JP6551163B2 - Heteroacene derivative, organic semiconductor layer, and organic thin film transistor - Google Patents

Heteroacene derivative, organic semiconductor layer, and organic thin film transistor Download PDF

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Description

本発明は、有機半導体材料等の電子材料への展開が可能な新規なヘテロアセン誘導体、これを用いた有機半導体層及び有機薄膜トランジスタに関するものであり、特に溶媒への溶解性に優れることから容易に製膜用の有機半導体溶液の調製が可能となる新規なヘテロアセン誘導体、これを用いた有機半導体層及び有機薄膜トランジスタに関するものである。   The present invention relates to a novel heteroacene derivative which can be developed into an electronic material such as an organic semiconductor material, an organic semiconductor layer and an organic thin film transistor using the same, and in particular, it is easily manufactured because of excellent solubility in a solvent. The present invention relates to a novel heteroacene derivative which enables preparation of an organic semiconductor solution for a film, an organic semiconductor layer and an organic thin film transistor using the same.

有機薄膜トランジスタに代表される有機半導体デバイスは、省エネルギー、低コスト及びフレキシブルといった無機半導体デバイスにはない特徴を有することから近年注目されている。この有機半導体デバイスは、有機半導体層、基板、絶縁層、電極等の数種類の材料から構成され、中でも電荷のキャリア移動を担う有機半導体層は該デバイスの中心的な役割を有している。そして、有機半導体デバイス性能は、この有機半導体層を構成する有機半導体材料のキャリア移動度により左右されることから、高キャリア移動度を与える有機半導体材料の出現が所望されている。   Organic semiconductor devices typified by organic thin film transistors have recently been attracting attention because they have features not found in inorganic semiconductor devices such as energy saving, low cost and flexibility. This organic semiconductor device is composed of several kinds of materials such as an organic semiconductor layer, a substrate, an insulating layer, an electrode, etc. Among them, the organic semiconductor layer responsible for carrier movement of charge has a central role of the device. And, since the organic semiconductor device performance depends on the carrier mobility of the organic semiconductor material that constitutes this organic semiconductor layer, the appearance of an organic semiconductor material that gives high carrier mobility is desired.

有機半導体層を作製する方法としては、高温真空下、有機材料を気化させて実施する真空蒸着法、有機材料を適当な溶媒に溶解させその溶液を塗布する塗布法等の方法が一般的に知られている。このうち、塗布法においては、高温高真空条件を用いることなく印刷技術を用いても実施することができるため、デバイス作製の大幅な製造コストの削減を図ることが期待でき、経済的に好ましいプロセスである。   As a method of producing an organic semiconductor layer, generally known methods such as a vacuum evaporation method implemented by evaporating an organic material under high temperature vacuum, a coating method of dissolving the organic material in an appropriate solvent and coating the solution It is done. Among these, since the coating method can be carried out using printing technology without using high temperature and high vacuum conditions, it can be expected to significantly reduce the manufacturing cost of device fabrication, which is an economically preferable process It is.

このような塗布法に使用される有機半導体材料は、高いキャリア移動度、及びデバイス作製のプロセス上の観点から、150℃以上の耐熱性と室温で1.0重量%以上の溶解度を合わせ持つものであることが好ましい。また、高い耐酸化性を持つことが好ましい。しかし、高キャリア移動度、高耐熱性、高溶解性、及び高耐酸化性を兼ね合わせた低分子系の有機半導体材料は知られていないのが現状である。   An organic semiconductor material used for such a coating method has a combination of heat resistance of 150 ° C. or more and solubility of 1.0% by weight or more at room temperature from the viewpoint of high carrier mobility and process of device fabrication Is preferred. Moreover, it is preferable to have high oxidation resistance. However, low-molecular-weight organic semiconductor materials that combine high carrier mobility, high heat resistance, high solubility, and high oxidation resistance are not known at present.

現在、低分子系材料としては、ビス[(トリイソプロピルシリル)エチニル]ペンタセン(例えば、非特許文献1参照。)、ジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェン(例えば、特許文献1参照。)、2,7−ジヘキシルジチエノベンゾジチオフェン(例えば、特許文献2、特許文献3参照。)等が提案されている。   At present, as low molecular weight materials, bis [(triisopropylsilyl) ethynyl] pentacene (see, for example, Non-Patent Document 1), dialkyl-substituted benzothienobenzothiophene (see, for example, Patent Document 1), 2,7- Dihexyl dithienobenzodithiophene (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3) and the like have been proposed.

しかし、非特許文献1に記載されたビス[(トリイソプロピルシリル)エチニル]ペンタセンは、塗布膜の移動度が0.3から1.0cm/Vsであったものが、120℃の熱処理後、0.2cm/Vsへ低下するという問題があった。また、特許文献1に記載されたジアルキル置換ベンゾチエノベンゾチオフェンの場合も、130℃に熱処理するとトランジスタ動作が失われるという問題があった。さらに、特許文献2及び特許文献3に提案のジヘキシルジチエノベンゾジチオフェンは、ドロップキャスト法により0.1cm/V・sの移動度を示すが、室温での溶媒に対する溶解度に課題を有する。 However, bis [(triisopropylsilyl) ethynyl] pentacene described in Non-Patent Document 1 has a mobility of 0.3 to 1.0 cm 2 / Vs of the coating film after heat treatment at 120 ° C., There was a problem that it decreased to 0.2 cm 2 / Vs. The dialkyl-substituted benzothienobenzothiophene described in Patent Document 1 also has a problem that the transistor operation is lost when heat treatment is performed at 130 ° C. Furthermore, the dihexyl dithienobenzodithiophene proposed in Patent Document 2 and Patent Document 3 exhibits a mobility of 0.1 cm 2 / V · s by the drop casting method, but has a problem in solubility in a solvent at room temperature.

再公表特許WO2008/047896号公報Patent reissued patent WO2008 / 047896 特表2011/526588号公報JP 2011/526588 gazette 特開2012/209329号公報JP, 2012/209329, A

ジャーナル オブ ポリマー サイエンス: パートB: ポリマー フィジックス、2006年、44巻、3631〜3641頁Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 2006, 44, 3631-3641

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高キャリア移動度で高耐熱性、高溶解性及び高耐酸化性を持つ新規な塗布型の有機半導体材料を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a novel coating type organic semiconductor material having high carrier mobility, high heat resistance, high solubility and high oxidation resistance. It is in.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討の結果、新規なヘテロアセン誘導体を用いることにより、高キャリア移動度を与えると共に、高溶解性、高耐熱性及び高耐酸化性を持つ有機薄膜トランジスタが得られることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor provides an organic thin film transistor having high carrier mobility and high solubility, high heat resistance and high oxidation resistance by using a novel heteroacene derivative. It has been found that it is possible to complete the present invention.

即ち、本発明は、下記一般式(1)で示されることを特徴とするヘテロアセン誘導体、その製造方法、有機半導体層、及びそれを用いてなる有機薄膜トランジスタに関するものである。   That is, the present invention relates to a heteroacene derivative represented by the following general formula (1), a method for producing the same, an organic semiconductor layer, and an organic thin film transistor using the same.

Figure 0006551163
(ここで、置換基R〜Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基、炭素数4〜16のアリール基、炭素数2〜14のアルケニル基、炭素数2〜14のアルキニル基を示す。T及びT2は、それぞれ独立して硫黄原子又はセレン原子を示す。但し、T及びT2は、同時に硫黄であることはない。)
以下に本発明を詳細に説明する。
Figure 0006551163
(Here, the substituents R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, an acyl group having 1 to 14 carbon atoms, an aryl group having 4 to 16 carbon atoms, or carbon. an alkenyl group having 2 to 14, .T 1 and T 2 indicates an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, represents a sulfur atom or a selenium atom independently. However, T 1 and T 2, at the same time sulfur There is nothing to do.)
The present invention is described in detail below.

本発明で用いられるヘテロアセン誘導体は上記一般式(1)で示される誘導体であり、置換基R〜Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基、炭素数4〜16のアリール基、炭素数2〜14のアルケニル基、炭素数2〜14のアルキニル基を示す。 The heteroacene derivative used in the present invention is a derivative represented by the above general formula (1), and the substituents R 1 to R 6 each independently represent hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or carbon atoms An acyl group having 1 to 14 carbon atoms, an aryl group having 4 to 16 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 14 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms.

置換基R〜Rにおけるハロゲンは、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素であり、反応性が高いことから臭素、ヨウ素が好ましい。 The halogens in the substituents R 1 to R 6 are, for example, chlorine, bromine, iodine, and fluorine, and bromine and iodine are preferable because of high reactivity.

置換基R〜Rにおける炭素数1〜14のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、2−エチルヘキシル基、3−エチルヘプチル基、3−エチルデシル基等の直鎖又は分岐アルキル基である。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示すヘテロアセン誘導体となることから、炭素数3〜10のアルキル基が好ましく、n−プロピル、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基であることがさらに好ましい。 The alkyl group having 1 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 to R 6 is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n -A linear or branched alkyl group such as heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylheptyl group, 3-ethyldecyl group and the like. And since it becomes a heteroacene derivative which shows especially high mobility and high solubility among them, a C3-C10 alkyl group is preferable, and n-propyl, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group And n-heptyl group and n-octyl group are more preferable.

置換基R〜Rにおける炭素数1〜14のアシル基は、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ドデカノイル基、2−エチルヘキサノイル基、3−エチルヘプタノイル基、3−エチルデカノイル基等の直鎖又は分岐アシル基である。そして、その中でも特に高移動度及び高溶解性を示すヘテロアセン誘導体となることから、炭素数3〜10のアシル基が好ましく、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基であることがさらに好ましい。 Examples of the acyl group having 1 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 to R 6 include a formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, nonanoyl group, A linear or branched acyl group such as a decanoyl group, a dodecanoyl group, a 2-ethylhexanoyl group, a 3-ethylheptanoyl group, or a 3-ethyldecanoyl group. Among them, an acyl group having a carbon number of 3 to 10 is preferable because it is a heteroacene derivative exhibiting high mobility and high solubility, and is preferably a propionyl group, butyryl group, valeryl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group. It is further preferred that

置換基R〜Rにおける炭素数4〜16のアリール基は、例えば、フェニル基、p−トリル基、p−(n−ヘキシル)フェニル基、p−(n−オクチル)フェニル基、p−(2−エチルヘキシル)フェニル基等のアルキル置換フェニル基、2−フリル基、5−フルオロ−2−フリル基、5−メチル−2−フリル基、5−エチル−2−フリル基、5−(n−プロピル)−2−フリル基、5−(n−ブチル)−2−フリル基、5−(n−ペンチル)−2−フリル基、5−(n−ヘキシル)−2−フリル基、5−(n−オクチル)−2−フリル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−フリル基、2−チエニル基、5−フルオロ−2−チエニル基、5−メチル−2−チエニル基、5−エチル−2−チエニル基、5−(n−プロピル)−2−チエニル基、5−(n−ブチル)−2−チエニル基、5−(n−ペンチル)−2−チエニル基、5−(n−ヘキシル)−2−チエニル基、5−(n−オクチル)−2−チエニル基、5−(2−エチルヘキシル)−2−チエニル基等のアルキル置換カルコゲノフェン基を挙げることができる。 The aryl group having 4 to 16 carbon atoms in the substituents R 1 to R 6 is, for example, phenyl group, p-tolyl group, p- (n-hexyl) phenyl group, p- (n-octyl) phenyl group, p- Alkyl-substituted phenyl groups such as (2-ethylhexyl) phenyl group, 2-furyl group, 5-fluoro-2-furyl group, 5-methyl-2-furyl group, 5-ethyl-2-furyl group, 5- (n -Propyl) -2-furyl group, 5- (n-butyl) -2-furyl group, 5- (n-pentyl) -2-furyl group, 5- (n-hexyl) -2-furyl group, 5- (N-octyl) -2-furyl group, 5- (2-ethylhexyl) -2-furyl group, 2-thienyl group, 5-fluoro-2-thienyl group, 5-methyl-2-thienyl group, 5-ethyl -2-thienyl group, 5- (n-propyl) -2-thienyl group Group, 5- (n-butyl) -2-thienyl group, 5- (n-pentyl) -2-thienyl group, 5- (n-hexyl) -2-thienyl group, 5- (n-octyl) -2 And alkyl substituted chalcogenophene groups such as -thienyl group, 5- (2-ethylhexyl) -2-thienyl group and the like.

