本発明において、「移動度」との記載は、キャリア移動度を意味し、電子移動度及びホール移動度のいずれか、又は、双方を意味する。
また、本発明において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
また、本発明において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments. In the specification of the present application, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value. The organic EL element in the present invention refers to an organic electroluminescence element.
In the notation of a group (atomic group) in this specification, the notation which does not describe substitution and unsubstituted includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
In addition, the chemical structural formula in this specification may be expressed as a simplified structural formula in which a hydrogen atom is omitted.
In the present invention, the term “mobility” means carrier mobility, and means either or both of electron mobility and hole mobility.
In the present invention, “mass%” and “wt%” are synonymous, and “part by mass” and “part by weight” are synonymous.
In the present invention, a combination of preferred embodiments is more preferred.

(新規化合物)
本発明の化合物は、下記式1で表されることを特徴とする。
(New compound)
The compound of the present invention is represented by the following formula 1.

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. Groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.

本発明の化合物は、新規な化合物であり、また、有機半導体化合物前駆体として好適に用いることができる。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、上記式1で表される、脱離基を有する5員環のジヒドロ複素芳香環構造を有することにより、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性に優れることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
詳細な効果の発現機構については不明であるが、本発明の化合物は式1で表される末端へテロ環の相互作用により、最高被占軌道(HOMO)軌道の重なりが得られ、結晶性が上がることで、高移動度となると推定される。また、低温(100℃〜200℃)で有機半導体化合物へ変換でき、不純物がほとんど生成しないため、不純物によるキャリアトラップや結晶性及び配向性の低下などの影響が少なく、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さくなる(駆動安定性に優れる)と推定される。
The compound of the present invention is a novel compound and can be suitably used as an organic semiconductor compound precursor.
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have a mobility and driving stability of an organic semiconductor film obtained by having a 5-membered dihydroheteroaromatic ring structure having a leaving group represented by the above formula 1. The present invention has been found to be excellent in properties, and the present invention has been completed.
Although the detailed mechanism of the effect is unclear, the compound of the present invention has the highest occupied orbital (HOMO) orbital overlap due to the interaction of the terminal heterocycle represented by Formula 1, and the crystallinity is improved. It is estimated that the mobility becomes high by going up. In addition, since it can be converted into an organic semiconductor compound at low temperatures (100 ° C. to 200 ° C.) and almost no impurities are generated, there is little influence of carrier traps, crystallinity and orientation deterioration due to impurities, and threshold voltage changes after repeated driving Is estimated to be small (excellent driving stability).

式1におけるZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子であることが好ましく、硫黄原子又はセレン原子であることがより好ましく、硫黄原子であることが更に好ましい。上記態様であると、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
式1におけるRは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基であることがより好ましく、炭素数1〜8のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
Z in Formula 1 represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, preferably an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, more preferably a sulfur atom or a selenium atom, and a sulfur atom. Is more preferable. It is more excellent in the mobility of the organic-semiconductor film obtained as it is the said aspect.
R 1 in Formula 1 is hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group or an aryl group, more preferably an alkyl group or a phenyl group having 1 to 8 carbon atoms, 1 to carbon atoms 8 is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.

式1におけるX及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基である。
式1においては、X及びYのうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子であることが好ましい。上記態様であると、化合物の安定性及び脱離性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
上記脱離性基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は珪素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基であることが好ましく、酸素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基であることがより好ましい。上記態様であると、化合物の安定性及び脱離性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
上記脱離性基は、式X−1〜式X−10のいずれかで表される基であることが好ましく、式X−1〜式X−4のいずれかで表される基であることがより好ましく、式X−1又は式X−4で表される基であることが更に好ましい。上記態様であると、化合物の安定性及び脱離性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
X and Y in Formula 1 each independently represent a hydrogen atom or a leaving group, and at least one of X and Y is a leaving group.
In Formula 1, it is preferable that one of X and Y is a leaving group and the other is a hydrogen atom. In the above embodiment, the stability and detachability of the compound are excellent, and the mobility of the obtained organic semiconductor film is excellent.
The leaving group is preferably a leaving group which is directly bonded to the ring structure via a nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom or silicon atom, and is directly bonded to the ring structure via an oxygen atom. It is more preferable that the leaving group is. In the above embodiment, the stability and detachability of the compound are excellent, and the mobility of the obtained organic semiconductor film is excellent.
The leaving group is preferably a group represented by any one of formulas X-1 to X-10, and is a group represented by any one of formulas X-1 to X-4. Are more preferable, and a group represented by Formula X-1 or Formula X-4 is even more preferable. In the above embodiment, the stability and detachability of the compound are excellent, and the mobility of the obtained organic semiconductor film is excellent.

式X−1〜式X−10中、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。  In formulas X-1 to X-10, R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a trialkylsilyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.

式X−1〜式X−7におけるR”は、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
式X−8におけるR”は、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、メチル基、フェニル基又はトルイル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
式X−9におけるR”はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
式X−10におけるR”はそれぞれ独立に、アルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。
R ″ in Formula X-1 to Formula X-7 is preferably an alkyl group or an aryl group, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, and further preferably a methyl group. preferable.
R ″ in Formula X-8 is preferably an alkyl group or an aryl group, more preferably a methyl group, a phenyl group, or a toluyl group, and even more preferably a methyl group.
R ″ in Formula X-9 is preferably each independently an alkyl group or an aryl group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, and even more preferably a methyl group.
R ″ in formula X-10 is preferably independently an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.

R”におけるアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基及びアルキニル基は、置換基を有していてもよい。
置換基の種類は特に制限されないが、以下に説明する置換基Xが挙げられる。
置換基Xとしては、ハロゲン原子、アルキル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、又は、アリール基が好ましく、フッ素原子、炭素数1〜3の置換若しくは無置換のアルキル基、炭素数2〜3の置換若しくは無置換のアルキニル基、炭素数2〜3の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素数1〜2の置換若しくは無置換のアルコキシ基、置換若しくは無置換のメチルチオ基、又は、フェニル基がより好ましく、フッ素原子、炭素数1〜3の置換若しくは無置換のアルキル基、炭素数2〜3の置換若しくは無置換のアルキニル基、炭素数2〜3の置換若しくは無置換のアルケニル基、炭素数1〜2の置換若しくは無置換のアルコキシ基、又は、置換若しくは無置換のメチルチオ基が特に好ましい。
The alkyl group, aryl group, heteroaryl group, trialkylsilyl group, alkenyl group and alkynyl group in R ″ may have a substituent.
The type of the substituent is not particularly limited, and examples thereof include the substituent X described below.
As the substituent X, a halogen atom, an alkyl group, an alkynyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, or an aryl group is preferable, and a fluorine atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a carbon number A substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 3 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, a substituted or unsubstituted methylthio group, or More preferred is a phenyl group, a fluorine atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkynyl group having 2 to 3 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms. A substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms or a substituted or unsubstituted methylthio group is particularly preferable.

式1におけるQ〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。
〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成している場合の環数は有機半導体としての移動度の観点から、2〜9が好ましく、3〜7がより好ましく、4〜6が更に好ましい。
上記縮合多環芳香族基とは、芳香族環が複数縮合して得られる基である。
芳香族環としては、芳香族炭化水素環(例えば、ベンゼン環)、及び、芳香族複素環(例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、セレノフェン環、イミダゾール環)が挙げられる。
上記縮合多環芳香族基中の環数は、有機半導体としての移動度の観点から、2〜9が好ましく、3〜7がより好ましく、4〜6が更に好ましい。
また、有機半導体としての移動度の観点から、上記縮合多環芳香族基中、少なくとも2つの環が、硫黄原子、窒素原子、セレン原子及び酸素原子よりなる群から選択された少なくとも1種の原子を含むことが好ましく、2〜6つの環が上記原子を含むことが好ましく、2〜4つの環が上記原子を含むことがより好ましい。
また、有機半導体としての移動度の観点から、上記縮合多環芳香族基中に少なくとも2つの複素環が含まれ、上記複素環中にそれぞれ1個のヘテロ原子を有することが好ましい。ヘテロ原子の種類は特に制限されず、O原子(酸素原子)、S原子(硫黄原子)、N原子(窒素原子)、Se原子(セレン原子)などが挙げられる。
また、上記縮合多環芳香族基中の有機半導体としての移動度の観点から、チオフェン環構造及び/又はセレノフェン環構造を少なくとも有することが好ましく、チオフェン環構造を少なくとも有することがより好ましく、成分Aが有する複素環構造が全てチオフェン環構造であることが更に好ましい。
Q 1 to Q 4 in Formula 1 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 may form a ring by bonding adjacent groups to each other. If you do not form at least one set of neighboring was Q 1 to Q 4 are bonded to the ring, at least one of Q 1 to Q 4 is a group having a condensed polycyclic aromatic group.
Q 1 to Q 4 are preferably 2 to 9, more preferably 3 to 7, in terms of mobility as an organic semiconductor when adjacent groups are bonded to each other to form a ring. 4-6 are more preferable.
The condensed polycyclic aromatic group is a group obtained by condensing a plurality of aromatic rings.
Examples of the aromatic ring include an aromatic hydrocarbon ring (for example, a benzene ring) and an aromatic heterocyclic ring (for example, a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a selenophene ring, and an imidazole ring).
From the viewpoint of mobility as an organic semiconductor, the number of rings in the condensed polycyclic aromatic group is preferably 2 to 9, more preferably 3 to 7, and still more preferably 4 to 6.
From the viewpoint of mobility as an organic semiconductor, at least two rings in the condensed polycyclic aromatic group are selected from the group consisting of a sulfur atom, a nitrogen atom, a selenium atom, and an oxygen atom. It is preferable that 2-6 rings contain the said atom, and it is more preferable that 2-4 rings contain the said atom.
Further, from the viewpoint of mobility as an organic semiconductor, it is preferable that at least two heterocycles are contained in the condensed polycyclic aromatic group, and each heterocycle has one heteroatom. The kind of the hetero atom is not particularly limited, and examples thereof include an O atom (oxygen atom), an S atom (sulfur atom), an N atom (nitrogen atom), and an Se atom (selenium atom).
Further, from the viewpoint of mobility as an organic semiconductor in the condensed polycyclic aromatic group, it preferably has at least a thiophene ring structure and / or a selenophene ring structure, more preferably has at least a thiophene ring structure, Component A It is more preferable that all the heterocyclic structures possessed by are thiophene ring structures.

