JP6897083B2 - Organic compounds and semiconductor materials containing them - Google Patents
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Description
本発明は、有機化合物およびそれを含有する半導体材料に関する。 The present invention relates to organic compounds and semiconductor materials containing them.
アモルファスシリコンや多結晶シリコンを半導体材料として用いてなるトランジスタが、液晶表示装置や有機EL表示装置などのスイッチング素子として広く用いられている。しかし、これらシリコンを用いるトランジスタは、その製造において、高温熱処理プロセスを有することから、プラスチック基板を用いることになる次世代型フレキシブル表示装置には耐熱性の問題から展開できない。こういった課題を解決するために、シリコンに代えて有機化合物を半導体材料(以下、有機化合物を用いてなる半導体材料を有機半導体材料ということがある。)として用いてなる有機トランジスタが提案されている。 Transistors using amorphous silicon or polycrystalline silicon as a semiconductor material are widely used as switching elements in liquid crystal display devices and organic EL display devices. However, since these transistors using silicon have a high-temperature heat treatment process in their manufacture, they cannot be developed in the next-generation flexible display device that uses a plastic substrate due to the problem of heat resistance. In order to solve these problems, an organic transistor has been proposed in which an organic compound is used as a semiconductor material (hereinafter, a semiconductor material using an organic compound is sometimes referred to as an organic semiconductor material) instead of silicon. There is.
有機半導体材料は、インク化することで、塗布法または印刷法(以下、塗布法や印刷法などを湿式成膜法ということがある。)にて、低温成膜できるため、耐熱性の乏しいプラスチック基板に適応でき、フレキシブル表示装置への応用が、さらには、フレキシブル電子装置(例えば、軽量フレキシブル化した電子タグやセンサなど。)への応用が期待されている。一方、有機半導体には、当初、移動度(半導体特性を表す指標の一つで、単位はcm2/Vsである。)がシリコン半導体と比べて低く、その結果、トランジスタ応答速度に劣り、実用化は難しい、といった課題があった。しかし、この課題に対して、近年、アモルファスシリコンの移動度を凌駕する移動度を与える有機半導体材料が開発されており、中でも最近、クリセン([4]フェナセン)骨格が、高移動度を与えるユニットとして注目をあつめている。 Organic semiconductor materials are plastics with poor heat resistance because they can be formed into ink at a low temperature by a coating method or a printing method (hereinafter, the coating method, the printing method, etc. may be referred to as a wet film forming method). It can be applied to substrates, and is expected to be applied to flexible display devices, and further to flexible electronic devices (for example, lightweight and flexible electronic tags and sensors). On the other hand, organic semiconductors initially have lower mobility (one of the indexes showing semiconductor characteristics, the unit is cm 2 / Vs) as compared with silicon semiconductors, and as a result, the transistor response speed is inferior and practical. There was a problem that it was difficult to convert. However, in response to this problem, in recent years, organic semiconductor materials that give mobility that surpasses that of amorphous silicon have been developed. Among them, recently, the chrysene ([4] phenacene) skeleton is a unit that gives high mobility. It is attracting attention as.
例えば、特許文献1には、2,8−ジフェニルクリセン骨格を有する化合物が記載されており、この化合物を用いてなるトランジスタの移動度は2.8cm2/Vsに達することが記載されている(湿式成膜法ではなく真空成膜法にて半導体層を形成。)。このように2,8−ジフェニルクリセン誘導体は高半導体特性を有するという観点で高いポテンシャルを有するが、一方で、特許文献1に記載の化合物については、溶媒への溶解性が低いことが課題となっている(溶媒への溶解性が低いと湿式成膜法に供することが難しい。)。
特許文献2には、2−アルキル−8−アリールクリセン骨格を有する化合物が記載されており、これらの化合物を用いてなるトランジスタの移動度は2.7〜3.0cm2/Vsに達することが記載されている(キャスト法によって作製した単結晶または真空成膜法にて半導体層を形成。)。一方で、湿式成膜法であるスピンコート法によって作製した前記化合物の薄膜を半導体層とするトランジスタの移動度は10−4cm2/Vsのオーダーと記載されている。このように特許文献2に記載の化合物については、溶媒への溶解性が低いために、湿式成膜法に供すると著しく特性が低下することが課題となっている。
特許文献1には、2,8−ビス(m−アルキルフェニル)クリセン骨格を有する化合物が記載されており、これらの化合物を用いてなるトランジスタの移動度は11.9cm2/Vsに達することが記載されている(キャスト法によって作製した単結晶にて半導体層を形成。)。一方で、非特許文献1に記載の化合物については、溶媒への溶解性が低いことが課題となっている。
特許文献3には、2−アルキルクリセンまたは2,8−ジアルキルクリセン骨格を有する化合物が記載されており、これらの化合物を用いてなるトランジスタの移動度は1.1cm2/Vsに達することが記載されている(スピンコート法にて半導体層を形成。)。
しかし、2−アルキルクリセンまたは2,8−ジアルキルクリセン誘導体は、高半導体特性と湿式成膜性を兼ね備えるものの、一方で、熱によって膜の結晶状態が変化して移動度が低下することが課題となっている。
For example,
Patent Document 2 describes compounds having a 2-alkyl-8-arylchrycene skeleton, and the mobility of a transistor using these compounds can reach 2.7 to 3.0 cm 2 / Vs. Described (a semiconductor layer is formed by a single crystal produced by a casting method or a vacuum film forming method). On the other hand, the mobility of a transistor having a thin film of the compound produced by a spin coating method, which is a wet film forming method, as a semiconductor layer is described as being on the order of 10 -4 cm 2 / Vs. As described above, since the compound described in Patent Document 2 has low solubility in a solvent, it is a problem that its characteristics are significantly deteriorated when it is subjected to a wet film forming method.