置換基R〜Rにおける炭素数2〜14のアルケニル基は、例えば、エテニル基、n−プロペニル基、n−ブテニル基、n−ペンテニル基、n−ヘキセニル基、n−ヘプテニル基、n−オクテニル基、n−ノネル基、n−デセニル基、n−ドデセニル基等のアルケニル基が挙げられる。 The alkenyl group having 2 to 14 carbon atoms in the substituents R 1 to R 6 is, for example, ethenyl group, n-propenyl group, n-butenyl group, n-pentenyl group, n-hexenyl group, n-heptenyl group, n- Examples thereof include alkenyl groups such as octenyl group, n-nonel group, n-decenyl group and n-dodecenyl group.

置換基R〜Rにおける炭素数2〜14のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、n−プロピニル基、n−ブチニル基、n−ペンチニル基、n−ヘキシニル基、n−ヘプチニル基、n−オクチニル基、n−ノニニル基、n−デシニル基、n−ドデシニル基、が挙げられる。 Examples of the alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms in substituents R 1 to R 6 include ethynyl group, n-propynyl group, n-butynyl group, n-pentynyl group, n-hexynyl group, n-heptynyl group, and n -Octynyl group, n-nonynyl group, n-decynyl group, n-dodecynyl group.

置換基R〜Rにおける置換基の種類としては、高移動度のため、R及びRが水素、ハロゲン、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基、炭素数4〜16のアリール基、炭素数2〜14のアルケニル基、炭素数2〜14のアルキニル基からなる群から選ばれ、R〜Rが水素である場合が好ましく、さらにより高移動度のため、R及びRが炭素数1〜14のアルキル基、R〜Rが水素である場合がさらに好ましい。 As the types of substituents in the substituents R 1 to R 6 , because of high mobility, R 1 and R 2 are hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, an acyl group having 1 to 14 carbon atoms, carbon It is selected from the group consisting of an aryl group of 4 to 16 atoms, an alkenyl group of 2 to 14 carbon atoms, and an alkynyl group of 2 to 14 carbon atoms, and it is preferable that R 3 to R 6 be hydrogen. It is further preferable that R 1 and R 2 be an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and R 3 to R 6 be hydrogen.

本発明の上記一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体のT及びT2は、それぞれ独立して硫黄原子又はセレン原子を示す。但し、T及びT2は、同時に硫黄であることはない。そして、本発明において、T及びT2は、特に高移動度のため、Tがセレン、T2が硫黄である場合、又はT及びT2がセレンである場合が好ましく、原料の合成の容易さのため、Tがセレン、T2が硫黄である場合がさらに好ましい。 T 1 and T 2 of the heteroacene derivative represented by the general formula (1) of the present invention each independently represent a sulfur atom or a selenium atom. However, T 1 and T 2 can not simultaneously be sulfur. In the present invention, T 1 and T 2 are particularly preferably high mobility when T 1 is selenium, T 2 is sulfur or T 1 and T 2 are selenium, and the synthesis of the raw material is preferable. It is further preferred that T 1 is selenium and T 2 is sulfur for ease of

本発明で用いられるヘテロアセン誘導体の具体的例示としては、以下のものを挙げることができる。   The following can be mentioned as specific examples of the heteroacene derivative used in the present invention.

Figure 0006551163
Figure 0006551163

Figure 0006551163
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Figure 0006551163
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Figure 0006551163
Figure 0006551163

Figure 0006551163
なお、一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体としては、高溶解性、高移動度、及び高耐酸化性のため、2,7−ジ(n−ブチル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物2)、2,7−ジ(n−ペンチル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物3)、2,7−ジ(n−ヘキシル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物4)、2,7−ジ(n−ヘプチル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物5)、2,7−ジ(n−オクチル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物6)、2,7−ジ(n−ノニル)ジチエノベンゾジセレノフェン(化合物7)が好ましい。
Figure 0006551163
In addition, as the heteroacene derivative represented by the general formula (1), 2,7-di (n-butyl) dithienobenzodiselenophen (compound 2) because of high solubility, high mobility, and high oxidation resistance. ), 2,7-di (n-pentyl) dithienobenzo diselenophene (compound 3), 2,7-di (n-hexyl) dithienobenzo diselenophene (compound 4), 2,7-di (compound 3) n-Heptyl) dithienobenzodiselenophene (compound 5), 2,7-di (n-octyl) dithienobenzodiselenophene (compound 6), 2,7-di (n-nonyl) dithienobenzodi Selenophene (compound 7) is preferred.

本発明で用いられるヘテロアセン誘導体の製造方法としては、該ヘテロアセン誘導体を製造することが可能であれば如何なる製造方法を用いることも可能である。例えば、置換基R及びRが水素又は炭素数1〜14のアルキル基、置換基R〜Rが水素であるヘテロアセン誘導体を製造する場合、下記(A)〜(D)の工程を経る製造方法により、ヘテロアセン誘導体(下記反応スキーム中の化合物(1a))を製造することができる。
(A)工程;パラジウム触媒の存在下、3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼンにより1,4−ジ(3−ハロカルコゲノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼンを製造する工程。
(B)工程;カルコゲン化アルカリ金属塩の存在下、(A)工程により得られた1,4−ジ(3−ハロカルコゲノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼンの分子内環化により無置換ヘテロアセンを製造する工程。
(C)工程;触媒として塩化アルミニウムの存在下、無置換ヘテロアセンと塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジアシルヘテロアセンを製造する工程。
(D)工程;(C)工程により得られたジアシルヘテロアセンを還元反応に供し、ヘテロアセン誘導体を製造する工程。
As a method for producing the heteroacene derivative used in the present invention, any production method can be used as long as the heteroacene derivative can be produced. For example, in the case of producing a heteroacene derivative in which the substituents R 1 and R 2 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the substituents R 3 to R 6 are hydrogen, the following steps (A) to (D) The heteroacene derivative (compound (1a) in the following reaction scheme) can be produced according to the production method.
(A) Step; 1,4-di (3-halochalcogenophenyl)-with 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivative and 1,4-dibromo-2,5-difluorobenzene in the presence of a palladium catalyst A step of producing 2,5-difluorobenzene.
Step (B): Unsubstituted by intramolecular cyclization of 1,4-di (3-halochalcogenophenyl) -2,5-difluorobenzene obtained by Step (A) in the presence of alkali metal salt of chalcogenide Process of manufacturing heteroacene.
Step (C): A step of producing diacyl heteroacene by Friedel-Crafts acylation reaction of unsubstituted heteroacene and acyl chloride compound in the presence of aluminum chloride as a catalyst.
Step (D): a step of subjecting the diacyl heteroacene obtained in step (C) to a reduction reaction to produce a heteroacene derivative.

そして、反応工程数が少ないことから好ましいより具体的な製造方法を以下の反応スキームに示す。   Then, a more specific production method which is preferable because the number of reaction steps is small is shown in the following reaction scheme.

Figure 0006551163
(ここで、置換基R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜14のアルキル基を示し、置換基Rは、水素、炭素数1〜13のアルキル基を示す。T及びT2は、それぞれ独立して硫黄原子又はセレン原子を示す。但し、T及びT2は、同時に硫黄であることはない。置換基X及びXは、それぞれ独立して、ハロゲンを示す。)
ここで、(A)工程は、パラジウム触媒の存在下、3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼンのクロスカップリングにより1,4−ジ(3−ハロカルコゲノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼンを製造する工程である。
Figure 0006551163
(Here, the substituents R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the substituent R 7 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms. T 1. And T 2 each independently represent a sulfur atom or a selenium atom, provided that T 1 and T 2 are not simultaneously sulfur The substituents X 1 and X 2 each independently represent a halogen Show)
Here, the step (A) is carried out by cross-coupling of a 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivative with a 1,4-dibromo-2,5-difluorobenzene in the presence of a palladium catalyst. It is a step of producing 3-halochalcogenophenyl) -2,5-difluorobenzene.

3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体は、例えば、イソプロピルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムクロライド、フェニルマグネシウムクロライド等の有機金属試薬を用い、2,3−ジハロカルコゲノフェンの2位のハロゲンをマグネシウムハライドに交換後(グリニャール試薬の調製)、塩化亜鉛と金属交換することで調製することができる。また、該有機金属試薬の代わりにマグネシウム金属を用い、2,3−ジハロカルコゲノフェンのグリニャール試薬を調製することも可能である。2,3−ジハロカルコゲノフェンのグリニャール試薬を調製する条件としては、例えば、テトラヒドロフラン(以後、THFと記す。)又はジエチルエーテル等の溶媒中、−80℃〜50℃の温度範囲内で実施することができる。該グリニャール試薬の溶液に塩化亜鉛を反応させることで3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体を調製することができる。塩化亜鉛はそのままの状態でもよいし、THFまたはジエチルエーテル溶液であってもかまわない。該グリニャール試薬と塩化亜鉛との反応の温度としては、−80℃〜30℃の範囲内で実施できる。   The 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivative is prepared by using, for example, an organometallic reagent such as isopropylmagnesium bromide, ethylmagnesium chloride, phenylmagnesium chloride, and the like. After exchanging with halide (preparation of Grignard reagent), it can be prepared by exchanging metal with zinc chloride. It is also possible to prepare a Grignard reagent of 2,3-dihalochalcogenophene using magnesium metal instead of the organometallic reagent. The conditions for preparing the 2,3-dihalochalcogenophene Grignard reagent are, for example, carried out in a solvent such as tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) or diethyl ether within a temperature range of −80 ° C. to 50 ° C. can do. A 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivative can be prepared by reacting zinc chloride with a solution of the Grignard reagent. Zinc chloride may be used as it is, or it may be THF or diethyl ether solution. The reaction temperature of the Grignard reagent and zinc chloride can be carried out within a range of -80 ° C to 30 ° C.