また、Q及びQ、Q及びQ、又は、Q及びQの組み合わせのうち、1つ以上が結合して環を形成していることが好ましい。
更に、Q〜Qのうち、少なくとも1つは、一価の有機基又は1つ以上が結合して環を形成した基として、式1で表される構造と同様な構造を1以上有していることが好ましく、1つ有していることがより好ましい。
また、Q〜Qにおける5員環のジヒドロ複素芳香環構造に上記縮合多環芳香族基が縮合した構造であってもよい。
Moreover, it is preferable that one or more of Q 1 and Q 2 , Q 2 and Q 3 , or a combination of Q 3 and Q 4 are bonded to form a ring.
Further, at least one of Q 1 to Q 4 has one or more structures similar to the structure represented by Formula 1 as a monovalent organic group or a group in which one or more are bonded to form a ring. It is preferable to have one, and it is more preferable to have one.
Also, Q 1 to dihydro heteroaromatic ring 5-membered ring in to Q 4 are the fused polycyclic aromatic group may be a condensed structure.

上記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であるか、又は、上記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であることが好ましい。
−L−R (Q−1)
式Q−1中、Lは、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基、又は、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基又はトリアルキルシリル基を表す。
It is preferable that the Q 1 and Q 3 are groups represented by the following formula Q-1 or the Q 2 and Q 4 are groups represented by the following formula Q-1.
-LR (Q-1)
In formula Q-1, L is represented by any of the divalent linking groups represented by any of the following formulas L-1 to L-25 or any of the following formulas L-1 to L-25. R represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 2 or more, and a silicon atom number of 2 It represents the above oligosiloxane group or trialkylsilyl group.

式L−1〜式L−25中、*はR側の結合位置を表し、波線部分はもう一方の結合位置を表し、式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、式L−20及び式L−24におけるRNは水素原子又は置換基を表し、式L−25におけるRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
なお、Lが式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表す場合、一方の連結基の*が、他方の連結基の波線部分と結合する。
式L−13〜式L−24におけるR’の結合位置及びR側の結合位置*は、芳香環又は複素芳香環上の任意の位置をとることができる。
式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。Rは水素原子又は置換基を表す。Rsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
式L−1及び式L−2中のR’はそれぞれLに隣接するRと結合して縮合環を形成してもよい。
In Formula L-1 to Formula L-25, * represents the R-side bond position, the wavy line represents the other bond position, and Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L- each R 'independently in 13 formula L-24, represent a hydrogen atom or a substituent, R N represents a hydrogen atom or a substituent in the formula L-20 and formula L-24, R si in formula L-25 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
In addition, when L represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any of the formulas L-1 to L-25 are bonded, * of one linking group is the other Combines with the wavy portion of the linking group.
The bonding position of R ′ and the bonding position * on the R side in Formula L-13 to Formula L-24 can take any position on the aromatic ring or heteroaromatic ring.
R ′ in Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L-13 to Formula L-24 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. RN represents a hydrogen atom or a substituent. R si each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
R ′ in Formula L-1 and Formula L-2 may be bonded to R adjacent to L to form a condensed ring.

これらの中でも、式L−17〜式L−21、式L−23及び式L−24のいずれかで表される二価の連結基は、下記式L−17A〜式L−21A、式L−23A及び式L−24Aで表される二価の連結基であることがより好ましい。  Among these, the divalent linking group represented by any one of the formulas L-17 to L-21, L-23 and L-24 is represented by the following formulas L-17A to L-21A and L It is more preferably a divalent linking group represented by -23A and Formula L-24A.

式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24中のR’としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基又はアリール基であることが好ましい。
中でも、式L−6中のR’はアルキル基であることが好ましく、式L−6中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基の炭素数は1〜9であることが好ましく、1〜5であることが化学的安定性、キャリア輸送性の観点からより好ましく、1〜3であることが更に好ましい。式L−6中のR’がアルキル基である場合は、アルキル基は直鎖アルキル基であることが、キャリア移動度を高めることができる観点から好ましい。
式L−20及び式L−24中のRは水素原子又は置換基を表し、Rとしては、上記の式1のR1a〜R1fがとり得る置換基として例示したものを挙げることができる。その中でも、Rとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。
式L−25中のRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表し、アルキル基であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキル基としては、特に制限はないが、Rsiがとり得るアルキル基の好ましい範囲は、Rがトリアルキルシリル基である場合にトリアルキルシリル基がとり得るアルキル基の好ましい範囲と同様である。Rsiがとり得るアルケニル基としては、特に制限はないが、置換又は無置換のアルケニル基が好ましく、直鎖アルケニル基であることがより好ましく、アルケニル基の炭素数は1〜3であることが好ましい。Rsiがとり得るアルキニル基としては、特に制限はないが、置換又は無置換のアルキニル基が好ましく、直鎖アルキニル基であることがより好ましく、アルキニル基の炭素数は1〜3であることが好ましい。
R ′ in Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L-13 to Formula L-24 is a halogen atom, an alkyl group, an alkynyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, or aryl. It is preferably a group.
Among them, R ′ in formula L-6 is preferably an alkyl group, and when R ′ in formula L-6 is an alkyl group, the alkyl group preferably has 1 to 9 carbon atoms, It is more preferable that it is 1-5 from a chemical stability and a viewpoint of carrier transport property, and it is still more preferable that it is 1-3. When R ′ in Formula L-6 is an alkyl group, the alkyl group is preferably a linear alkyl group from the viewpoint of increasing carrier mobility.
It represents R N represents a hydrogen atom or a substituent of the formula L-20 and wherein L-24, as the R N, there may be mentioned those exemplified as the substituents R 1a to R 1f of Formula 1 above can take it can. Among them, as the R N, a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
R si in formula L-25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group, and is preferably an alkyl group. The alkyl group that R si can take is not particularly limited, but the preferred range of the alkyl group that R si can take is the preferred range of the alkyl group that the trialkylsilyl group can take when R is a trialkylsilyl group. It is the same. Although there is no restriction | limiting in particular as an alkenyl group which Rsi can take, A substituted or unsubstituted alkenyl group is preferable, It is more preferable that it is a linear alkenyl group, It is C1-C3 of an alkenyl group. preferable. The alkynyl group that R si can take is not particularly limited, but is preferably a substituted or unsubstituted alkynyl group, more preferably a linear alkynyl group, and the alkynyl group has 1 to 3 carbon atoms. preferable.

Lは、式L−1〜式L−5、式L−13、式L−17及び式L−18のいずれかで表される二価の連結基、又は、式L−1〜式L−5、式L−13、式L−17及び式L−18のいずれかで表される二価の連結基が2以上結合した二価の連結基であることが好ましく、式L−1、式L−3、式L−13及び式L−18のいずれかで表される二価の連結基、又は、式L−1、式L−3、式L−13及び式L−18のいずれかで表される二価の連結基が2以上結合した二価の連結基であることがより好ましく、式L−1、式L−3、式L−13及び式L−18のいずれかで表される二価の連結基、又は、式L−3、式L−13及び式L−18のいずれか1つで表される二価の連結基と1以上の式L−1で表される二価の連結基とを結合した二価の連結基であることが特に好ましい。  L is a divalent linking group represented by any one of Formula L-1 to Formula L-5, Formula L-13, Formula L-17, and Formula L-18, or Formula L-1 to Formula L- 5, preferably a divalent linking group in which two or more divalent linking groups represented by any one of formula L-13, formula L-17, and formula L-18 are bonded. L-3, a divalent linking group represented by any of formula L-13 and formula L-18, or any of formula L-1, formula L-3, formula L-13 and formula L-18 Is more preferably a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, represented by any one of formula L-1, formula L-3, formula L-13 and formula L-18. Or a divalent linking group represented by any one of formula L-3, formula L-13 and formula L-18 and one or more formula L-1. A divalent linking group with a divalent linking group It is particularly preferred is Yuimoto.

中でも、Q〜Qの少なくとも1つが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であることがより好ましい。
また、Q〜Qの少なくとも1つが、炭素数2〜10のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜8のアルキル基であることがより好ましい。上記態様であると、溶解性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性により優れる。
Among them, it is more preferable that at least one of Q 1 to Q 4 is an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, or Q 2 and Q 4 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group.
Further, at least one of Q 1 to Q 4, preferably an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 4-8 carbon atoms. In the above embodiment, the solubility is excellent, and the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film are excellent.

本発明の化合物は、下記式1−1〜式1−6のいずれかで表される化合物であることが好ましく、下記式1−1、式1−2及び式1−5のいずれかで表される化合物であることがより好ましく、下記式1−1又は式1−2のいずれかで表される化合物であることが更に好ましく、下記式1−1で表される化合物であることが特に好ましい。上記態様であると、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性により優れる。  The compound of the present invention is preferably a compound represented by any one of the following formulas 1-1 to 1-6, and represented by any one of the following formulas 1-1, 1-2, and 1-5. More preferably, it is a compound represented by either the following formula 1-1 or formula 1-2, and it is particularly preferable that it is a compound represented by the following formula 1-1. preferable. In the above embodiment, the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film are excellent.

式1−1〜式1−4中、X’及びY’はそれぞれ独立に、水素原子又は上記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q’〜Q’はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1はそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、k1が2〜4の整数である場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-1 to Formula 1-4, X ′ and Y ′ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ′ 1 to Q ′ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring A, ring B and ring C each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k1 each independently , Represents an integer of 0 to 4, and when k1 is an integer of 2 to 4, a plurality of rings B may be the same or different.

式1−5及び式1−6中、X”及びY”はそれぞれ独立に、水素原子又は上記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2はそれぞれ独立に、1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。In Formula 1-5 and Formula 1-6, X ″ and Y ″ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ″ 1 to Q ″ 4 are Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring D, ring E and ring F each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k2 each independently , 1 to 6 and k2 is an integer of 2 to 6, the plurality of rings E may be the same or different.

式1−1〜式1−4においては、同一の環に結合するX’及びY’のうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子であることが好ましい。上記態様であると、化合物の安定性及び脱離性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
式1−5及び式1−6においては、同一の環に結合するX”及びY”のうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子であることが好ましい。上記態様であると、化合物の安定性及び脱離性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度により優れる。
また、式1−1〜式1−6における式X−1〜式X−10で表される基は、上述した式X−1〜式X−10で表される基と同義であり、好ましい態様も同様である。
In Formula 1-1 to Formula 1-4, it is preferable that one of X ′ and Y ′ bonded to the same ring is a leaving group and the other is a hydrogen atom. In the above embodiment, the stability and detachability of the compound are excellent, and the mobility of the obtained organic semiconductor film is excellent.
In Formula 1-5 and Formula 1-6, it is preferable that one of X ″ and Y ″ bonded to the same ring is a leaving group and the other is a hydrogen atom. In the above embodiment, the stability and detachability of the compound are excellent, and the mobility of the obtained organic semiconductor film is excellent.
In addition, the groups represented by the formulas X-1 to X-10 in the formulas 1-1 to 1-6 are synonymous with the groups represented by the formulas X-1 to X-10 described above, and are preferable. The aspect is also the same.