3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体のハロゲンとしては、例えば、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素を挙げることができる。3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体は、具体的には、例えば、3−クロロチエニル−2−亜鉛誘導体、3−ブロモチエニル−2−亜鉛誘導体、3−ヨードチエニル−2−亜鉛誘導体、3−フルオロチエニル−2−亜鉛誘導体、3−クロロセレノフェニル−2−亜鉛誘導体、3−ブロモセレノフェニル−2−亜鉛誘導体、3−ヨードセレノフェニル−2−亜鉛誘導体、3−フルオロセレノフェニル−2−亜鉛誘導体等を挙げることができ、その中でも、特に反応効率に優れることから3−クロロチエニル−2−亜鉛誘導体、3−ブロモチエニル−2−亜鉛誘導体であることが好ましい。   As a halogen of 3-halo chalcogeno phenyl 2-zinc derivative, chlorine, a bromine, a fluorine, and an iodine can be mentioned, for example. Specifically, 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivatives are, for example, 3-chlorothienyl-2-zinc derivatives, 3-bromothienyl-2-zinc derivatives, 3-iodothienyl-2-zinc derivatives, 3-fluorothienyl-2-zinc derivative, 3-chloroselenophenyl-2-zinc derivative, 3-bromoselenophenyl-2-zinc derivative, 3-iodoselenophenyl-2-zinc derivative, 3-fluoroselenophenyl-2 -Zinc derivatives and the like can be mentioned, and among them, 3-chlorothienyl-2-zinc derivatives and 3-bromothienyl-2-zinc derivatives are preferable because they are particularly excellent in reaction efficiency.

パラジウム触媒の存在下、調製された3−ハロカルコゲノフェニル−2−亜鉛誘導体と1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼンをクロスカップリングすることにより1,4−ジ(3−ハロカルコゲノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼンを合成することができる。その際のパラジウム触媒としては、例えば、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム等を挙げることができ、反応温度としては、20℃〜80℃の範囲内で実施することができる。   1,4-di (3-halo chalco) by cross coupling of the prepared 3-halochalcogenophenyl-2-zinc derivative with 1,4-dibromo-2,5-difluorobenzene in the presence of a palladium catalyst Genophenyl) -2,5-difluorobenzene can be synthesized. In this case, examples of the palladium catalyst include tetrakis (triphenylphosphine) palladium, bis (triphenylphosphine) dichloropalladium, and the like, and the reaction temperature is 20 to 80 ° C. Can.

該反応で得られる生成物としては、1,4−ジ(3−クロロチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−ブロモチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−ヨードチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−フルオロチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−クロロセレノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−ブロモセレノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−ヨードセレノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼン、1,4−ジ(3−フルオロチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼンが挙げられる。   The products obtained by the reaction include 1,4-di (3-chlorothienyl) -2,5-difluorobenzene, 1,4-di (3-bromothienyl) -2,5-difluorobenzene, 1, 4-di (3-iodothienyl) -2,5-difluorobenzene, 1,4-di (3-fluorothienyl) -2,5-difluorobenzene, 1,4-di (3-chloroselenophenyl) -2 , 5-difluorobenzene, 1,4-di (3-bromoselenophenyl) -2,5-difluorobenzene, 1,4-di (3-iodoselenophenyl) -2,5-difluorobenzene, 1,4- Di (3-fluorothienyl) -2,5-difluorobenzene is mentioned.

(B)工程は、カルコゲン化アルカリ金属塩の存在下、1,4−ジ(3−ハロカルコゲノフェニル)−2,5−ジフルオロベンゼンの分子内環化により無置換ヘテロアセンを製造する工程である。   Step (B) is a step of producing an unsubstituted heteroacene by intramolecular cyclization of 1,4-di (3-halochalcogenophenyl) -2,5-difluorobenzene in the presence of a chalcogenated alkali metal salt. .

該カルコゲン化アルカリ金属塩としては、例えば、セレン化ナトリウム、セレン化カリウム、セレン化リチウム、セレン化ルビジウム、セレン化セシウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化リチウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム、及びその水和物等を挙げることができ、該分子内環化反応は、例えば、N−メチルピロリドン(以後、NMPと記す。)、N,N−ジメチルホルムアミド(以後、DMFと記す。)等の溶媒中、80℃〜200℃の温度範囲で行うことができる。   As the chalcogenide alkali metal salt, for example, sodium selenide, potassium selenide, lithium selenide, rubidium selenide, cesium selenide, sodium sulfide, potassium sulfide, lithium sulfide, rubidium sulfide, cesium sulfide, and hydrate thereof The intramolecular cyclization reaction is carried out in a solvent such as N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) or N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF). It can be carried out in a temperature range of 80 ° C to 200 ° C.

本工程で使用されるカルコゲン化アルカリ金属塩は、市販品及び公知の方法で調製したものを用いることができる。例えば、セレン化ナトリウムは、セレンをエタノール中水素化ホウ素ナトリウムで還元して得られたものをそのまま使用することができる。   A commercially available product and one prepared by a known method can be used as the chalcogenide alkali metal salt used in this step. For example, sodium selenide can be used as it is obtained by reducing selenium with sodium borohydride in ethanol.

(C)工程は、触媒として塩化アルミニウムの存在下、無置換ヘテロアセンと塩化アシル化合物とのフリーデルクラフツアシル化反応により、ジアシルヘテロアセンを製造する工程である。   Step (C) is a step of producing diacyl heteroacene by Friedel-Crafts acylation reaction of unsubstituted heteroacene and an acyl chloride compound in the presence of aluminum chloride as a catalyst.

該塩化アシル化合物としては、例えば、塩化ホルミル、塩化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ブチリル、塩化イソブチリル、塩化バレロイル、塩化ヘキサノイル、塩化ヘプタノイル、塩化オクタノイル、塩化2−エチルヘキサノイル、塩化ノニノイル、塩化デカノイル、塩化ドデカノイル、塩化テトラデカノイル等を挙げることができる。該フリーデルクラフツアシル化反応は、例えば、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トルエン等の溶媒中、0℃〜40℃の温度範囲で行うことができる。   Examples of the acyl chloride compound include formyl chloride, acetyl chloride, propionyl chloride, butyryl chloride, isobutyryl chloride, valeroyl chloride, hexanoyl chloride, heptanoyl chloride, octanoyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, noninoyl chloride, decanoyl chloride, chloride Examples include dodecanoyl, tetradecanoyl chloride and the like. The Friedel-Crafts acylation reaction can be performed, for example, in a solvent such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, toluene or the like at a temperature range of 0 ° C to 40 ° C.

また(D)工程は、ジアシルヘテロアセンを還元反応に供し、ヘテロアセン誘導体を製造する工程である。   Step (D) is a step for producing a heteroacene derivative by subjecting diacyl heteroacene to a reduction reaction.

ジアシルヘテロアセンの還元反応は、例えば、還元剤として水素化ホウ素ナトリウム/塩化アルミニウム、又は水素化リチウムアルミニウム/塩化アルミニウムを用い、THF、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、又はメチルターシャリーブチルエーテルの溶媒中、−10℃〜80℃の温度範囲で行うことができる。また、例えば、還元剤としてヒドラジンを用い、ジエチレングルコール、エチレングリコール又はトリエチレングリコール中、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム存在下、80℃〜250℃の温度範囲で行うこともできる。   In the reduction reaction of diacyl heteroacene, for example, sodium borohydride / aluminum chloride or lithium aluminum hydride / aluminum chloride is used as a reducing agent, and in a solvent of THF, diethyl ether, diisopropyl ether, or methyl tertiary butyl ether, It can be carried out in a temperature range of 10 ° C to 80 ° C. For example, it can also be carried out in a temperature range of 80 ° C. to 250 ° C. in the presence of potassium hydroxide or sodium hydroxide in diethylene glycol, ethylene glycol or triethylene glycol, using hydrazine as a reducing agent.

さらに、製造したヘテロアセン誘導体は、カラムクロマトグラフィー等に供することにより精製することができ、その際の分離剤としては、例えば、シリカゲル、活性アルミナ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。   Furthermore, the prepared heteroacene derivative can be purified by subjecting to column chromatography etc., and as separation agents in that case, for example, silica gel, activated alumina, solvents as hexane, heptane, toluene, dichloromethane, chloroform Etc. can be mentioned.

製造したヘテロアセン誘導体は、活性炭、ゼオライト、活性白土等に供することにより溶液中で脱色精製することができ、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等を挙げることができる。   The prepared heteroacene derivative can be decolorized and purified in a solution by using activated carbon, zeolite, activated clay and the like, and examples of the solvent include hexane, heptane, toluene, dichloromethane, chloroform and the like.

また、製造したヘテロアセン誘導体は、さらに再結晶により精製してもよく、再結晶の回数としては、純度向上のため、好ましくは2〜5回である。再結晶の回数を増やすことで純度を向上させることができる。再結晶に用いる溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等を挙げることができ、これらの任意の割合の混合物であってもよい。再結晶法としては、加熱によりヘテロアセン誘導体の溶液を調製し(その際の溶液の濃度は、不純物を効率よく除去するため、0.01〜10.0重量%の範囲が好ましく、0.05〜5.0重量%の範囲がさらに好ましい。)、該溶液を冷却することでヘテロアセン誘導体の結晶を析出させ単離するが、単離する際の最終的な冷却温度は、純度及び回収率向上のため、−20℃から40℃の範囲にあることが好ましい。なお、純度を測定する際には液体クロマトグラフィーにより分析することが可能である。   The produced heteroacene derivative may be further purified by recrystallization, and the number of recrystallizations is preferably 2 to 5 in order to improve the purity. The purity can be improved by increasing the number of recrystallizations. Examples of the solvent used for recrystallization include hexane, heptane, octane, toluene, xylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like, and a mixture of any ratio thereof may be used. As the recrystallization method, a solution of a heteroacene derivative is prepared by heating (the concentration of the solution at that time is preferably in the range of 0.01 to 10.0% by weight in order to efficiently remove impurities, The range of 5.0% by weight is more preferable), and the solution is cooled to precipitate and isolate crystals of the heteroacene derivative, but the final cooling temperature at the time of isolation is improved in purity and recovery rate. Therefore, the temperature is preferably in the range of -20 ° C to 40 ° C. In addition, when measuring purity, it is possible to analyze by liquid chromatography.