式1−1〜式1−6におけるQ’〜Q’及びQ”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表す。
Q’〜Q’及びQ”〜Q”における一価の有機基は、上記式Q−1で表される基であることが好ましい。
Q’〜Q’及びQ”〜Q”における式Q−1で表される基は、上述した式Q−1で表される基と同義であり、好ましい態様も同様である。
中でも、Q’及びQ’が、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、Q’及びQ’が、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であることがより好ましい。
また、Q’〜Q’の少なくとも1つが、炭素数2〜10のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜8のアルキル基であることがより好ましい。上記態様であると、溶解性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性により優れる。
更に、Q’及びQ’、又は、Q’及びQ’が、炭素数2〜10のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜8のアルキル基であることがより好ましい。上記態様であると、溶解性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性により優れる。
また、中でも、Q〜Qの少なくとも1つが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、Q”及びQ”が、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であることがより好ましい。
また、Q”〜Q”の少なくとも1つが、炭素数2〜10のアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜8のアルキル基であることがより好ましい。上記態様であると、溶解性に優れ、また、得られる有機半導体膜の移動度及び駆動安定性により優れる。
Q ′ 1 to Q ′ 4 and Q ″ 1 to Q ″ 4 in Formula 1-1 to Formula 1-6 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
The monovalent organic group in Q ′ 1 to Q ′ 4 and Q ″ 1 to Q ″ 4 is preferably a group represented by the formula Q-1.
The group represented by Formula Q-1 in Q ′ 1 to Q ′ 4 and Q ″ 1 to Q ″ 4 has the same meaning as the group represented by Formula Q-1 described above, and the preferred embodiments are also the same.
Among them, Q '1 and Q' 3 is an alkyl group, an aryl group or a thioaryl group, or, Q '2 and Q' 4 is an alkyl group, more preferably an aryl group or a thioaryl group.
In addition, at least one of Q ′ 1 to Q ′ 4 is preferably an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms. In the above embodiment, the solubility is excellent, and the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film are excellent.
Furthermore, Q ′ 1 and Q ′ 3 , or Q ′ 2 and Q ′ 4 are preferably an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms. In the above embodiment, the solubility is excellent, and the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film are excellent.
Moreover, among them, it is more preferable that at least one of Q 1 to Q 4 is an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, or Q ″ 2 and Q ″ 4 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group. preferable.
Further, at least one of Q ″ 1 to Q ″ 4 is preferably an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms. In the above embodiment, the solubility is excellent, and the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor film are excellent.

式1−1〜式1−4における環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1は0〜4の整数を表し、k1が2〜4の場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環又はチオフェン環であることが好ましい。
k1はそれぞれ独立に、2〜4の整数であることが好ましく、2又は3であることがより好ましく、3であることが更に好ましい。
Ring A, Ring B, and Ring C in Formula 1-1 to Formula 1-4 each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring, or a thiophene ring, k1 represents an integer of 0 to 4, and k1 is 2 In the case of -4, the plurality of rings B may be the same or different.
Ring A, ring B and ring C are preferably each independently a benzene ring or a thiophene ring.
Each k1 is preferably independently an integer of 2 to 4, more preferably 2 or 3, and still more preferably 3.

式1−5及び式1−6における環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2は1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環又はチオフェン環であることが好ましい。
k2はそれぞれ独立に、1〜4の整数であることが好ましく、2又は3であることがより好ましく、2であることが更に好ましい。
Ring D, ring E, and ring F in Formula 1-5 and Formula 1-6 each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring, or a thiophene ring, k2 represents an integer of 1 to 6, and k2 is 2 When it is an integer of ˜6, the plurality of rings E may be the same or different.
Ring D, ring E and ring F are preferably each independently a benzene ring or a thiophene ring.
k2 is each independently preferably an integer of 1 to 4, more preferably 2 or 3, and still more preferably 2.

以下に本発明の化合物の好ましい具体例を示すが、これらに限定されないことは言うまでもない。  Although the preferable specific example of the compound of this invention is shown below, it cannot be overemphasized that it is not limited to these.

(有機半導体膜形成用組成物)
本発明の有機半導体膜形成用組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、下記式1で表される有機半導体化合物前駆体を含有することを特徴とする。
(Composition for forming an organic semiconductor film)
The composition for forming an organic semiconductor film of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “composition”) contains an organic semiconductor compound precursor represented by the following formula 1.

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. Groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.

本発明の有機半導体膜形成用組成物における式1で表される有機半導体化合物前駆体は、上述した本発明の化合物と同義であり、好ましい態様も同様である。
式1で表される有機半導体化合物前駆体は、1種単独で含有していても、2種以上を含有していてもよいが、得られる有機半導体膜の移動度の観点から、1種単独で含有することが好ましい。
本発明の有機半導体膜形成用組成物における式1で表される有機半導体化合物前駆体の含有量は、全固形分に対し、30〜100質量%であることが好ましく、50〜100質量%であることがより好ましく、70〜100質量%であることが更に好ましい。また、後述するバインダーポリマーを含有しない場合は、上記含有量が、全固形分に対し、90〜100質量%であることが好ましく、95〜100質量%であることがより好ましい。なお、固形分とは、溶媒等の揮発性成分を除いた量のことである。
The organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 in the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is synonymous with the compound of the present invention described above, and the preferred embodiments are also the same.
The organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 may be contained singly or in combination of two or more, but from the viewpoint of the mobility of the organic semiconductor film obtained, one kind alone It is preferable to contain.
The content of the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 in the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is preferably 30 to 100% by mass, and 50 to 100% by mass with respect to the total solid content. More preferably, it is more preferably 70 to 100% by mass. Moreover, when not containing the binder polymer mentioned later, it is preferable that the said content is 90-100 mass% with respect to the total solid, and it is more preferable that it is 95-100 mass%. In addition, solid content is the quantity except volatile components, such as a solvent.

<バインダーポリマー>
本発明の有機半導体膜形成用組成物は、バインダーポリマーを更に含有することが好ましい。
また、後述する本発明の有機半導体素子は、上記有機半導体層とバインダーポリマーを含む層を有する有機半導体素子であってもよい。
バインダーポリマーの種類は特に制限されず、公知のバインダーポリマーを用いることができる。
バインダーポリマーとしては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
中でも、バインダーポリマーとしては、ベンゼン環を有する高分子化合物(ベンゼン環基を有する単量体単位を有する高分子)が好ましい。ベンゼン環基を有する単量体単位の含有量は特に制限されないが、全単量体単位中、50モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましく、90モル%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、100モル%が挙げられる。
上記バインダーポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリビニルシンナメート、ポリ(4−ビニルフェニル)、ポリ(4−メチルスチレン)などが挙げられる。
<Binder polymer>
The composition for forming an organic semiconductor film of the present invention preferably further contains a binder polymer.
Moreover, the organic semiconductor element of this invention mentioned later may be an organic semiconductor element which has a layer containing the said organic semiconductor layer and a binder polymer.
The kind in particular of a binder polymer is not restrict | limited, A well-known binder polymer can be used.
Examples of the binder polymer include polystyrene resin, acrylic resin, rubber, and thermoplastic elastomer.
Among these, as the binder polymer, a polymer compound having a benzene ring (a polymer having a monomer unit having a benzene ring group) is preferable. The content of the monomer unit having a benzene ring group is not particularly limited, but is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more in all monomer units. The upper limit is not particularly limited, but 100 mol% can be mentioned.
Examples of the binder polymer include polystyrene, poly (α-methylstyrene), polyvinyl cinnamate, poly (4-vinylphenyl), poly (4-methylstyrene), and the like.

バインダーポリマーの重量平均分子量は、特に制限されないが、1,000〜200万が好ましく、3,000〜150万がより好ましく、10万〜100万が更に好ましい。
また、後述する溶媒を用いる場合、バインダーポリマーは、使用する溶媒への溶解度が、特定化合物よりも高いことが好ましい。上記態様であると、得られる有機半導体の移動度及び熱安定性により優れる。
本発明の有機半導体膜形成用組成物におけるバインダーポリマーの含有量は、特定化合物の含有量100質量部に対し、1〜200質量部であることが好ましく、10〜150質量部であることがより好ましく、20〜120質量部であることが更に好ましい。上記範囲であると、得られる有機半導体の移動度及び熱安定性により優れる。
The weight average molecular weight of the binder polymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 2,000,000, more preferably 3,000 to 1,500,000, and still more preferably 100,000 to 1,000,000.
Moreover, when using the solvent mentioned later, it is preferable that the binder polymer has higher solubility in the solvent used than the specific compound. It is excellent in the mobility and thermal stability of the organic semiconductor obtained as it is the said aspect.
The content of the binder polymer in the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is preferably 1 to 200 parts by mass and more preferably 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific compound. Preferably, it is 20-120 mass parts. It is excellent in the mobility and thermal stability of the organic semiconductor obtained as it is the said range.

<溶媒>
本発明の有機半導体膜形成用組成物は、溶媒を含むことが好ましく、有機溶媒を含むことがより好ましい。
溶媒としては、公知の溶媒を用いることができる。
具体的には、例えば、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、デカリン、1−メチルナフタレンなどの炭化水素系溶媒、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールなどのアルコール系溶媒、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、1−メチル−2−イミダゾリジノン等のアミド・イミド系溶媒、ジメチルスルフォキサイドなどのスルホキシド系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒が挙げられる。
<Solvent>
The composition for forming an organic semiconductor film of the present invention preferably contains a solvent, and more preferably contains an organic solvent.
A known solvent can be used as the solvent.
Specifically, for example, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, decane, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, decalin, 1-methylnaphthalene, for example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, methanol, propanol, Alcohol solvents such as butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol, dibutyl ether Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole, amide / imide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 1-methyl-2-imidazolidinone, Examples thereof include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and nitrile solvents such as acetonitrile.

溶媒は、1種単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒及び/又はエーテル系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジクロロベンゼン又はアニソールがより好ましく、トルエンが特に好ましい。
溶媒を含有する場合、本発明の有機半導体膜形成用組成物における成分Aの含有量は、0.01〜80質量%であることが好ましく、0.05〜10質量%であることがより好ましく、0.1〜5質量%であることが更に好ましく、また、成分Bの含有量は、0.01〜80質量%であることが好ましく、0.05〜10質量%であることがより好ましく、0.1〜5質量%であることが更に好ましい。上記範囲であると、塗布性に優れ、容易に有機半導体膜を形成することができる。
A solvent may be used individually by 1 type and may be used in combination of multiple.
Among these, aromatic hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbon solvents, ketone solvents and / or ether solvents are preferable, toluene, xylene, mesitylene, tetralin, dichlorobenzene or anisole are more preferable, and toluene is particularly preferable. .
When the solvent is contained, the content of Component A in the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is preferably 0.01 to 80% by mass, and more preferably 0.05 to 10% by mass. The content of component B is preferably 0.01 to 80% by mass, more preferably 0.05 to 10% by mass. More preferably, it is 0.1-5 mass%. Within the above range, the coating property is excellent and the organic semiconductor film can be easily formed.