本発明のヘテロアセン誘導体は、適当な溶媒に溶解させることで有機半導体層形成用溶液とすることができる。該溶媒としては、一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体を溶解することが可能な溶媒であれば如何なる溶媒を使用してもよく、有機半導体層を形成する際、溶媒の乾燥速度を好適なものとすることができることから、常圧での沸点が100℃以上である有機溶媒が好ましい。   The heteroacene derivative of the present invention can be made into a solution for forming an organic semiconductor layer by dissolving in a suitable solvent. As the solvent, any solvent can be used as long as it can dissolve the heteroacene derivative represented by the general formula (1), and when forming the organic semiconductor layer, the drying rate of the solvent is preferably selected. An organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure is preferable.

本発明で用いることが可能な溶媒として、特に制限はなく、例えば、トルエン、メシチレン、o−キシレン、イソプロピルベンゼン、ペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン等の芳香族炭化水素類、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、2,3−ジメチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール、2,6−ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2−メチレンジオキシベンゼン、1,2−エチレンジオキシベンゼン等の芳香族エーテル類、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化合物、シクロヘキサノン、オクタン、デカン、ドデカン、デカリン等の飽和炭化水素類、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4−ブタンジオールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール類、酢酸フェニル、シクロヘキサノールアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル類、などを挙げられることができ、その中でも適度な乾燥速度を持つことから、好ましくはトルエン、o−キシレン、メシチレン、1,2,4−トリメチルベンゼン、テトラリン、インダン、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、2,3−ジメチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール、2,6−ジメチルアニソール、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、1,2−メチレンジオキシベンゼン、1,2−エチレンジオキシベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジクロロベンゼンであり、さらに好ましくは、トルエン、o−キシレン、メシチレン、テトラリン、インダン、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、2,3−ジメチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール、2,6−ジメチルアニソールである。   There is no restriction | limiting in particular as a solvent which can be used by this invention, For example, aromatic, such as toluene, mesitylene, o-xylene, isopropylbenzene, pentylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, tetralin, indane Hydrocarbons, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 2,3-dimethylanisole, 3,4-dimethylanisole, 2,6-dimethylanisole, ethylphenyl ether, butylphenyl ether, 1,2- Aromatic ethers such as methylenedioxybenzene and 1,2-ethylenedioxybenzene, aromatic halogen compounds such as chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene and 1,4-dichlorobenzene, cyclohexanone , Octane, decane, Saturated hydrocarbons such as decane and decalin, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diacetate, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3 -Butylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono Glycols such as butyl ether acetate, phenyl acetate, cyclohexanol acetate Esters such as 3-methoxybutyl acetate can be mentioned, and among them, since it has an appropriate drying rate, preferably toluene, o-xylene, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, tetralin, Indane, anisole, 2-methyl anisole, 3-methyl anisole, 2,3-dimethyl anisole, 3,4- dimethyl anisole, 2, 6-dimethyl anisole, ethyl phenyl ether, butyl phenyl ether, 1,2- methylene dioxy Benzene, 1,2-ethylenedioxybenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,3-dichlorobenzene, 1,4-dichlorobenzene, more preferably toluene, o-xylene, mesitylene, tetralin, indane, Anisole, 2-Methylanisole, 3 Methyl anisole, 2,3-dimethyl anisole, 3,4-dimethyl anisole, 2,6-dimethyl anisole.

なお、本発明で用いる溶媒は、1種類の溶媒を単独で使用、または沸点、極性、溶解度パラメーターなど性質の異なる溶媒を2種類以上混合して使用することが可能である。   As the solvent used in the present invention, it is possible to use one type of solvent alone or to use two or more types of solvents having different properties such as boiling point, polarity, solubility parameter and the like.

一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体を溶媒に混合溶解する際の温度としては、溶解を促進させる目的のため、0〜80℃の温度範囲で行うことが好ましく、10〜60℃の温度範囲で行うことが更に好ましい。   The temperature for mixing and dissolving the heteroacene derivative represented by the general formula (1) in a solvent is preferably in the temperature range of 0 to 80 ° C., preferably 10 to 60 ° C., for the purpose of promoting dissolution. More preferably,

また、一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体を有機溶媒に溶解混合する時間は、均一溶液を得るため、1分〜1時間で溶解することが好ましい。   In addition, the time for dissolving and mixing the heteroacene derivative represented by the general formula (1) in an organic solvent is preferably 1 minute to 1 hour in order to obtain a uniform solution.

本発明では本発明の有機半導体層形成用溶液における一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体の濃度が0.1〜10.0重量%の範囲であると、取り扱い容易になり、有機半導体層を形成する際の効率により優れるものとなる。また、有機半導体層形成用溶液の粘度が0.3〜10mPa・sの範囲であると、より好適な塗工性を発現するものとなる。   In the present invention, when the concentration of the heteroacene derivative represented by the general formula (1) in the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is in the range of 0.1 to 10.0% by weight, handling becomes easy and the organic semiconductor layer It becomes more excellent by the efficiency at the time of formation. In addition, when the viscosity of the solution for forming an organic semiconductor layer is in the range of 0.3 to 10 mPa · s, more preferable coatability is exhibited.

なお該溶液は、該ヘテロアセン誘導体自体が適度の凝集性を有することから比較的に低温で調製することが可能、且つ耐酸化性があることから、塗布法による有機薄膜の製造に好適に適用できる。即ち、雰囲気から空気を除く必要がないことから塗布工程を簡略化することができる。さらに該溶液は、例えば、ポリスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)、ポリビニルナフタレン、エチレン−ノルボルネンコポリマー、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルメタクリレート等のポリマーをバインダーとして存在させることもできる。これらのポリマーバインダーの濃度は、適度な溶液の粘度のため、0.1〜10.0重量%であることが好ましい。また、該溶液は、優れた塗布性を有することから、0.5〜50mPa・sの範囲の粘度にあることが好ましい。   The solution can be suitably applied to the production of an organic thin film by a coating method because it can be prepared at a relatively low temperature because the heteroacene derivative itself has an appropriate cohesive property and has oxidation resistance. . That is, since it is not necessary to remove air from the atmosphere, the coating process can be simplified. Further, the solution may contain, as a binder, polymers such as polystyrene, poly (α-methylstyrene), polyvinyl naphthalene, ethylene-norbornene copolymer, polyphenylene ether, and polymethyl methacrylate. The concentration of these polymer binders is preferably 0.1 to 10.0% by weight for an appropriate solution viscosity. In addition, the solution preferably has a viscosity in the range of 0.5 to 50 mPa · s in order to have excellent coatability.

本発明の有機半導体層形成用溶液を用いて有機半導体層を形成する際の塗布方法としては、有機半導体層を形成可能な方法であれば特に制限はなく、例えば、スピンコート、ドロップキャスト、ディップコート、キャストコート等の簡易塗工法;ディスペンサー、インクジェット、スリットコート、ブレードコート、フレキソ印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷法を挙げることができ、中でも容易に効率よく有機半導体層とすることが可能となることから、スピンコート、インクジェットであることが好ましい。   The coating method for forming the organic semiconductor layer using the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of forming an organic semiconductor layer, and, for example, spin coating, drop casting, dip Simple coating methods such as coating, cast coating, etc .; printing methods such as dispenser, inkjet, slit coating, blade coating, flexographic printing, screen printing, gravure printing, offset printing, etc. can be mentioned. In order to be able to do this, spin coating and inkjet are preferable.

本発明の有機半導体層形成用溶液を塗布後、溶媒を乾燥除去することにより有機半導体層を形成することが可能である。   After applying the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention, the solvent can be dried and removed to form an organic semiconductor layer.

塗布した有機半導体層から溶媒を乾燥除去する際、乾燥する条件に特に制限はなく、例えば、常圧下、又は減圧下で溶媒の乾燥除去を行うことが可能である。   When the solvent is dried and removed from the applied organic semiconductor layer, the drying conditions are not particularly limited, and for example, the solvent can be removed by drying under normal pressure or reduced pressure.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する温度に特に制限はないが効率よく塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去することができ、有機半導体層を形成することが可能であるため、10〜150℃の温度範囲で行うことが好ましい。   There is no particular limitation on the temperature at which the organic solvent is dried and removed from the applied organic semiconductor layer, but the organic solvent can be dried and removed from the applied organic semiconductor layer efficiently, and an organic semiconductor layer can be formed, It is preferable to carry out in the temperature range of 10-150 degreeC.

塗布した有機半導体層から有機溶媒を乾燥除去する際、除去する有機溶媒の気化速度を調節することで、一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体の結晶成長を制御することが可能である。   When the organic solvent is dried and removed from the applied organic semiconductor layer, the crystal growth of the heteroacene derivative represented by the general formula (1) can be controlled by adjusting the evaporation rate of the organic solvent to be removed.

本発明の有機半導体層形成用溶液により形成される有機半導体層の膜厚に制限はなく、良好なキャリア移動が得られることから、1nm〜1μmの範囲であることが好ましく、10nm〜300nmの範囲であることが更に好ましい。   The film thickness of the organic semiconductor layer formed by the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention is not limited, and is preferably in the range of 1 nm to 1 μm, and in the range of 10 nm to 300 nm, because good carrier migration is obtained It is further preferred that

また、得られる有機半導体層は、有機半導体層を形成後、40〜180℃でアニール処理を行ってもよい。   The obtained organic semiconductor layer may be annealed at 40 to 180 ° C. after forming the organic semiconductor layer.

本発明の有機半導体層形成用溶液より形成される有機半導体層は、有機半導体デバイス、特に有機薄膜トランジスタの有機半導体層として使用することが可能である。   The organic semiconductor layer formed from the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention can be used as an organic semiconductor layer of an organic semiconductor device, particularly an organic thin film transistor.

有機薄膜トランジスタは、基板上に、ソース電極及びドレイン電極を付設した有機半導体層とゲート電極とを絶縁層を介し積層することにより得ることができ、該有機半導体層に本発明の有機半導体層形成用溶液により形成した有機半導体層を用いることにより、優れた半導体・電気特性を発現する有機薄膜トランジスタとすることが可能である。   The organic thin film transistor can be obtained by laminating an organic semiconductor layer provided with a source electrode and a drain electrode and a gate electrode on a substrate via an insulating layer, and the organic semiconductor layer is formed on the organic semiconductor layer according to the present invention. By using an organic semiconductor layer formed of a solution, an organic thin film transistor exhibiting excellent semiconductor and electrical characteristics can be obtained.

図1に一般的な有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す。ここで、(A)は、ボトムゲート−トップコンタクト型、(B)は、ボトムゲート−ボトムコンタクト型、(C)は、トップゲート−トップコンタクト型、(D)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であり、1は有機半導体層、2は基板、3はゲート電極、4はゲート絶縁層、5はソース電極、6はドレイン電極を示し、本発明の有機半導体層形成用溶液より形成される有機半導体層は、いずれの有機薄膜トランジスタにも適用することが可能である。   The structure by the cross-sectional shape of a general organic thin-film transistor is shown in FIG. Here, (A) is a bottom gate-top contact type, (B) is a bottom gate-bottom contact type, (C) is a top gate-top contact type, and (D) is a top gate-bottom contact type. 1 is an organic semiconductor layer, 2 is a substrate, 3 is a gate electrode, 4 is a gate insulating layer, 5 is a source electrode, 6 is a drain electrode, and is formed from the solution for forming an organic semiconductor layer of the present invention. The organic semiconductor layer to be formed can be applied to any organic thin film transistor.