本発明の有機半導体膜形成用組成物の粘度は、特に制限されないが、塗布性により優れる点で、0.1〜100mPa・sが好ましく、0.1〜50mPa・sがより好ましく、9〜40mPa・sが更に好ましい。なお、本発明における粘度は、25℃での粘度である。
粘度の測定方法としては、JIS Z8803に準拠した測定方法であることが好ましい。
The viscosity of the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 mPa · s, more preferably 0.1 to 50 mPa · s, and more preferably 9 to 40 mPa in terms of excellent coating properties. -S is more preferable. In addition, the viscosity in this invention is a viscosity in 25 degreeC.
As a measuring method of a viscosity, it is preferable that it is a measuring method based on JISZ8803.

<その他の成分>
本発明の有機半導体膜形成用組成物には、式1で表される有機半導体化合物前駆体、バインダーポリマー及び溶媒以外に他の成分が含まれていてもよい。
その他の成分としては、公知の添加剤等を用いることができる。
本発明の有機半導体膜形成用組成物における式1で表される有機半導体化合物前駆体、バインダーポリマー及び溶媒以外の成分の含有量は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、0.1質量%以下であることが特に好ましい。上記範囲であると、膜形成性に優れ、得られる有機半導体の移動度及び熱安定性により優れる。
<Other ingredients>
The composition for forming an organic semiconductor film of the present invention may contain other components in addition to the organic semiconductor compound precursor represented by the formula 1, the binder polymer, and the solvent.
As other components, known additives and the like can be used.
In the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention, the content of components other than the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1, the binder polymer, and the solvent is preferably 10% by mass or less, and preferably 5% by mass or less. It is preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less. When it is in the above range, the film-forming property is excellent, and the mobility and thermal stability of the obtained organic semiconductor are excellent.

本発明の有機半導体膜形成用組成物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、溶媒中に所定量の式1で表される有機半導体化合物前駆体及びバインダーポリマーを同時又は逐次に添加して、適宜撹拌処理を施すことにより、所望の組成物を得ることができる。  The manufacturing method of the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is not particularly limited, and a known method can be adopted. For example, a desired composition can be obtained by adding a predetermined amount of an organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 and a binder polymer simultaneously or sequentially in a solvent and appropriately performing a stirring treatment.

(有機半導体膜及び有機半導体素子)
本発明の有機半導体膜は、式1で表される有機半導体化合物前駆体を含むか、又は、式1で表される有機半導体化合物前駆体を加熱して得られた有機半導体化合物を含むことを特徴とする。
本発明の有機半導体素子は、式1で表される有機半導体化合物前駆体を含むか、又は、式1で表される有機半導体化合物前駆体を加熱して得られた有機半導体化合物を含むことを特徴とする。
(Organic semiconductor film and organic semiconductor element)
The organic semiconductor film of the present invention contains an organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1, or contains an organic semiconductor compound obtained by heating the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1. Features.
The organic semiconductor element of the present invention contains an organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 or contains an organic semiconductor compound obtained by heating the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1. Features.

本発明の第1の好ましい実施態様における有機半導体素子は、本発明の有機半導体膜形成用組成物を用いて形成した有機半導体膜を有する有機半導体素子である。第1の実施態様であると、膜形成性に優れ、得られる有機半導体の移動度及び駆動安定性により優れる。
本発明の第2の好ましい実施態様における有機半導体素子は、上記有機半導体を含む層と絶縁膜との間に上記ポリマーを含む層を有する有機半導体素子である。第2の実施態様であると、生産性及びコストに優れる。
上記第2の実施態様における有機半導体を含む層は、上記有機半導体からなる層であることが好ましい。
また、上記第2の好ましい実施態様における絶縁膜は、ゲート絶縁膜であることが好ましい。
更に、上記第2の好ましい実施態様におけるポリマーを含む層は、上記ポリマーからなる層であることが好ましい。
The organic semiconductor element in the first preferred embodiment of the present invention is an organic semiconductor element having an organic semiconductor film formed using the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention. In the first embodiment, the film forming property is excellent, and the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor are excellent.
The organic semiconductor element in the 2nd preferable embodiment of this invention is an organic semiconductor element which has a layer containing the said polymer between the layer containing the said organic semiconductor, and an insulating film. In the second embodiment, the productivity and cost are excellent.
The layer containing an organic semiconductor in the second embodiment is preferably a layer made of the organic semiconductor.
The insulating film in the second preferred embodiment is preferably a gate insulating film.
Furthermore, the layer containing the polymer in the second preferred embodiment is preferably a layer made of the polymer.

本発明の有機半導体膜及び本発明の有機半導体素子は、本発明の有機半導体膜形成用組成物を用いて製造されたものであることが好ましい。
本発明の有機半導体膜形成用組成物を用いて有機半導体膜や有機半導体素子を製造する方法は、特に制限されず、公知の方法を採用できる。例えば、組成物を所定の基材上に付与して、必要に応じて乾燥処理を施して、有機半導体膜を製造する方法が挙げられる。
基材上に組成物を付与する方法は特に制限されず、公知の方法を採用でき、例えば、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法、バーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ドクターブレード法などが挙げられ、インクジェット印刷法、フレキソ印刷法が好ましい。
なお、フレキソ印刷法としては、フレキソ印刷版として感光性樹脂版を用いる態様が好適に挙げられる。態様によって、組成物を基板上に印刷して、パターンを容易に形成することができる。
中でも、本発明の有機半導体膜の製造方法、及び、本発明の有機半導体素子の製造方法は、本発明の有機半導体膜形成用組成物により成膜する成膜工程と、上記有機半導体膜形成用組成物に対して外部刺激を与えて、式1で表される有機半導体化合物前駆体の少なくとも一部が、脱離性基の脱離を伴い芳香族化し有機半導体活性層を形成する脱離工程とを含むことが特に好ましい。
The organic semiconductor film of the present invention and the organic semiconductor element of the present invention are preferably manufactured using the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention.
A method for producing an organic semiconductor film or an organic semiconductor element using the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention is not particularly limited, and a known method can be adopted. For example, a method of producing an organic semiconductor film by applying the composition onto a predetermined substrate and subjecting it to a drying treatment as necessary can be mentioned.
The method for applying the composition on the substrate is not particularly limited, and a known method can be adopted, for example, an inkjet printing method, a flexographic printing method, a bar coating method, a spin coating method, a knife coating method, a doctor blade method, or the like. The inkjet printing method and the flexographic printing method are preferable.
In addition, as a flexographic printing method, the aspect using a photosensitive resin plate as a flexographic printing plate is mentioned suitably. In some embodiments, the composition can be printed on a substrate to easily form a pattern.
Especially, the manufacturing method of the organic-semiconductor film of this invention and the manufacturing method of the organic-semiconductor element of this invention are the film-forming process formed into a film with the composition for organic-semiconductor-film formation of this invention, and the said organic-semiconductor film-forming A desorption process in which at least a part of the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 is aromatized with desorption of a leaving group to form an organic semiconductor active layer by applying an external stimulus to the composition It is particularly preferred that

上記成膜工程における乾燥処理は、必要に応じて実施される処理であり、使用される式1で表される有機半導体化合物前駆体及び溶媒の種類により適宜最適な条件が選択される。中でも、得られる有機半導体の移動度及び熱安定性により優れ、また、生産性に優れる点で、加熱温度としては30℃〜200℃が好ましく、50℃〜150℃がより好ましく、加熱時間としては10〜300分が好ましく、10〜150分がより好ましい。  The drying process in the film forming step is a process that is performed as necessary, and optimal conditions are appropriately selected depending on the type of the organic semiconductor compound precursor represented by Formula 1 and the solvent used. Among them, the heating temperature is preferably 30 ° C. to 200 ° C., more preferably 50 ° C. to 150 ° C., and the heating time is superior in terms of the mobility and thermal stability of the organic semiconductor obtained and excellent productivity. 10 to 300 minutes are preferable, and 10 to 150 minutes are more preferable.

上記脱離工程における外部刺激としては、加熱が好ましい。
上記脱離工程における加熱温度としては、100℃〜250℃であることが好ましく、100℃〜200℃であることがより好ましい。加熱時間としては1〜300分が好ましく、1〜150分がより好ましく、1〜60分が更に好ましい。
Heating is preferable as the external stimulus in the desorption step.
The heating temperature in the desorption step is preferably 100 ° C to 250 ° C, and more preferably 100 ° C to 200 ° C. The heating time is preferably 1 to 300 minutes, more preferably 1 to 150 minutes, and still more preferably 1 to 60 minutes.

形成される有機半導体膜の膜厚は、特に制限されないが、得られる有機半導体の移動度及び駆動安定性の観点から、10〜500nmが好ましく、30〜200nmがより好ましい。  The thickness of the organic semiconductor film to be formed is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 nm, more preferably 30 to 200 nm, from the viewpoint of the mobility and driving stability of the obtained organic semiconductor.

本発明の組成物より製造される有機半導体膜は、有機半導体素子に好適に使用することができ、有機トランジスタ(有機薄膜トランジスタ)に特に好適に使用することができる。
有機半導体素子としては、特に制限はないが、2〜5端子の有機半導体素子であることが好ましく、2又は3端子の有機半導体素子であることがより好ましい。
また、有機半導体素子としては、光電機能を用いない素子であることが好ましい。
2端子素子としては、整流用ダイオード、定電圧ダイオード、PINダイオード、ショットキーバリアダイオード、サージ保護用ダイオード、ダイアック、バリスタ、トンネルダイオード等が挙げられる。
3端子素子としては、バイポーラトランジスタ、ダーリントントランジスタ、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ユニジャンクショントランジスタ、静電誘導トランジスタ、ゲートターンサイリスタ、トライアック、静電誘導サイリスタ等が挙げられる。
これらの中でも、整流用ダイオード、及び、トランジスタ類が好ましく挙げられ、電界効果トランジスタがより好ましく挙げられる。
電界効果トランジスタとしては、有機薄膜トランジスタが好ましく挙げられる。
The organic semiconductor film produced from the composition of the present invention can be suitably used for an organic semiconductor element, and can be particularly suitably used for an organic transistor (organic thin film transistor).
Although there is no restriction | limiting in particular as an organic semiconductor element, It is preferable that it is a 2-5 terminal organic semiconductor element, and it is more preferable that it is a 2 or 3 terminal organic semiconductor element.
The organic semiconductor element is preferably an element that does not use a photoelectric function.
Examples of the two-terminal element include a rectifying diode, a constant voltage diode, a PIN diode, a Schottky barrier diode, a surge protection diode, a diac, a varistor, and a tunnel diode.
Examples of the three-terminal element include a bipolar transistor, a Darlington transistor, a field effect transistor, an insulated gate bipolar transistor, a unijunction transistor, a static induction transistor, a gate turn thyristor, a triac, and a static induction thyristor.
Among these, a rectifying diode and transistors are preferably exemplified, and a field effect transistor is more preferably exemplified.
As the field effect transistor, an organic thin film transistor is preferably exemplified.