本発明に係る基板としては特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、環状ポリオレフィン、フッ素化環状ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリ(ジイソプロピルマレエート)、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、セルローストリアセテート等のプラスチック基板;ガラス、石英、酸化アルミニウム、シリコン、ハイドープシリコン、酸化シリコン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物等の無機材料基板;金、銅、クロム、チタン、アルミニウム等の金属基板等を挙げることができる。なお、ハイドープシリコンを基板に用いた場合、その基板はゲート電極を兼ねることができる。   The substrate according to the present invention is not particularly limited. For example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, cyclic polyolefin, fluorinated cyclic polyolefin, polyimide, polycarbonate, polyvinyl phenol, Plastic substrates such as polyvinyl alcohol, poly (diisopropyl fumarate), poly (diethyl fumarate), poly (diisopropyl maleate), polyether sulfone, polyphenylene sulfide, cellulose triacetate; glass, quartz, aluminum oxide, silicon, highly doped silicon , Inorganic materials such as silicon oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, etc .; gold, copper, chromium Titanium, mention may be made of metal such as aluminum substrate, or the like. When highly doped silicon is used for the substrate, the substrate can also serve as the gate electrode.

本発明に係るゲート電極としては特に制限はなく、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ハイドープシリコン、スズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、クロム、チタン、タンタル、グラフェン、カーボンナノチューブ等の無機材料;ドープされた導電性高分子(例えばPEDOT−PSS)等の有機材料を挙げることができる。   The gate electrode according to the present invention is not particularly limited. For example, aluminum, gold, silver, copper, highly doped silicon, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, chromium, titanium, tantalum, graphene, carbon nanotube, etc. And inorganic materials; organic materials such as doped conductive polymers (eg, PEDOT-PSS).

また、上記の無機材料は、金属のナノ粒子インクとしても差し支えなく使用することができる。この場合の溶媒は、適度の分散性のため、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール等の極性溶媒;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6〜14の脂肪族炭化水素溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、オクチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、インダン、アニソール、1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、1,2−ジメチルアニソール、2,3−ジメチルアニソール、3,4−ジメチルアニソール等の炭素数7〜14の芳香族炭化水素溶媒であることが好ましい。該ナノ粒子インクを塗布後、導電性向上のため、80℃〜200℃の温度範囲でアニール処理することが好ましい。   The inorganic material can be used as a metal nanoparticle ink. The solvent in this case is a polar solvent such as water, methanol, ethanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol and the like because of its appropriate dispersibility; hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane, etc. 14 aliphatic hydrocarbon solvents; toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, pentylbenzene, hexylbenzene, octylbenzene, cyclohexylbenzene, tetralin, indane, anisole, 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, 1, It is preferable that they are C7-C14 aromatic hydrocarbon solvents, such as 2-dimethyl anisole, a 2, 3- dimethyl anisole, a 3, 4- dimethyl anisole. After the application of the nanoparticle ink, annealing is preferably performed in a temperature range of 80 ° C. to 200 ° C. in order to improve the conductivity.

本発明に係るゲート絶縁層としては特に制限はなく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、二酸化タンタル、五酸化タンタル、インジウム錫酸化物、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス等の無機材料;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリ(ジイソプロピルフマレート)、ポリ(ジエチルフマレート)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリけい皮酸エチル、ポリけい皮酸メチル、ポリクロトン酸エチル、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン−コ−1−ブテン、ポリイソブチレン、ポリプロピレン、ポリシクロペンタン、ポリシクロヘキサン、ポリシクロヘキサン−エチレン共重合体、ポリフッ素化シクロペンタン、ポリフッ素化シクロヘキサン、ポリフッ素化シクロヘキサン−エチレン共重合体、Cytop(商標)、Teflon(商標)等のポリマー絶縁材料を挙げることができ、製法が簡便であることから、塗布法が適用できるポリマー絶縁材料(ポリマーゲート絶縁層)であることが好ましい。   The gate insulating layer according to the present invention is not particularly limited. For example, silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, tantalum dioxide, tantalum pentoxide, indium tin oxide, tin oxide, vanadium oxide, titanium Inorganic materials such as barium titanate and bismuth titanate; polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyimide, polycarbonate, polyvinyl phenol, polyvinyl alcohol, poly (diisopropyl fumarate), poly (diethyl fumarate), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, Ethyl polycinnamate, methyl polycinnamate, ethyl polycrotonate, polyether sulfone, polypropylene-co-1-butene, polyisobutylene, polypropylene, polycyclopentane Polymer insulation materials such as polycyclohexane, polycyclohexane-ethylene copolymer, polyfluorinated cyclopentane, polyfluorinated cyclohexane, polyfluorinated cyclohexane-ethylene copolymer, CytopTM, TeflonTM, etc. In addition, since the manufacturing method is simple, a polymer insulating material (polymer gate insulating layer) to which a coating method can be applied is preferable.

該ポリマー材料を溶解させるに用いる溶媒としては特に制限がなく、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の炭素数6〜14の脂肪族炭化水素溶媒;THF、1,2−ジメトキシエタン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノールアセテート、3−メトキシブチルアセテート等のエステル系溶媒;DMF、NMP等のアミド系溶媒;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、1,4−ブタンジオールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,6−ヘキサンジオールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒;パーフルオロヘキサン、パーフルオロオクタン、2−(ペンタフルオロエチル)ヘキサン、3−(ペンタフルオロエチル)ヘプタン等のフッ素化溶媒等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a solvent used for melt | dissolving this polymer material, For example, C6-C14 aliphatic hydrocarbon solvents, such as hexane, heptane, octane, decane, dodecane, tetradecane; THF, 1, 2- dimethoxy Ether solvents such as ethane and dioxane; alcohol solvents such as ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol and 2-ethylhexanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone and acetophenone; acetic acid Ester solvents such as ethyl, γ-butyrolactone, cyclohexanol acetate and 3-methoxybutyl acetate; Amides solvents such as DMF and NMP; Dipropylene glycol dimethyl ether, Dipropylene glycol diacetate, Di Lopylene glycol methyl-n-propyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, 1,4-butanediol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diester Glycol solvents such as acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; perfluorohexane, perfluorooctane, 2- (pentafluoroethyl) And fluorinated solvents such as hexane and 3- (pentafluoroethyl) heptane.

該ポリマー絶縁材料の濃度は、例えば、20〜40℃の温度において0.1〜10.0重量%である。当該濃度において得られる絶縁層の膜厚に制限はなく、耐絶縁性の観点から、好ましくは100nm〜1μm、さらに好ましくは150nm〜900nmである。   The concentration of the polymer insulating material is, for example, 0.1 to 10.0% by weight at a temperature of 20 to 40 ° C. There is no restriction | limiting in the film thickness of the insulating layer obtained in the said density | concentration, From an insulation-resistant viewpoint, Preferably it is 100 nm-1 micrometer, More preferably, it is 150 nm-900 nm.

そして、これらのゲート絶縁層の表面は、例えば、オクタデシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、デシルトリメトキシシラン、オクチルトリクロロシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、β−フェネチルトリクロロシラン、β−フェネチルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン等のシラン類;オクタデシルホスホン酸、デシルホスホン酸、オクチルホスホン酸等のホスホン酸類、ヘキサメチルジシラザン等のシリルアミン類で修飾処理したものであっても使用することができる。一般的にゲート絶縁層の表面処理を行うことにより、有機半導体材料の結晶粒径の増大及び分子配向の向上のため、キャリア移動度及び電流オン・オフ比の向上、並びに閾値電圧の低下という好ましい結果が得られる。   The surfaces of these gate insulating layers are, for example, octadecyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, decyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, β-phenethyltrichlorosilane, β-phenethyltrimethoxysilane, and phenyltrimethylsilane. It is also possible to use silanes such as chlorosilane and phenyltrimethoxysilane; phosphonic acids such as octadecylphosphonic acid, decylphosphonic acid and octylphosphonic acid; and silylamines such as hexamethyldisilazane. Generally, by performing surface treatment of the gate insulating layer, it is preferable that the carrier mobility and the current on / off ratio be improved and the threshold voltage be lowered in order to increase the crystal grain size of the organic semiconductor material and to improve the molecular orientation. The result is obtained.

本発明の有機薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の材料としては特に制限がなく、ゲート電極と同様の材料を用いることができ、ゲート電極の材料と同じであっても異なっていてもよく、異種材料を積層してもよい。また、キャリアの注入効率を上げるために、これらの電極材料に表面処理を実施することもできる。表面処理に用いる表明処理剤としては、例えば、ベンゼンチオール、ペンタフルオロベンゼンチオール、4−フルオロベンゼンチオール、4−メトキシベンゼンチオール等を挙げることができる。   The material of the source electrode and the drain electrode of the organic thin film transistor of the present invention is not particularly limited, and the same material as the gate electrode can be used, and may be the same as or different from the material of the gate electrode. May be stacked. In order to increase the carrier injection efficiency, surface treatment can be performed on these electrode materials. Examples of the surface treatment agent used for surface treatment include benzenethiol, pentafluorobenzenethiol, 4-fluorobenzenethiol, 4-methoxybenzenethiol and the like.

本発明の有機薄膜トランジスタは、速い動作性のため、キャリア移動度が、0.5cm/V・s以上であることが好ましい。また、高いスイッチ特性のため、電流オン・オフ比が、1.0×10以上であることが好ましい。 The organic thin film transistor of the present invention preferably has a carrier mobility of 0.5 cm 2 / V · s or more, for fast operability. In addition, it is preferable that the current on / off ratio is 1.0 × 10 6 or more because of high switching characteristics.

本発明の有機薄膜トランジスタは、電子ペーパー、有機ELディスプレイ、液晶ディスプレイ、ICタグ(RFIDタグ)、圧力センサー、バイオセンサー等のトランジスタの有機半導体層用途;有機ELディスプレイ材料;有機半導体レーザー材料;有機薄膜太陽電池材料;フォトニック結晶材料等の電子材料に利用することができ、一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体が結晶性の薄膜となるため、有機薄膜トランジスタの半導体層用途として用いられることが好ましい。   The organic thin film transistor of the present invention is used for organic semiconductor layers of transistors such as electronic paper, organic EL display, liquid crystal display, IC tag (RFID tag), pressure sensor, biosensor, etc .; organic EL display material; organic semiconductor laser material; It can be used for solar cell materials; electronic materials such as photonic crystal materials, and the heteroacene derivative represented by the general formula (1) is a crystalline thin film. Therefore, it is preferably used as a semiconductor layer for organic thin film transistors. .

本発明の新規なヘテロアセン誘導体は、高いキャリア移動度を与えると共に高耐熱性、高溶解性及び高耐酸化性を持っていることから塗布で優れた半導体特性を発現する有機薄膜トランジスタを提供することが可能となり、その効果は極めて高いものである。   The novel heteroacene derivative of the present invention provides an organic thin film transistor that exhibits excellent semiconductor properties by coating because it has high carrier mobility and high heat resistance, high solubility, and high oxidation resistance. It is possible and its effect is extremely high.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

生成物の同定にはH NMRスペクトル、マススペクトル(MS)、及び液体クロマトグラフィー−マススペクトル(LCMS)分析を用いた。 1 H NMR spectrum, mass spectrum (MS), and liquid chromatography-mass spectrum (LCMS) analysis were used for product identification.

H NMRスペクトル分析
装置;日本電子製、(商品名)Delta V5(400MHz)
マススペクトル(MS)分析
装置;日本電子製、(商品名)JEOL JMS−700
MSイオン化;電子衝突(EI)法(70エレクトロンボルト)
試料導入;直接導入
液体クロマトグラフィー−マススペクトル(LCMS)分析
装置;ブルカー・ダルトニクス、(商品名)microTOF focus
MSイオン化;大気圧化学イオン化(APCI)法
LC条件;下記記載の条件
反応の進行の確認等は薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー(GC)、ガスクロマトグラフィー−マススペクトル(GCMS)、液体クロマトグラフィー(LC)分析を用いた。
1 H NMR spectrum analyzer; Nippon Electronics, (trade name) Delta V5 (400 MHz)
Mass spectrum (MS) analyzer; manufactured by Nippon Denshi, (trade name) JEOL JMS-700
MS ionization; electron impact (EI) method (70 electron volts)
Sample introduction; direct introduction Liquid chromatography-mass spectrum (LCMS) analyzer; Bruker Daltonics, (trade name) microTOF focus
MS ionization; atmospheric pressure chemical ionization (APCI) method LC conditions; conditions described below confirmation of the progress of the reaction, etc. are thin layer chromatography, gas chromatography (GC), gas chromatography-mass spectrometry (GCMS), liquid chromatography (LC) analysis was used.

ガスクロマトグラフィー分析
装置;島津製作所製、(商品名)GC14B
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB−1,30m
ガスクロマトグラフィー−マススペクトル分析
装置;パーキンエルマー製、(商品名)オートシステムXL(MS部;ターボマスゴールド)
カラム;J&Wサイエンティフィック社製、(商品名)DB−1,30m。
Gas chromatography analyzer; manufactured by Shimadzu Corporation (trade name) GC14B
Column; manufactured by J & W Scientific, (trade name) DB-1, 30 m
Gas chromatography-mass spectrum analyzer; manufactured by PerkinElmer, (trade name) Auto System XL (MS unit: Turbomass Gold)
Column; manufactured by J & W Scientific, (trade name) DB-1, 30 m.

ヘテロアセン誘導体の純度測定は液体クロマトグラフィー分析を用いた。   Liquid chromatography analysis was used to measure the purity of the heteroacene derivative.

液体クロマトグラフィー分析
装置;東ソー製(コントローラー;PX−8020、ポンプ;CCPM−II、デガッサー;SD−8022)
カラム;東ソー製、(商品名)ODS−100V、5μm、4.6mm×250mm
カラム温度;30℃
溶離液;ジクロロメタン:アセトニトリル=2:8(容積比)
流速;1.0ml/分
検出器;UV(東ソー製、(商品名)UV−8020、波長;254nm)。
Liquid chromatography analyzer; manufactured by Tosoh (controller; PX-8020, pump; CCPM-II, degasser; SD-8022)
Column: Tosoh Corporation (trade name) ODS-100V, 5 μm, 4.6 mm × 250 mm
Column temperature; 30 ° C
Eluent; dichloromethane: acetonitrile = 2: 8 (volume ratio)
Flow rate; 1.0 ml / min detector; UV (manufactured by Tosoh, (trade name) UV-8020, wavelength: 254 nm).

合成例1 (1,4−ジ(3−ブロモチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼンの合成)((A)工程))
窒素雰囲気下、500ml三口フラスコに、2,3−ジブロモチオフェン(和光純薬工業)14.6g(60.2mmol)及びTHF(脱水グレード)160mlを添加した。この溶液を0℃に冷却し、エチルマグネシウムクロライド(シグマ−アルドリッチ、2.0M)のTHF溶液31.5ml(63.0mmol)を滴下した。この混合物を0℃で10分間熟成した。一方、窒素雰囲気下、別の1000ml三口フラスコに、塩化亜鉛(和光純薬工業)9.98g(73.2mmol)及びTHF(脱水グレード)100mlを添加し、0℃に冷却した。この得られた白色微スラリー溶液へ、先に調製した2,3−ジブロモチオフェンのグリニャール試薬をテフロンキャヌラーを用いて滴下し、さらにTHF(脱水グレード)5mlを用いて500ml三口フラスコ及びテフロンキャヌラーを洗浄しながら投入した。得られた混合物を0℃で30分間、さらに室温で15分間攪拌した。生成した3−ブロモチエニル−2−亜鉛誘導体の白色微スラリー液に、1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼン(和光純薬工業)5.44g(20.0mmol)及び触媒としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(東京化成工業)347mg(0.300mmol、1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼンに対し1.50モル%)を添加した。50℃で25時間反応を実施した後、容器を水冷し1N塩酸90mlを添加することで反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(展開溶媒:トルエン)した。減圧濃縮し、得られた残渣をヘキサン30mlで洗浄した。得られた残渣をヘプタン/トルエン=2/1から再結晶精製し、1,4−ジ(3−ブロモチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼンの薄黄色固体5.27gを得た(収率60%)。
H NMR(CDCl,21℃):δ=7.44(d,J=5.4Hz,2H),7.39(t,J=7.8Hz,2H),7.11(d,J=5.4Hz,2H)。
MS m/z: 436(M,100%),276(M−2Br,13)。
Synthesis Example 1 (Synthesis of 1,4-di (3-bromothienyl) -2,5-difluorobenzene) (Step (A)))
Under a nitrogen atmosphere, 14.6 g (60.2 mmol) of 2,3-dibromothiophene (Wako Pure Chemical Industries) and 160 ml of THF (dehydration grade) were added to a 500 ml three-necked flask. The solution was cooled to 0 ° C., and 31.5 ml (63.0 mmol) of a THF solution of ethylmagnesium chloride (Sigma-Aldrich, 2.0M) was added dropwise. The mixture was aged at 0 ° C. for 10 minutes. On the other hand, 9.98 g (73.2 mmol) of zinc chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 100 ml of THF (dehydration grade) were added to another 1000 ml three-necked flask under a nitrogen atmosphere, and cooled to 0 ° C. To this white fine slurry solution, the 2,3-dibromothiophene Grignard reagent prepared above was added dropwise using a Teflon cannula, and further 5 ml of THF (dehydrated grade) was added to a 500 ml three-necked flask and a Teflon canal. Nuller was added while washing. The resulting mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes and further at room temperature for 15 minutes. Into a white fine slurry of the formed 3-bromothienyl-2-zinc derivative, 5.44 g (20.0 mmol) of 1,4-dibromo-2,5-difluorobenzene (Wako Pure Chemical Industries) and tetrakis (triol) as a catalyst Phenylphosphine) palladium (Tokyo Kasei Kogyo) 347 mg (0.300 mmol, 1.50 mol% based on 1,4-dibromo-2,5-difluorobenzene) was added. After carrying out the reaction at 50 ° C. for 25 hours, the vessel was water-cooled and the reaction was stopped by adding 90 ml of 1N hydrochloric acid. It was extracted with toluene and the organic phase was washed with brine and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the obtained residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene). After concentration under reduced pressure, the obtained residue was washed with 30 ml of hexane. The resulting residue was recrystallized from heptane / toluene = 2/1 to give 5.27 g of a pale yellow solid of 1,4-di (3-bromothienyl) -2,5-difluorobenzene (yield 60) %).
1 H NMR (CDCl 3 , 21 ° C.): δ = 7.44 (d, J = 5.4 Hz, 2H), 7.39 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.11 (d, J = 5.4 Hz, 2 H).
MS m / z: 436 (M <+> , 100%), 276 (M <+ > - 2Br, 13).

実施例1 (無置換ヘテロアセン(化合物1)の合成)((B)工程)
セレン化ナトリウムは、オルガニック レターズ(米国)、2009年、11巻、2473〜2475頁に記載してある方法に従い以下の様に調製し、分子内環化反応の原料として用いた。
Example 1 (Synthesis of Unsubstituted Heteroacene (Compound 1)) (Step (B))
Sodium selenide was prepared as follows according to the method described in Organic Letters (U.S.A.), 2009, Vol. 11, pp. 2473-2475, and was used as a raw material for an intramolecular cyclization reaction.

窒素雰囲気下、100mlシュレンク反応容器にセレン(和光純薬工業)691mg(8.75mmol)及びエタノール(脱水グレード)20mlを添加した。氷冷後、水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業)335mg(8.86mmol)を少しづつ添加し、氷冷下で40分間攪拌し、セレン化ナトリウムを調製した。ここに、NMP(脱水グレード)46mlを添加し、120℃に加熱し、エタノールを留去させた。室温に冷却後、合成例1で得た1,4−ジ(3−ブロモチエニル)−2,5−ジフルオロベンゼン1.09g(2.50mmol)を添加した。得られた混合物を160℃で5時間加熱した後、室温に冷却した。氷冷下、反応混合物に水を添加し、析出した固体を濾過した。固体を水及びメタノールで洗浄、乾燥後、トルエンから再結晶し、無置換ヘテロアセンの淡黄色固体412mgを得た(収率42%)。
H NMR(CDCl,23℃):δ=8.33(s,2H),7.49(d,J=5.5Hz,2H),7.35(d,J=5.2Hz,2H)。
MS m/z: 400(M+2,39%),398(M,100%),396(M−2,85%),394(M−4,61%),199(M/2,15)。
Under a nitrogen atmosphere, 691 mg (8.75 mmol) of selenium (Wako Pure Chemical Industries) and 20 ml of ethanol (dehydrated grade) were added to a 100 ml Schlenk reaction vessel. After ice cooling, 335 mg (8.86 mmol) of sodium borohydride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added little by little, and the mixture was stirred for 40 minutes under ice cooling to prepare sodium selenide. Here, 46 ml of NMP (dehydration grade) was added and heated to 120 ° C. to distil off ethanol. After cooling to room temperature, 1.09 g (2.50 mmol) of 1,4-di (3-bromothienyl) -2,5-difluorobenzene obtained in Synthesis Example 1 was added. The resulting mixture was heated at 160 ° C. for 5 hours and then cooled to room temperature. Water was added to the reaction mixture under ice cooling, and the precipitated solid was filtered. The solid was washed with water and methanol, dried, and recrystallized from toluene to obtain 412 mg of a pale yellow solid of unsubstituted heteroacene (yield 42%).
1 H NMR (CDCl 3 , 23 ° C.): δ = 8.33 (s, 2H), 7.49 (d, J = 5.5 Hz, 2H), 7.35 (d, J = 5.2 Hz, 2H ).
MS m / z: 400 (M + +2, 39%), 398 (M + , 100%), 396 (M + -2, 85%), 394 (M + -64, 61%), 199 (M + / 2, 15).