本発明の有機薄膜トランジスタの一態様について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の有機半導体素子(有機薄膜トランジスタ(TFT))の一態様の断面模式図である。
図1において、有機薄膜トランジスタ100は、基板10と、基板10上に配置されたゲート電極20と、ゲート電極20を覆うゲート絶縁膜30と、ゲート絶縁膜30のゲート電極20側とは反対側の表面に接するソース電極40及びドレイン電極42と、ソース電極40とドレイン電極42との間のゲート絶縁膜30の表面を覆う有機半導体膜50と、各部材を覆う封止層60とを備える。有機薄膜トランジスタ100は、ボトムゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。
なお、図1においては、有機半導体膜50が、上述した組成物より形成される膜に該当する。
以下、基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜及び封止層並びにそれぞれの形成方法について詳述する。
One embodiment of the organic thin film transistor of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the organic semiconductor element (organic thin film transistor (TFT)) of the present invention.
In FIG. 1, an organic thin film transistor 100 includes a substrate 10, a gate electrode 20 disposed on the substrate 10, a gate insulating film 30 covering the gate electrode 20, and a side of the gate insulating film 30 opposite to the gate electrode 20 side. A source electrode 40 and a drain electrode 42 in contact with the surface, an organic semiconductor film 50 covering the surface of the gate insulating film 30 between the source electrode 40 and the drain electrode 42, and a sealing layer 60 covering each member are provided. The organic thin film transistor 100 is a bottom gate-bottom contact type organic thin film transistor.
In FIG. 1, the organic semiconductor film 50 corresponds to a film formed from the above-described composition.
Hereinafter, the substrate, the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode, the drain electrode, the organic semiconductor film, the sealing layer, and the respective formation methods will be described in detail.

<基板>
基板は、後述するゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などを支持する役割を果たす。
基板の種類は特に制限されず、例えば、プラスチック基板、ガラス基板、セラミック基板などが挙げられる。中でも、各デバイスへの適用性及びコストの観点から、ガラス基板又はプラスチック基板であることが好ましい。
プラスチック基板の材料としては、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)など)又は熱可塑性樹脂(例えば、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフォンなど)が挙げられる。
セラミック基板の材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイドなどが挙げられる。
ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダガラス、カリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、アルミケイ酸ガラス、鉛ガラスなどが挙げられる。
<Board>
The substrate plays a role of supporting a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and the like described later.
The kind of board | substrate is not restrict | limited in particular, For example, a plastic substrate, a glass substrate, a ceramic substrate etc. are mentioned. Among these, a glass substrate or a plastic substrate is preferable from the viewpoint of applicability to each device and cost.
The material of the plastic substrate may be a thermosetting resin (for example, epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, polyester resin (for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN)) or thermoplastic resin (for example, phenoxy). Resin, polyether sulfone, polysulfone, polyphenylene sulfone, etc.).
Examples of the material for the ceramic substrate include alumina, aluminum nitride, zirconia, silicon, silicon nitride, silicon carbide, and the like.
Examples of the glass substrate material include soda glass, potash glass, borosilicate glass, quartz glass, aluminum silicate glass, and lead glass.

<ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極>
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の材料としては、例えば、金(Au)、銀、アルミニウム(Al)、銅、クロム、ニッケル、コバルト、チタン、白金、タンタル、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウム等の金属;InO、SnO、酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性の酸化物;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、ポリジアセチレン等の導電性高分子;シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素等の半導体;フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料などが挙げられる。中でも、金属であることが好ましく、銀又はアルミニウムであることがより好ましい。
ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の厚みは特に制限されないが、20〜200nmであることが好ましい。
<Gate electrode, source electrode, drain electrode>
Examples of materials for the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode include gold (Au), silver, aluminum (Al), copper, chromium, nickel, cobalt, titanium, platinum, tantalum, magnesium, calcium, barium, and sodium. Metal: Conductive oxide such as InO 2 , SnO 2 , indium tin oxide (ITO); Conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polydiacetylene; Semiconductor such as silicon, germanium, gallium arsenide; Fullerene And carbon materials such as carbon nanotubes and graphite. Among these, a metal is preferable, and silver or aluminum is more preferable.
The thickness of the gate electrode, source electrode, and drain electrode is not particularly limited, but is preferably 20 to 200 nm.

ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を形成する方法は特に制限されないが、例えば、基板上に、電極材料を真空蒸着又はスパッタする方法、電極形成用組成物を塗布又は印刷する方法などが挙げられる。また、電極をパターニングする場合、パターニングする方法としては、例えば、フォトリソグラフィー法;インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法;マスク蒸着法などが挙げられる。  The method for forming the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode is not particularly limited, and examples thereof include a method of vacuum-depositing or sputtering an electrode material on a substrate, and a method of applying or printing an electrode-forming composition. In the case of patterning the electrode, examples of the patterning method include a photolithography method; a printing method such as ink jet printing, screen printing, offset printing, letterpress printing; and a mask vapor deposition method.

<ゲート絶縁膜>
ゲート絶縁膜の材料としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリベンゾオキサゾール、ポリシルセスキオキサン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のポリマー;二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物;窒化珪素等の窒化物などが挙げられる。これらの材料のうち、有機半導体膜との相性から、ポリマーであることが好ましい。
ゲート絶縁膜の材料としてポリマーを用いる場合、架橋剤(例えば、メラミン)を併用することが好ましい。架橋剤を併用することで、ポリマーが架橋されて、形成されるゲート絶縁膜の耐久性が向上する。
ゲート絶縁膜の膜厚は特に制限されないが、100〜1,000nmであることが好ましい。
<Gate insulation film>
Materials for the gate insulating film include polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinylphenol, polyimide, polycarbonate, polyester, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyurethane, polysulfone, polybenzoxazole, polysilsesquioxane, epoxy resin, phenol resin, etc. Examples thereof include oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide, and titanium oxide; and nitrides such as silicon nitride. Of these materials, a polymer is preferable in view of compatibility with the organic semiconductor film.
When a polymer is used as the material for the gate insulating film, it is preferable to use a crosslinking agent (for example, melamine) in combination. By using a crosslinking agent in combination, the polymer is crosslinked and the durability of the formed gate insulating film is improved.
The thickness of the gate insulating film is not particularly limited, but is preferably 100 to 1,000 nm.

ゲート絶縁膜を形成する方法は特に制限されないが、例えば、ゲート電極が形成された基板上に、ゲート絶縁膜形成用組成物を塗布する方法、ゲート絶縁膜材料を蒸着又はスパッタする方法などが挙げられる。ゲート絶縁膜形成用組成物を塗布する方法は特に制限されず、公知の方法(バーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ドクターブレード法)を使用することができる。
ゲート絶縁膜形成用組成物を塗布してゲート絶縁膜を形成する場合、溶媒除去、架橋などを目的として、塗布後に加熱(ベーク)してもよい。
The method for forming the gate insulating film is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a composition for forming a gate insulating film on a substrate on which a gate electrode is formed, and a method of depositing or sputtering a gate insulating film material. It is done. The method for applying the gate insulating film forming composition is not particularly limited, and known methods (bar coating method, spin coating method, knife coating method, doctor blade method) can be used.
When a gate insulating film forming composition is applied to form a gate insulating film, it may be heated (baked) after application for the purpose of solvent removal, crosslinking, and the like.

<有機半導体膜>
本発明の有機半導体膜は、本発明の有機半導体膜形成用組成物より形成される膜である。
有機半導体膜の形成方法は特に制限されず、上述した組成物を、ソース電極、ドレイン電極、及び、ゲート絶縁膜上に付与して、必要に応じて乾燥処理を施すことにより、所望の有機半導体膜を形成することができる。
<Organic semiconductor film>
The organic semiconductor film of the present invention is a film formed from the composition for forming an organic semiconductor film of the present invention.
The method for forming the organic semiconductor film is not particularly limited, and the above-described composition is applied on the source electrode, the drain electrode, and the gate insulating film, and is subjected to a drying treatment as necessary, thereby obtaining a desired organic semiconductor. A film can be formed.

<ポリマー層>
本発明の有機半導体素子は、上記有機半導体を含む層と絶縁膜との間に上記ポリマー層を有することが好ましく、上記有機半導体とゲート絶縁膜との間に上記ポリマー層を有することがより好ましい。上記ポリマー層の膜厚は特に制限されないが、20〜500nmであることが好ましい。上記ポリマー層は、上記ポリマーを含む層であればよいが、上記ポリマーからなる層であることが好ましい。
<Polymer layer>
The organic semiconductor element of the present invention preferably has the polymer layer between the layer containing the organic semiconductor and the insulating film, and more preferably has the polymer layer between the organic semiconductor and the gate insulating film. . The film thickness of the polymer layer is not particularly limited, but is preferably 20 to 500 nm. Although the said polymer layer should just be a layer containing the said polymer, it is preferable that it is a layer which consists of the said polymer.

ポリマー層を形成する方法は特に制限されないが、公知の方法(バーコート法、スピンコート法、ナイフコート法、ドクターブレード法、インクジェット法)を使用することができる。
ポリマー層形成用組成物を塗布してポリマー層を形成する場合、溶媒除去、架橋などを目的として、塗布後に加熱(ベーク)してもよい。
A method for forming the polymer layer is not particularly limited, and a known method (bar coating method, spin coating method, knife coating method, doctor blade method, ink jet method) can be used.
When the polymer layer-forming composition is applied to form a polymer layer, it may be heated (baked) after application for the purpose of solvent removal, crosslinking, and the like.

<封止層>
本発明の有機薄膜トランジスタは、耐久性の観点から、最外層に封止層を備えることが好ましい。封止層には公知の封止剤を用いることができる。
封止層の厚さは特に制限されないが、0.2〜10μmであることが好ましい。
<Sealing layer>
The organic thin film transistor of the present invention preferably includes a sealing layer as the outermost layer from the viewpoint of durability. A well-known sealing agent can be used for a sealing layer.
The thickness of the sealing layer is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 10 μm.