実施例2 (ジアシルヘテロアセンの合成)((C)工程)
200ml三口フラスコに実施例1で合成した無置換ヘテロアセン682mg(1.72mmol)及びジクロロメタン(脱水グレード)54mlを添加した。この混合物を氷冷し、塩化アルミニウム(和光純薬工業)801mg(6.01mmol)及び塩化ヘキサノイル(シグマ−アルドリッチ)721mg(5.36mmol)を添加した。得られた混合物を室温で50時間攪拌後、氷冷し水を添加することで反応を停止させた。得られた混合物を加熱し、ジクロロメタンを留去した。得られた黄色スラリー液を濾過し、黄色固体を水、1M塩酸、水、及びメタノールで洗浄後、減圧乾燥し、ジアシルヘテロアセンの黄色固体844mgを得た(収率83%)。
H NMR(重ベンゼン,70℃):δ=7.79(s,2H),7.27(s,2H),2.62(t,J=7.3Hz,4H),1.76(m,4H),1.32(m,8H),0.899(t,J=6.9Hz,6H)。
Example 2 (Synthesis of Diacyl Heteroacene) (Step (C))
To the 200 ml three-necked flask, 682 mg (1.72 mmol) of unsubstituted heteroacene synthesized in Example 1 and 54 ml of dichloromethane (dehydrated grade) were added. The mixture was ice-cooled, and 801 mg (6.01 mmol) of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 721 mg (5.36 mmol) of hexanoyl chloride (Sigma-Aldrich) were added. The resulting mixture was stirred at room temperature for 50 hours, cooled with ice, and quenched by addition of water. The resulting mixture was heated to distill off dichloromethane. The obtained yellow slurry liquid was filtered, and the yellow solid was washed with water, 1 M hydrochloric acid, water and methanol and then dried under reduced pressure to obtain 844 mg of a diacyl heteroacene yellow solid (yield 83%).
1 H NMR (heavy benzene, 70 ° C.): δ = 7.79 (s, 2 H), 7. 27 (s, 2 H), 2.62 (t, J = 7.3 Hz, 4 H), 1.76 ( m, 4 H), 1.32 (m, 8 H), 0.899 (t, J = 6.9 Hz, 6 H).

実施例3 (ヘテロアセン誘導体(化合物4)の合成)((D)工程)
窒素雰囲気下、200ml三口フラスコに実施例2で合成したジアシルヘテロアセン826mg(1.39mmol)及びTHF(脱水グレード)50mlを添加した。この混合物を氷冷し、塩化アルミニウム(和光純薬工業)934mg(7.00mmol)、水素化ホウ素ナトリウム(和光純薬工業)547mg(14.5mmol)の順に添加した。この混合物を加熱還流下で9時間攪拌後、水冷し水を添加して反応を停止させた。トルエンで抽出し、有機相を1M塩酸、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(展開溶媒:ヘキサン/トルエン=10/1)、さらに得られたヘキサン/トルエン=3/1から3回再結晶精製し、ヘテロアセン誘導体(化合物4)の薄黄色結晶406mgを得た(収率52%)。
Example 3 (Synthesis of Heteroacene Derivative (Compound 4)) (Step (D))
Under a nitrogen atmosphere, 826 mg (1.39 mmol) of the diacyl heteroacene synthesized in Example 2 and 50 ml of THF (dehydrated grade) were added to a 200 ml three-necked flask. The mixture was ice-cooled, and 934 mg (7.00 mmol) of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 547 mg (14.5 mmol) of sodium borohydride (Wako Pure Chemical Industries) were added in this order. The mixture was stirred under heating and reflux for 9 hours, cooled with water, and water was added to quench the reaction. The mixture was extracted with toluene, and the organic phase was washed with 1 M hydrochloric acid, saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The reaction solution is concentrated under reduced pressure, and the obtained residue is purified by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane / toluene = 10/1), and further, the resulting hexane / toluene = 3/1 is recrystallized and purified three times to obtain a heteroacene derivative 406 mg of pale yellow crystals of (compound 4) were obtained (yield 52%).

得られたヘテロアセン誘導体(化合物4)の純度は液体クロマトグラフィーより99.3%であった。
H NMR(重ベンゼン,23℃):δ=7.87(s,2H),6.67(s,2H),2.67(t,J=7.8Hz,4H),1.60(m,4H),1.24(m,12H),0.906(t,J=7.3Hz,6H)。
LCMS m/z: 567(M+1,100%),565(M−1,96%),563(M−3,65%),399(M−C11,57),328(M−2C11,47)。
融点:168.2〜168.5℃。
The purity of the obtained heteroacene derivative (compound 4) was 99.3% by liquid chromatography.
1 H NMR (Heavy benzene, 23 ° C.): δ = 7.87 (s, 2 H), 6.67 (s, 2 H), 2.67 (t, J = 7.8 Hz, 4 H), 1.60 ( m, 4 H), 1. 24 (m, 12 H), 0.906 (t, J = 7.3 Hz, 6 H).
LCMS m / z: 567 (M + +1, 100%), 565 (M + -1, 96%), 563 (M + -3, 65%), 399 (M + -C 5 H 11 , 57), 328 (M + -2C 5 H 11 , 47).
Melting point: 168.2-168.5 ° C.

実施例4 (ジアシルヘテロアセンの合成)((C)工程)
実施例2で用いた塩化ヘキサノイルの代わりに、塩化ブチリル(シグマ−アルドリッチ)を用いた以外は、実施例2と同様の方法により、ジアシルヘテロアセンの黄色固体を収率85%で得た。
Example 4 (Synthesis of Diacyl Heteroacene) (Step (C))
A yellow solid of diacylheteroacene was obtained in a yield of 85% by the same method as in Example 2 except that butyryl chloride (Sigma-Aldrich) was used instead of hexanoyl chloride used in Example 2.

実施例5 (ヘテロアセン誘導体(化合物2)の合成)((D)工程)
実施例2で合成したジアシルヘテロアセンの代わりに、実施例4で合成したジアシルヘテロアセンを用いた以外は、実施例3と同様の方法により、ヘテロアセン誘導体(化合物2)の薄黄色結晶を収率55%で得た。
Example 5 (Synthesis of Heteroacene Derivative (Compound 2)) (Step (D))
A light yellow crystal of a heteroacene derivative (compound 2) is obtained in the same manner as in Example 3, except that the diacyl heteroacene synthesized in Example 4 is used instead of the diacyl heteroacene synthesized in Example 2. Obtained at 55%.

実施例6 (ジアシルヘテロアセンの合成)((C)工程)
実施例2で用いた塩化ヘキサノイルの代わりに、塩化オクタノイル(シグマ−アルドリッチ)を用いた以外は、実施例2と同様の方法により、ジアシルヘテロアセンの黄色固体を収率81%で得た。
Example 6 (Synthesis of Diacyl Heteroacene) (Step (C))
A yellow solid of diacylheteroacene was obtained in a yield of 81% by the same method as in Example 2 except that octanoyl chloride (Sigma-Aldrich) was used instead of hexanoyl chloride used in Example 2.

実施例7 (ヘテロアセン誘導体(化合物6)の合成)((D)工程)
実施例2で合成したジアシルヘテロアセンの代わりに、実施例6で合成したジアシルヘテロアセンを用いた以外は、実施例3と同様の方法により、ヘテロアセン誘導体(化合物6)の薄黄色結晶を収率49%で得た。
Example 7 (Synthesis of Heteroacene Derivative (Compound 6)) (Step (D))
A light yellow crystal of a heteroacene derivative (compound 6) is obtained in the same manner as in Example 3 except that the diacyl heteroacene synthesized in Example 6 is used instead of the diacyl heteroacene synthesized in Example 2. Obtained at 49%.

実施例8
(有機半導体層形成用溶液の調製)
空気下、10mlサンプル管に、実施例3で得られたヘテロアセン誘導体(化合物4)13.5mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)1.21gを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に12時間放置した。結晶の析出は見られず1.10重量%の溶液状態を保持していたことから、インクジェットによる製膜に適した材料であることを確認した。
Example 8
(Preparation of organic semiconductor layer forming solution)
Under air, 13.5 mg of the heteroacene derivative (compound 4) obtained in Example 3 and 1.21 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, pure grade) are added to a 10 ml sample tube, heated and dissolved at 50 ° C., and room temperature It was left under (25 ° C.) for 12 hours. Since no crystal precipitation was observed and the solution state of 1.10% by weight was maintained, it was confirmed that the material was suitable for film formation by inkjet.

(有機半導体層の作製)
空気下、10mlサンプル管に、実施例3で得られたヘテロアセン誘導体(化合物4)1.5mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)0.75gを添加し、40℃に加熱し溶液を調製した(0.20重量%)。
(Preparation of organic semiconductor layer)
Under air, 1.5 mg of the heteroacene derivative (compound 4) obtained in Example 3 and 0.75 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, pure grade) were added to a 10 ml sample tube and heated to 40 ° C. to prepare a solution (0.20% by weight).

空気下、直径2インチのn型にハイドープしたシリコン基板(ミヨシ、抵抗値;0.004Ω、表面に200nmのシリコン酸化膜付き)上に、得られた溶液0.5mlをシリンジに充填し、0.2μmのフィルターを通した溶液をドロップキャストした。室温下(25℃)で自然乾燥し、膜厚54nmのヘテロアセン誘導体(化合物4)の薄膜を作製した。   A syringe was filled with 0.5 ml of the obtained solution on an n-type highly doped silicon substrate (Miyoshi, resistance value: 0.004Ω, with a 200 nm silicon oxide film on the surface) having a diameter of 2 inches under air. Drop cast solution through a 2 μm filter. The film was naturally dried at room temperature (25 ° C.) to prepare a thin film of a heteroacene derivative (compound 4) having a thickness of 54 nm.

(有機薄膜トランジスタの作製)
該有機薄膜にチャネル長40μm、チャネル幅500μmのシャドウマスクを置き、金を真空蒸着することで電極を形成し、ボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
(Fabrication of organic thin film transistor)
A shadow mask with a channel length of 40 μm and a channel width of 500 μm was placed on the organic thin film, and gold was vacuum deposited to form an electrode, whereby a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor was produced.

作製した有機薄膜トランジスタの電気物性を半導体パラメーターアナライザー(ケースレー4200SCS)を用いて、ドレイン電圧(Vd=−80V)で、ゲート電圧(Vg)を+5〜−80Vまで1V刻みで走査し、伝達特性の評価を行った。正孔のキャリア移動度は0.79cm/V・s、電流オン・オフ比は2.0×10であった。 Evaluation of transfer characteristics by scanning the gate voltage (Vg) from +5 to -80 V in 1 V steps with a drain voltage (Vd = -80 V) using a semiconductor parameter analyzer (Keithley 4200 SCS) for the electrical properties of the produced organic thin film transistor Did. The carrier mobility of the holes was 0.79 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 2.0 × 10 7 .

さらにこの有機薄膜トランジスタを150℃で15分間アニール処理した後の電気物性を測定した。正孔のキャリア移動度は0.75cm/V・s、電流オン・オフ比は1.7×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 Furthermore, the electrical properties of the organic thin film transistor after annealing at 150 ° C. for 15 minutes were measured. The hole carrier mobility was 0.75 cm 2 / V · s, the current on / off ratio was 1.7 × 10 7 , and almost no deterioration in performance due to heat treatment was observed.

実施例9
(有機半導体層形成用溶液の調製)
空気下、10mlサンプル管に、実施例7で得られたヘテロアセン誘導体(化合物6)12.9mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)1.16gを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に12時間放置した。結晶の析出は見られず1.10重量%の溶液状態を保持していたことから、インクジェットによる製膜に適した材料であることを確認した。
Example 9
(Preparation of organic semiconductor layer forming solution)
Under air, 12.9 mg of the heteroacene derivative (compound 6) obtained in Example 7 and 1.16 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, pure grade) were added to a 10 ml sample tube, and dissolved by heating to 50 ° C. It was left under (25 ° C.) for 12 hours. Since no crystal precipitation was observed and the solution state of 1.10% by weight was maintained, it was confirmed that the material was suitable for film formation by inkjet.

(有機半導体層の作製)
空気下、10mlサンプル管に、実施例7で得られたヘテロアセン誘導体(化合物6)1.4mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)0.75gを添加し、40℃に加熱し溶液を調製した(0.19重量%)。
(Preparation of organic semiconductor layer)
Under air, 1.4 mg of the heteroacene derivative (compound 6) obtained in Example 7 and 0.75 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, pure grade) were added to a 10 ml sample tube and heated to 40 ° C. to prepare a solution (0.19% by weight).

空気下、直径2インチのn型にハイドープしたシリコン基板(ミヨシ、抵抗値;0.001〜0.004Ω、表面に200nmのシリコン酸化膜付き)上に、得られた溶液0.5mlをシリンジに充填し、0.2μmのフィルターを通した溶液をドロップキャストした。室温下(25℃)で自然乾燥し、膜厚49nmのヘテロアセン誘導体(化合物6)の薄膜を作製した。   In a syringe, 0.5 ml of the resulting solution is placed on a silicon substrate (Miyoshi, resistance value: 0.001 to 0.004Ω, with a 200 nm silicon oxide film on the surface) of n-type n-type having a diameter of 2 inches in a syringe. The solution was packed and dropped through a 0.2 μm filter. It air-dried at room temperature (25 degreeC), and produced the thin film of the heteroacene derivative (compound 6) with a film thickness of 49 nm.

(有機薄膜トランジスタの作製)
実施例8と同様の方法により、ボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
(Fabrication of organic thin film transistor)
By the same method as in Example 8, a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor was produced.

正孔のキャリア移動度は0.86cm/V・s、電流オン・オフ比は2.5×10であった。150℃で15分間アニール処理した後の正孔のキャリア移動度は0.82cm/V・s、電流オン・オフ比は2.2×10であり、熱処理による性能の低下はほとんど見られなかった。 The carrier mobility of holes was 0.86 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 2.5 × 10 7 . After annealing for 15 minutes at 150 ° C., the carrier mobility of holes is 0.82 cm 2 / V · s, the current on / off ratio is 2.2 × 10 7 , and a decrease in performance due to heat treatment is observed. It was not.

比較例1
(有機半導体層形成用溶液の調製)
空気下、10mlサンプル管に、ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェン(C8−BTBT、シグマ−アルドリッチ)14.5mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)1.20gを添加し、50℃に加熱溶解後、室温下(25℃)に12時間放置した。結晶の析出は見られず1.19重量%の溶液状態を保持していたことから、インクジェットによる製膜に適した材料であることを確認した。
Comparative Example 1
(Preparation of solution for forming organic semiconductor layer)
Under air, add 14.5 mg of di n-octylbenzothienobenzothiophene (C8-BTBT, Sigma-Aldrich) and 1.20 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, Pure Grade) to a 10 ml sample tube and heat to 50 ° C After dissolution, it was left at room temperature (25 ° C.) for 12 hours. Since no crystal precipitation was observed and the solution state of 1.19% by weight was maintained, it was confirmed that the material was suitable for film formation by inkjet.

(有機半導体層の作製)
空気下、10mlサンプル管に、ジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェン1.5mg及びトルエン(和光純薬工業、ピュアーグレード)0.75gを添加し、40℃に加熱し溶液を調製した(0.20重量%)。
(Preparation of organic semiconductor layer)
Under air, 1.5 mg of di-n-octylbenzothienobenzothiophene and 0.75 g of toluene (Wako Pure Chemical Industries, pure grade) were added to a 10 ml sample tube, and the solution was heated to 40 ° C. to prepare a solution (0.20 weight%).

空気下、直径2インチのn型にハイドープしたシリコン基板(ミヨシ、抵抗値;0.001〜0.004Ω、表面に200nmのシリコン酸化膜付き)上に、得られた溶液0.5mlをシリンジに充填し、0.2μmのフィルターを通した溶液をドロップキャストした。室温下(25℃)で自然乾燥し、膜厚58nmのジn−オクチルベンゾチエノベンゾチオフェンの薄膜を作製した。   In a syringe, 0.5 ml of the resulting solution is placed on a silicon substrate (Miyoshi, resistance value: 0.001 to 0.004Ω, with a 200 nm silicon oxide film on the surface) of n-type n-type having a diameter of 2 inches in a syringe. The solution was packed and dropped through a 0.2 μm filter. It air-dried under room temperature (25 degreeC), and produced the thin film of di n-octyl benzothieno benzothiophene with a film thickness of 58 nm.

(有機薄膜トランジスタの作製)
実施例8と同様の方法により、ボトムゲート−トップコンタクト型のp型有機薄膜トランジスタを作製した。
(Fabrication of organic thin film transistor)
By the same method as in Example 8, a bottom gate-top contact type p-type organic thin film transistor was produced.

正孔のキャリア移動度は0.14cm/V・s、電流オン・オフ比は2.2×10であった。150℃で15分間アニール処理した後の正孔のキャリア移動度は0.001cm/V・sであり、熱処理による著しい性能の低下が見られた。顕微鏡観察から有機半導体薄膜が加熱により破壊されていることが確認された。 The carrier mobility of holes was 0.14 cm 2 / V · s, and the current on / off ratio was 2.2 × 10 6 . The carrier mobility of holes after annealing at 150 ° C. for 15 minutes was 0.001 cm 2 / V · s, and a significant decrease in performance due to heat treatment was observed. It was confirmed from microscopic observation that the organic semiconductor thin film was destroyed by heating.

本発明の有機薄膜トランジスタは、高いキャリア移動度を与えると共に、耐熱性、溶解性及び耐酸化性に優れることから有機薄膜トランジスタに代表される半導体デバイス材料としての適用が期待できる。   The organic thin film transistor according to the present invention can be expected to be applied as a semiconductor device material typified by an organic thin film transistor since it provides high carrier mobility and is excellent in heat resistance, solubility and oxidation resistance.

;有機薄膜トランジスタの断面形状による構造を示す図である。FIG. 5 is a view showing a structure based on the cross-sectional shape of the organic thin film transistor.

(A):ボトムゲート−トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(B):ボトムゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(C):トップゲート−トップコンタクト型有機薄膜トランジスタ
(D):トップゲート−ボトムコンタクト型有機薄膜トランジスタ
1:有機半導体層
2:基板
3:ゲート電極
4:ゲート絶縁層
5:ソース電極
6:ドレイン電極
(A): bottom gate-top contact type organic thin film transistor (B): bottom gate-bottom contact type organic thin film transistor (C): top gate-top contact type organic thin film transistor (D): top gate-bottom contact type organic thin film transistor 1: Organic semiconductor layer 2: substrate 3: gate electrode 4: gate insulating layer 5: source electrode 6: drain electrode

Claims (7)

下記一般式(1)で示されるヘテロアセン誘導体。
Figure 0006551163

(ここで、置換基R〜Rは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基、炭素数4〜16のアリール基、炭素数2〜14のアルケニル基、炭素数2〜14のアルキニル基を示す。T及びT2は、それぞれ独立して硫黄原子又はセレン原子を示す。但し、T及びT2は、同時に硫黄であることはない。)
A heteroacene derivative represented by the following general formula (1).
Figure 0006551163

(Here, the substituents R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, an acyl group having 1 to 14 carbon atoms, an aryl group having 4 to 16 carbon atoms, or carbon. an alkenyl group having 2 to 14, .T 1 and T 2 indicates an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, represents a sulfur atom or a selenium atom independently. However, T 1 and T 2, at the same time sulfur There is nothing to do.)
置換基R及びRは、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基、炭素数4〜16のアリール基、炭素数2〜14のアルケニル基、炭素数2〜14のアルキニル基からなる群から選ばれ、置換基R〜Rは水素であることを特徴とする請求項1に記載のヘテロアセン誘導体。 The substituents R 1 and R 2 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, an acyl group having 1 to 14 carbon atoms, an aryl group having 4 to 16 carbon atoms, or 2 to 14 carbon atoms. The heteroacene derivative according to claim 1, wherein the heteroacene derivative is selected from the group consisting of an alkenyl group and an alkynyl group having 2 to 14 carbon atoms, and the substituents R 3 to R 6 are hydrogen. 置換基R及びRは、それぞれ独立して、水素、炭素数1〜14のアルキル基、炭素数1〜14のアシル基からなる群から選ばれ、置換基R〜Rは水素であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のヘテロアセン誘導体。 The substituents R 1 and R 2 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and an acyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the substituents R 3 to R 6 are hydrogen. The heteroacene derivative according to claim 1 or 2, characterized in that 置換基R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜14のアルキル基であり、置換基R〜Rは水素であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のヘテロアセン誘導体。 The substituents R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, and the substituents R 3 to R 6 are hydrogen. The heteroacene derivative described in (4). 請求項1〜請求項4のいずれかに記載のヘテロアセン誘導体を溶媒に溶解することで得られることを特徴とする有機半導体層形成用溶液。 A solution for forming an organic semiconductor layer, which is obtained by dissolving the heteroacene derivative according to any one of claims 1 to 4 in a solvent. 請求項5に記載の有機半導体層形成用溶液を用いて得られることを特徴とする有機半導体層。 An organic semiconductor layer characterized by being obtained using the solution for forming an organic semiconductor layer according to claim 5. 請求項6に記載の有機半導体層を用いて得られることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。 It is obtained using the organic-semiconductor layer of Claim 6, The organic thin-film transistor characterized by the above-mentioned.
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