封止層を形成する方法は特に制限されないが、例えば、ゲート電極とゲート絶縁膜とソース電極とドレイン電極と有機半導体膜とが形成された基板上に、封止層形成用組成物を塗布する方法などが挙げられる。封止層形成用組成物を塗布する方法の具体例は、ゲート絶縁膜形成用組成物を塗布する方法と同じである。封止層形成用組成物を塗布して有機半導体膜を形成する場合、溶媒除去、架橋などを目的として、塗布後に加熱(ベーク)してもよい。  The method for forming the sealing layer is not particularly limited. For example, the composition for forming the sealing layer is applied onto the substrate on which the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode, the drain electrode, and the organic semiconductor film are formed. Methods and the like. A specific example of the method of applying the sealing layer forming composition is the same as the method of applying the gate insulating film forming composition. When an organic semiconductor film is formed by applying the sealing layer forming composition, it may be heated (baked) after application for the purpose of solvent removal, crosslinking and the like.

また、図2は、本発明の有機半導体素子(有機薄膜トランジスタ)の別の一態様の断面模式図である。
図2において、有機薄膜トランジスタ200は、基板10と、基板10上に配置されたゲート電極20と、ゲート電極20を覆うゲート絶縁膜30と、ゲート絶縁膜30上に配置された有機半導体膜50と、有機半導体膜50上に配置されたソース電極40及びドレイン電極42と、各部材を覆う封止層60を備える。ここで、ソース電極40及びドレイン電極42は、上述した本発明の組成物を用いて形成されたものである。有機薄膜トランジスタ200は、トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタである。
基板、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体膜及び封止層については、上述のとおりである。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the organic semiconductor element (organic thin film transistor) of the present invention.
2, the organic thin film transistor 200 includes a substrate 10, a gate electrode 20 disposed on the substrate 10, a gate insulating film 30 covering the gate electrode 20, and an organic semiconductor film 50 disposed on the gate insulating film 30. A source electrode 40 and a drain electrode 42 disposed on the organic semiconductor film 50 and a sealing layer 60 covering each member are provided. Here, the source electrode 40 and the drain electrode 42 are formed using the composition of the present invention described above. The organic thin film transistor 200 is a top contact type organic thin film transistor.
The substrate, gate electrode, gate insulating film, source electrode, drain electrode, organic semiconductor film, and sealing layer are as described above.

上記では図1及び図2において、ボトムゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタ、及び、ボトムゲート−トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタの態様について詳述したが、本発明の組成物は、トップゲート−ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジスタ、及び、トップゲート−トップコンタクト型の有機薄膜トランジスタにも適用できる。
なお、上述した有機薄膜トランジスタは、電子ペーパー、ディスプレイデバイスなどに好適に使用できる。
1 and 2, the embodiments of the bottom gate-bottom contact type organic thin film transistor and the bottom gate-top contact type organic thin film transistor have been described in detail. However, the composition of the present invention has a top gate-bottom contact type. The present invention can also be applied to a type organic thin film transistor and a top gate-top contact type organic thin film transistor.
In addition, the organic thin-film transistor mentioned above can be used conveniently for electronic paper, a display device, etc.

以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準である。
以下の実施例で使用した式1で表される化合物No.1、3、8、12、19及び20はそれぞれ、上述した例示化合物No.1、3、8、12、19及び20である。
また、比較例で使用した比較化合物1〜4は、以下に示す化合物である。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
Compound No. 1 represented by Formula 1 used in the following examples. 1, 3, 8, 12, 19 and 20 are the above-mentioned exemplified compound Nos. 1, 3, 8, 12, 19 and 20.
Moreover, the comparative compounds 1-4 used by the comparative example are compounds shown below.

<有機半導体素子作製・評価>
有機半導体素子作製に用いた材料は全て昇華精製を行い、高速液体クロマトグラフィー(東ソー(株)製TSKgel ODS−100Z)により純度(254nmの吸収強度面積比)が99.5%以上であることを確認した。
<Production and evaluation of organic semiconductor elements>
All the materials used for organic semiconductor device production are purified by sublimation, and the purity (254 nm absorption intensity area ratio) is 99.5% or more by high performance liquid chromatography (TSKgel ODS-100Z manufactured by Tosoh Corporation). confirmed.

(実施例1〜6及び比較例1〜4)
<化合物単独で半導体活性層(有機半導体層)を形成>
表3に記載されているように、式1で表される化合物又は比較化合物(各10mg)とトルエン(1mL)とを混合し、60℃に加熱したものを、有機半導体形成用組成物(塗布溶液)とした。
この塗布溶液を窒素雰囲気下、60℃に加熱したFET特性測定用基板上にキャストすることで、前駆体組成物膜を成膜し、その後有機半導体膜を150℃で30分加熱(外部刺激を付与)することで前駆体として用いた式1で表される化合物を有機半導体化合物に変換し、各実施例及び比較例の有機半導体素子用有機半導体膜(半導体活性層)を形成し、すなわちFET特性測定用の各実施例及び比較例の有機薄膜トランジスタ素子1〜8を得た。得られた有機薄膜トランジスタ素子1〜6をそれぞれ、実施例1〜6の有機薄膜トランジスタ素子とし、得られた有機薄膜トランジスタ素子7及び8をそれぞれ、比較例1及び2の有機薄膜トランジスタ素子とした。
比較例3及び4の化合物は、実施例4及びの前駆体化合物の変換後の化合物であり、低溶解性であるため、化合物(各1mg)とトルエン(1mL)とを混合し、100℃に加熱したものを、有機半導体膜形成用組成物(塗布溶液)とした。
この塗布溶液を窒素雰囲気下、60℃に加熱したFET特性測定用基板上にキャストすることで、有機半導体素子用有機半導体膜(半導体活性層)を形成し、すなわちFET特性測定用の比較例の有機薄膜トランジスタ素子9及び10を得た。得られた有機薄膜トランジスタ素子9及び10をそれぞれ、比較例3及び4の有機薄膜トランジスタ素子とした。
なお、得られた有機薄膜トランジスタ素子における上記有機半導体膜の厚さはいずれも、100nm程度であった。
FET特性測定用基板としては、ソース及びドレイン電極としてくし型に配置されたクロム/金(ゲート幅W=100mm、ゲート長L=100μm)、絶縁膜としてSiO(膜厚200nm)を備えたボトムコンタクト構造のシリコン基板(図2に構造の概略図を示した。)を用いた。
(Examples 1-6 and Comparative Examples 1-4)
<Forming a semiconductor active layer (organic semiconductor layer) with a compound alone>
As described in Table 3, a compound represented by Formula 1 or a comparative compound (each 10 mg) and toluene (1 mL) were mixed and heated to 60 ° C. to obtain an organic semiconductor-forming composition (coating Solution).
By casting this coating solution on a substrate for FET characteristic measurement heated to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere, a precursor composition film is formed, and then the organic semiconductor film is heated at 150 ° C. for 30 minutes (external stimulus is applied). The compound represented by the formula 1 used as a precursor is converted into an organic semiconductor compound by forming an organic semiconductor film (semiconductor active layer) for an organic semiconductor element of each example and comparative example. The organic thin-film transistor elements 1-8 of each Example for characteristic measurement and a comparative example were obtained. The obtained organic thin film transistor elements 1 to 6 were the organic thin film transistor elements of Examples 1 to 6, respectively, and the obtained organic thin film transistor elements 7 and 8 were the organic thin film transistor elements of Comparative Examples 1 and 2, respectively.
The compounds of Comparative Examples 3 and 4 are compounds after the conversion of the precursor compound of Example 4 and have low solubility. Therefore, the compound (1 mg each) and toluene (1 mL) were mixed, and the mixture was heated to 100 ° C. The heated one was used as an organic semiconductor film forming composition (coating solution).
This coating solution is cast on an FET characteristic measurement substrate heated to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere, thereby forming an organic semiconductor film (semiconductor active layer) for an organic semiconductor element, that is, a comparative example for measuring FET characteristics. Organic thin film transistor elements 9 and 10 were obtained. The obtained organic thin film transistor elements 9 and 10 were used as the organic thin film transistor elements of Comparative Examples 3 and 4, respectively.
In addition, all the thickness of the said organic-semiconductor film in the obtained organic thin-film transistor element were about 100 nm.
As a substrate for measuring FET characteristics, a bottom provided with chromium / gold (gate width W = 100 mm, gate length L = 100 μm) arranged in a comb shape as source and drain electrodes, and SiO 2 (thickness 200 nm) as an insulating film A silicon substrate having a contact structure (a schematic diagram of the structure is shown in FIG. 2) was used.

実施例1〜6及び比較例1〜4の有機薄膜トランジスタ素子のFET特性は、セミオートプローバー(ベクターセミコン(株)製、AX−2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent社製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、アニール後の移動度変化の観点で評価した。得られた結果を下記表に示す。  The FET characteristics of the organic thin film transistor elements of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were measured using a semiconductor parameter analyzer (Agilent, 4156C) connected to a semi-auto prober (manufactured by Vector Semicon Co., Ltd., AX-2000). Evaluation was performed in terms of carrier mobility and mobility change after annealing under normal pressure and nitrogen atmosphere. The results obtained are shown in the table below.

(a)キャリア移動度
各実施例及び比較例の有機膜トランジスタ素子(FET素子)のソース電極−ドレイン電極間に−80Vの電圧を印加し、ゲート電圧を20V〜−100Vの範囲で変化させ、ドレイン電流Iを表す式I=(w/2L)μCi(V−Vth(式中、Lはゲート長、Wはゲート幅、Ciは絶縁層の単位面積当たりの容量、Vはゲート電圧、V は閾値電圧を表す。)を用いてキャリア移動度μを算出した。なお、キャリア移動度が1×10−5cm/Vsを下回るものに関しては特性が低過ぎるため、後の(b)繰り返し駆動後の閾値電圧変化の評価は行っていない。
(A) Carrier mobility A voltage of −80 V is applied between the source electrode and the drain electrode of the organic film transistor element (FET element) of each example and comparative example, and the gate voltage is changed in the range of 20 V to −100 V, Formula I d representing drain current I d = (w / 2L) μCi (V g −V th ) 2 (where L is the gate length, W is the gate width, Ci is the capacitance per unit area of the insulating layer, V g is the gate voltage, V t h was calculated carrier mobility μ using representative.) the threshold voltage. In addition, since the characteristic is too low for the carrier mobility less than 1 × 10 −5 cm 2 / Vs, evaluation of the threshold voltage change after the subsequent (b) repeated driving is not performed.

(b)繰り返し駆動後の閾値電圧変化
各有機薄膜トランジスタ素子(FET素子)のソース電極−ドレイン電極間に−80Vの電圧を印加し、ゲート電圧を+20V〜−100Vの範囲で100回繰り返して(a)と同様の測定を行い、繰り返し駆動前の閾値電圧Vと繰り返し駆動後の閾値電圧Vの差(|V−V|)を以下の3段階で評価した。この値は小さいほど素子の繰り返し駆動安定性が高く、好ましい。
A:|V−V|≦5V
B:5V<|V−V|≦10V
C:|V−V|>10V
(B) Threshold voltage change after repeated driving A voltage of −80 V is applied between the source electrode and the drain electrode of each organic thin film transistor element (FET element), and the gate voltage is repeated 100 times in the range of +20 V to −100 V (a The difference between the threshold voltage V before the repeated driving and the threshold voltage V after the repeated driving (| V after −V before |) was evaluated in the following three stages. The smaller this value, the higher the repeated driving stability of the element, which is preferable.
A: | After V and before V | ≦ 5V
B: 5 V <| V after −V before | ≦ 10 V
C: | After V and before V |> 10V

上記表3より、式1で表される化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さいこと、更に、塗布プロセスに必須の溶解性が十分高いことがわかった。そのため、式1で表される化合物は、有機半導体素子用有機半導体化合物前駆体として好ましく用いられることがわかった。
一方、比較化合物1〜4を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。比較化合物2〜4を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が大きかった。
From Table 3, the organic thin film transistor element using the compound represented by Formula 1 has high carrier mobility, small threshold voltage change after repeated driving, and sufficiently high solubility essential for the coating process. I understood. Therefore, it turned out that the compound represented by Formula 1 is preferably used as an organic semiconductor compound precursor for organic semiconductor elements.
On the other hand, the organic thin-film transistor element using the comparative compounds 1 to 4 has a low carrier mobility. The organic thin film transistor element using Comparative Compounds 2 to 4 had a large threshold voltage change after repeated driving.

(実施例7〜12、並びに、比較例5及び6)
<化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層(有機半導体層)を形成>
表4に記載されているように、式1で表される化合物又は比較化合物(各10mg)、PαMS(ポリ(α−メチルスチレン)、Mw=300,000)、Aldrich社製)10mg、トルエン(2mL)を混合し、60℃に加熱したものを塗布溶液として用いる以外は実施例1と同様にしてFET特性測定用の有機薄膜トランジスタ素子を作製し、実施例1と同様の評価を行った。得られた有機薄膜トランジスタ素子11〜16をそれぞれ実施例7〜12の有機薄膜トランジスタ素子とし、得られた有機薄膜トランジスタ素子17及び18をそれぞれ、比較例5及び6の有機薄膜トランジスタ素子とした。
なお、得られた有機薄膜トランジスタ素子における上記有機半導体膜の厚さはいずれも、100nm程度であった。
得られた結果を下記表4に示す。
(Examples 7 to 12 and Comparative Examples 5 and 6)
<Forming a semiconductor active layer (organic semiconductor layer) using a compound together with a binder>
As described in Table 4, the compound represented by Formula 1 or a comparative compound (each 10 mg), PαMS (poly (α-methylstyrene), Mw = 300,000), manufactured by Aldrich) 10 mg, toluene ( 2 mL) was mixed and heated to 60 ° C., and an organic thin film transistor element for measuring FET characteristics was prepared in the same manner as in Example 1 except that the coating solution was used. The same evaluation as in Example 1 was performed. The obtained organic thin film transistor elements 11 to 16 were organic thin film transistor elements of Examples 7 to 12, and the obtained organic thin film transistor elements 17 and 18 were organic thin film transistor elements of Comparative Examples 5 and 6, respectively.
In addition, all the thickness of the said organic-semiconductor film in the obtained organic thin-film transistor element were about 100 nm.
The results obtained are shown in Table 4 below.

上記表4より、式1で表される化合物をバインダーポリマーとともに用いて半導体活性層を形成した有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さいことがわかった。そのため、式1で表される化合物は有機半導体素子用有機半導体化合物前駆体として好ましく用いられることがわかった。
一方、比較化合物1及び2をバインダーポリマーとともに用いて半導体活性層を形成した有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が低いものであった。また、比較化合物2をバインダーポリマーとともに用いて半導体活性層を形成した有機薄膜トランジスタ素子は、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が大きいものであった。
From Table 4 above, it was found that the organic thin film transistor element in which the semiconductor active layer was formed using the compound represented by Formula 1 together with the binder polymer had high carrier mobility and small threshold voltage change after repeated driving. Therefore, it turned out that the compound represented by Formula 1 is preferably used as an organic semiconductor compound precursor for organic semiconductor elements.
On the other hand, the organic thin film transistor element in which the semiconductor active layer was formed using the comparative compounds 1 and 2 together with the binder polymer had a low carrier mobility. Moreover, the organic thin-film transistor element which formed the semiconductor active layer using the comparative compound 2 with the binder polymer had a large threshold voltage change after repeated driving.

更に、実施例2で得られた各有機薄膜トランジスタ素子について、肉眼による観察及び光学顕微鏡観察を行ったところ、バインダーポリマーとしてPαMSを用いた薄膜はいずれも膜の平滑性・均一性が非常に高いことが分かった。  Furthermore, when each organic thin-film transistor element obtained in Example 2 was observed with the naked eye and observed with an optical microscope, all the thin films using PαMS as the binder polymer had very high smoothness and uniformity. I understood.

以上より、比較例における素子ではバインダーポリマーと比較化合物の複合系で半導体活性層を形成した場合にキャリア移動度が非常に低くなるのに対し、本発明の有機薄膜トランジスタ素子では、式1で表される化合物をバインダーとともに用いて半導体活性層を形成した場合も良好なキャリア移動度を示し、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さく、膜の平滑性・均一性が非常に高い素子を得ることができることが分かった。  From the above, in the device of the comparative example, when the semiconductor active layer is formed of a composite system of the binder polymer and the comparative compound, the carrier mobility is very low, whereas in the organic thin film transistor device of the present invention, Even when a semiconductor active layer is formed using a compound with a binder, good carrier mobility is exhibited, a change in threshold voltage after repeated driving is small, and an element with extremely high film smoothness and uniformity can be obtained. I understood.

(実施例13〜18、並びに、比較例7及び8)
<半導体活性層(有機半導体層)形成>
ゲート絶縁膜としてSiO(膜厚370nm)を備えたシリコンウエハーを用い、オクチルトリクロロシランで表面処理を行った。
表5に記載されているように、式1で表される化合物又は比較化合物(各10mg)とトルエン(1mL)とを混合し、60℃に加熱したものを、有機半導体素子用塗布溶液とした。この塗布溶液を窒素雰囲気下、90℃に加熱したオクチルシラン表面処理シリコンウエハー上にキャストし、その後150℃で30分加熱することで有機半導体素子用有機半導体膜を形成した。
更にこの薄膜表面にマスクを用いて金を蒸着することで、ソース及びドレイン電極を作製し、ゲート幅W=5mm、ゲート長L=80μmの有機薄膜トランジスタ素子を得た。得られた有機膜トランジスタ素子19〜24をそれぞれ、実施例13〜18の有機薄膜トランジスタ素子とし、得られた有機膜トランジスタ素子25及び26をそれぞれ比較例7及び8の有機薄膜トランジスタ素子とした。
実施例及び比較例の有機薄膜トランジスタ素子のFET特性は、セミオートプローバー(ベクターセミコン(株)製、AX−2000)を接続した半導体パラメーターアナライザー(Agilent社製、4156C)を用いて常圧・窒素雰囲気下で、キャリア移動度、繰り返し駆動後の閾値電圧変化の観点で評価した。
得られた結果を下記表5に示す。
(Examples 13 to 18 and Comparative Examples 7 and 8)
<Semiconductor active layer (organic semiconductor layer) formation>
A silicon wafer provided with SiO 2 (thickness: 370 nm) as a gate insulating film was used, and surface treatment was performed with octyltrichlorosilane.
As described in Table 5, a compound represented by Formula 1 or a comparative compound (each 10 mg) and toluene (1 mL) were mixed and heated to 60 ° C. to obtain a coating solution for an organic semiconductor element. . This coating solution was cast on an octylsilane surface-treated silicon wafer heated to 90 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then heated at 150 ° C. for 30 minutes to form an organic semiconductor film for an organic semiconductor element.
Furthermore, gold was deposited on the surface of the thin film using a mask to produce source and drain electrodes, and an organic thin film transistor element having a gate width W = 5 mm and a gate length L = 80 μm was obtained. The obtained organic film transistor elements 19 to 24 were organic thin film transistor elements of Examples 13 to 18, respectively, and the obtained organic film transistor elements 25 and 26 were organic thin film transistor elements of Comparative Examples 7 and 8, respectively.
The FET characteristics of the organic thin film transistor elements of Examples and Comparative Examples were measured under normal pressure and nitrogen atmosphere using a semiconductor parameter analyzer (Agilent, 4156C) connected with a semi-auto prober (manufactured by Vector Semicon Co., Ltd., AX-2000). Thus, evaluation was performed from the viewpoint of carrier mobility and threshold voltage change after repeated driving.
The obtained results are shown in Table 5 below.

上記表5より、式1で表される化合物を用いた有機薄膜トランジスタ素子は、キャリア移動度が高く、繰り返し駆動後の閾値電圧変化が小さいことがわかった。そのため、式1で表される化合物は、有機半導体素子用有機半導体化合物前駆体として好ましく用いられることがわかった。  From Table 5 above, it was found that the organic thin film transistor element using the compound represented by Formula 1 has high carrier mobility and small threshold voltage change after repeated driving. Therefore, it turned out that the compound represented by Formula 1 is preferably used as an organic semiconductor compound precursor for organic semiconductor elements.

10:基板、20:ゲート電極、30:ゲート絶縁膜、40:ソース電極、42:ドレイン電極、50:有機半導体膜、60:封止層、100、200:有機薄膜トランジスタ  10: substrate, 20: gate electrode, 30: gate insulating film, 40: source electrode, 42: drain electrode, 50: organic semiconductor film, 60: sealing layer, 100, 200: organic thin film transistor

Claims (25)

下記式1で表される有機半導体化合物前駆体を含有することを特徴とする
有機半導体膜形成用組成物。

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士がそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。
An organic semiconductor film forming composition comprising an organic semiconductor compound precursor represented by the following formula 1.

In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. Groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.
前記脱離性基が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は珪素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基である、請求項1に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for forming an organic semiconductor film according to claim 1, wherein the leaving group is a leaving group that is directly bonded to a ring structure through a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, or a silicon atom. 前記X及びYのうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子である、請求項1又は2に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for forming an organic semiconductor film according to claim 1, wherein one of the X and Y is a leaving group and the other is a hydrogen atom. 前記脱離性基が、式X−1〜式X−10のいずれかで表される基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。

式X−1〜式X−10中、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
The composition for forming an organic semiconductor film according to any one of claims 1 to 3, wherein the leaving group is a group represented by any one of formulas X-1 to X-10.

In formulas X-1 to X-10, R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a trialkylsilyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.
前記Zが、硫黄原子である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for organic-semiconductor film formation of any one of Claims 1-4 whose said Z is a sulfur atom. 前記Q及びQ、Q及びQ、又は、Q及びQの組み合わせのうち、1つ以上が結合して環を形成している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。 One or more of Q 1 and Q 2 , Q 2 and Q 3 , or a combination of Q 3 and Q 4 are combined to form a ring. The composition for organic semiconductor film formation of description. 前記式1で表される有機半導体化合物前駆体が、下記式1−1〜式1−6のいずれかで表される有機半導体化合物前駆体である、請求項4に記載の有機半導体膜形成用組成物。

式1−1〜式1−4中、X’及びY’はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q’〜Q’はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1はそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、k1が2〜4の整数である場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。

式1−5及び式1−6中、X”及びY”はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2はそれぞれ独立に、1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
The organic-semiconductor compound precursor represented by the said Formula 1 is an organic-semiconductor compound precursor represented by either the following formula 1-1-Formula 1-6, The organic-semiconductor film formation of Claim 4 Composition.

In Formula 1-1 to Formula 1-4, X ′ and Y ′ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ′ 1 to Q ′ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring A, ring B and ring C each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k1 each independently , Represents an integer of 0 to 4, and when k1 is an integer of 2 to 4, a plurality of rings B may be the same or different.

In Formula 1-5 and Formula 1-6, X ″ and Y ″ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ″ 1 to Q ″ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring D, ring E and ring F each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k2 each independently , 1 to 6 and k2 is an integer of 2 to 6, the plurality of rings E may be the same or different.
前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であるか、又は、前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。
−L−R (Q−1)
式Q−1中、Lは、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基、又は、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基又はトリアルキルシリル基を表す。

式L−1〜式L−25中、*はR側の結合位置を表し、波線部分はもう一方の結合位置を表し、式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、式L−20及び式L−24におけるRNは水素原子又は置換基を表し、式L−25におけるRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
The Q 1 and Q 3 are groups represented by the following formula Q-1, or the Q 2 and Q 4 are groups represented by the following formula Q-1. The composition for organic-semiconductor film formation of any one of these.
-LR (Q-1)
In formula Q-1, L is represented by any of the divalent linking groups represented by any of the following formulas L-1 to L-25 or any of the following formulas L-1 to L-25. R represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 2 or more, and a silicon atom number of 2 It represents the above oligosiloxane group or trialkylsilyl group.

In Formula L-1 to Formula L-25, * represents the R-side bond position, the wavy line represents the other bond position, and Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L- each R 'independently in 13 formula L-24, represent a hydrogen atom or a substituent, R N represents a hydrogen atom or a substituent in the formula L-20 and formula L-24, R si in formula L-25 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基である、請求項8に記載の有機半導体膜形成用組成物。 The organic semiconductor film according to claim 8, wherein the Q 1 and Q 3 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, or the Q 2 and Q 4 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group. Forming composition. 有機溶媒を更に含有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for organic-semiconductor film formation of any one of Claims 1-9 which further contains an organic solvent. 前記有機溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒及び/又はエーテル系溶媒である、請求項10に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for forming an organic semiconductor film according to claim 10, wherein the organic solvent is an aromatic hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, a ketone solvent and / or an ether solvent. バインダーポリマーを更に含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物。   The composition for forming an organic semiconductor film according to claim 1, further comprising a binder polymer. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の有機半導体膜形成用組成物により成膜する成膜工程と、
前記有機半導体膜形成用組成物に対して外部刺激を与えて、前記式1で表される有機半導体化合物前駆体の少なくとも一部が、脱離性基の脱離を伴い芳香族化し有機半導体層を形成する脱離工程と、を含む、
有機半導体膜の製造方法。
A film forming step of forming a film with the composition for forming an organic semiconductor film according to any one of claims 1 to 12,
An external stimulus is given to the composition for forming an organic semiconductor film, and at least a part of the organic semiconductor compound precursor represented by the formula 1 is aromatized with elimination of a leaving group, and the organic semiconductor layer A desorption step to form
A method for producing an organic semiconductor film.
前記外部刺激が、100℃以上の加熱である、請求項13に記載の有機半導体膜の製造方法。   The method for producing an organic semiconductor film according to claim 13, wherein the external stimulus is heating at 100 ° C. or higher. 前記成膜工程が、溶液塗布法により成膜する工程である、請求項13又は14に記載の有機半導体膜の製造方法。   The method for producing an organic semiconductor film according to claim 13, wherein the film forming step is a step of forming a film by a solution coating method. 下記式1で表されることを特徴とする
化合物。

式1中、ZはNR、酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Rは水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、X及びYはそれぞれ独立に、水素原子又は脱離性基を表し、X及びYのうち少なくとも1つは脱離性基であり、Q〜Qはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、Q〜Qは隣り合った基同士でそれぞれ結合して環を形成してもよく、少なくとも1組の隣り合ったQ〜Qが結合して環を形成していない場合、Q〜Qのうち少なくとも1つは縮合多環芳香族基を有する基である。
A compound represented by the following formula 1.

In Formula 1, Z represents NR 1 , an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and X and Y each independently represent a hydrogen atom or a leaving group. And at least one of X and Y is a leaving group, Q 1 to Q 4 each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and Q 1 to Q 4 are adjacent to each other. The groups may be bonded to each other to form a ring. When at least one pair of adjacent Q 1 to Q 4 is not bonded to form a ring, at least one of Q 1 to Q 4 Is a group having a condensed polycyclic aromatic group.
前記脱離性基が、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又は珪素原子を介して環構造に直接結合している脱離性基である、請求項16に記載の化合物。 The compound according to claim 16 , wherein the leaving group is a leaving group directly bonded to the ring structure through a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a silicon atom. 前記X及びYのうち、一方が脱離性基であり、他方が水素原子である、請求項16又は17に記載の化合物。 The compound according to claim 16 or 17 , wherein one of the X and Y is a leaving group and the other is a hydrogen atom. 前記脱離性基が、式X−1〜式X−10のいずれかで表される基である、請求項1618のいずれか1項に記載の化合物。

式X−1〜式X−10中、R”はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、トリアルキルシリル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
The compound according to any one of claims 16 to 18 , wherein the leaving group is a group represented by any one of the formulas X-1 to X-10.

In formulas X-1 to X-10, R ″ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a trialkylsilyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group.
前記Zが、硫黄原子である、請求項1619のいずれか1項に記載の化合物。 The compound according to any one of claims 16 to 19 , wherein Z is a sulfur atom. 前記Q及びQ、Q及びQ、又は、Q及びQの組み合わせのうち、1つ以上が結合して環を形成している、請求項1620のいずれか1項に記載の化合物。 21. In any one of claims 16 to 20 , wherein one or more of Q 1 and Q 2 , Q 2 and Q 3 , or a combination of Q 3 and Q 4 are bonded to form a ring. The described compound. 下記式1−1〜式1−6のいずれかで表される、請求項19に記載の化合物。

式1−1〜式1−4中、X’及びY’はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q’〜Q’はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環A、環B及び環Cはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k1はそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、k1が2〜4の整数である場合、複数存在する環Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。

式1−5及び式1−6中、X”及びY”はそれぞれ独立に、水素原子又は前記式X−1〜式X−10で表される基を表し、Q”〜Q”はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は一価の有機基を表し、環D、環E及び環Fはそれぞれ独立に、ベンゼン環、アゾール環、フラン環又はチオフェン環を表し、k2はそれぞれ独立に、1〜6の整数を表し、k2が2〜6の整数である場合、複数存在する環Eはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
The compound of Claim 19 represented by either the following formula 1-1-formula 1-6.

In Formula 1-1 to Formula 1-4, X ′ and Y ′ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ′ 1 to Q ′ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring A, ring B and ring C each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k1 each independently , Represents an integer of 0 to 4, and when k1 is an integer of 2 to 4, a plurality of rings B may be the same or different.

In Formula 1-5 and Formula 1-6, X ″ and Y ″ each independently represent a hydrogen atom or a group represented by Formula X-1 to Formula X-10, and Q ″ 1 to Q ″ 4 represent Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, ring D, ring E and ring F each independently represent a benzene ring, an azole ring, a furan ring or a thiophene ring, and k2 each independently , 1 to 6 and k2 is an integer of 2 to 6, the plurality of rings E may be the same or different.
前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基であるか、又は、前記Q及びQが、下記式Q−1で表される基である、請求項1622のいずれか1項に記載の化合物。
−L−R (Q−1)
式Q−1中、Lは、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基、又は、下記式L−1〜式L−25のいずれかで表される二価の連結基が2つ以上結合した二価の連結基を表し、Rは、水素原子、アルキル基、オキシエチレン単位の繰り返し数vが2以上のオリゴオキシエチレン基、ケイ素原子数が2以上のオリゴシロキサン基又はトリアルキルシリル基を表す。

式L−1〜式L−25中、*はR側の結合位置を表し、波線部分はもう一方の結合位置を表し、式L−1、式L−2、式L−6及び式L−13〜式L−24におけるR’はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、式L−20及び式L−24におけるRNは水素原子又は置換基を表し、式L−25におけるRsiはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。
Above for Q 1 in and Q 3 are either a group represented by the following formula Q-1, or, the Q 2 and Q 4 is a group represented by the following formula Q-1, claim 16-22 The compound of any one of these.
-LR (Q-1)
In formula Q-1, L is represented by any of the divalent linking groups represented by any of the following formulas L-1 to L-25 or any of the following formulas L-1 to L-25. R represents a divalent linking group in which two or more divalent linking groups are bonded, and R is a hydrogen atom, an alkyl group, an oligooxyethylene group having a repeating number v of oxyethylene units of 2 or more, and a silicon atom number of 2 It represents the above oligosiloxane group or trialkylsilyl group.

In Formula L-1 to Formula L-25, * represents the R-side bond position, the wavy line represents the other bond position, and Formula L-1, Formula L-2, Formula L-6, and Formula L- each R 'independently in 13 formula L-24, represent a hydrogen atom or a substituent, R N represents a hydrogen atom or a substituent in the formula L-20 and formula L-24, R si in formula L-25 Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group.
前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基であるか、又は、前記Q及びQが、アルキル基、アリール基又はチオアリール基である、請求項23に記載の化合物。 The compound according to claim 23 , wherein the Q 1 and Q 3 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group, or the Q 2 and Q 4 are an alkyl group, an aryl group, or a thioaryl group. 有機半導体化合物前駆体である、請求項1624のいずれか1項に記載の化合物。
The compound according to any one of claims 16 to 24 , which is an organic semiconductor compound precursor.
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