Patent Document 3 describes compounds having a 2-alkylchrysene or 2,8-dialkylchrysene skeleton, and describes that the mobility of a transistor using these compounds reaches 1.1 cm 2 / Vs. (Semiconductor layer is formed by spin coating method).
However, although 2-alkylchrysene or 2,8-dialkylchrysene derivatives have both high semiconductor properties and wet film-forming properties, on the other hand, there is a problem that the crystal state of the film is changed by heat and the mobility is lowered. It has become.
特許文献4には、一般式で「側鎖−芳香族ユニット−アセチレン結合−芳香族ユニット」で表される化合物が開示されているが、本発明にかかわる化合物は記載されていない。 Patent Document 4 discloses a compound represented by a general formula of "side chain-aromatic unit-acetylene bond-aromatic unit", but does not describe a compound according to the present invention.
前記したとおり、有機半導体材料の特徴は、トランジスタなどの半導体素子を湿式成膜法により与えうるところにあり、そのためには高い溶解度が必要である。また、実用的な使用においては、トランジスタの耐熱性も必要である。したがって、本発明の課題は、湿式成膜法により高い移動度を発現し、かつ熱によって移動度が低下しない半導体素子を与える半導体材料を提供することにあり、さらには、該半導体材料を与える有機化合物を提供することにある。 As described above, the feature of the organic semiconductor material is that a semiconductor element such as a transistor can be provided by a wet film forming method, and high solubility is required for that purpose. Further, in practical use, the heat resistance of the transistor is also required. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor material that provides a semiconductor element that exhibits high mobility by a wet film forming method and whose mobility does not decrease due to heat, and further, an organic substance that provides the semiconductor material. The purpose is to provide a compound.
発明者らは前記課題を解決すべく、鋭意検討を重ね、特定構造の置換基を有するクリセン誘導体が、湿式成膜法により高い移動度を発現し、かつ熱によって移動度が低下しない半導体素子を与えることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the inventors have made extensive studies to obtain a semiconductor device in which a chrysene derivative having a substituent having a specific structure exhibits high mobility by a wet film forming method and the mobility does not decrease due to heat. It was found to give, and the present invention was completed.
即ち、本発明は以下の項目から構成される。
1.一般式(1)で表される化合物。
That is, the present invention is composed of the following items.
1. 1. A compound represented by the general formula (1).
(式中、Arは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基または置換基を有してもよい複素芳香族基を表し、R1は非環式の炭素原子数1〜20のアルキル基(該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子がおのおの直接結合しないように、−O−、−R´C=CR´−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR´−または−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、ハロゲノ基、ニトリル基または芳香族基によって置換されていてもよい(ただし、R´は炭素原子数1〜20の非環式または環式のアルキル基を表す。)。)を表す。)
2.前記Arが、一般式(2)または一般式(3)で表される1.に記載の化合物。
(In the formula, Ar represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or a heteroaromatic group which may have a substituent, and R 1 is an acyclic alkyl having 1 to 20 carbon atoms. A group (-CH 2- in the alkyl group is -O-, -R'C = CR'-, -CO-, -OCO-, so that oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom are not directly bonded to each other. -COO -, - S -, - SO 2 -, - SO -, - NH -, - NR'- or -C≡C- may be substituted with a hydrogen atom in the alkyl group, a halogeno group, a nitrile It may be substituted with a group or an aromatic group (where R'represents an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).)
2. The Ar is represented by the general formula (2) or the general formula (3). The compound described in.
(式中、X21〜X25は水素原子または非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。) (In the formula, X 21 to X 25 represent a hydrogen atom or an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a bond as a monovalent substituent.)
(式中、X31〜X33は水素原子または非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。)
3.1.または2.に記載の化合物を含有する半導体材料。
4.1.または2.に記載の化合物を含有するインク。
5.1.または2.に記載の化合物を含有する半導体膜。
6.1.または2.に記載の化合物を含有する半導体層を有する半導体素子。
7.1.または2.に記載の化合物を含有する半導体層を有するトランジスタ。
(In the formula, X 31 to X 33 represent a hydrogen atom or an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a bond as a monovalent substituent.)
3.1. Or 2. A semiconductor material containing the compound described in 1.
4.1. Or 2. An ink containing the compound described in 1.
5.1. Or 2. A semiconductor film containing the compound described in 1.
6.1. Or 2. A semiconductor device having a semiconductor layer containing the compound described in 1.
7.1. Or 2. A transistor having a semiconductor layer containing the compound described in 1.
本発明の有機化合物によって、湿式成膜法により高い移動度を発現し、かつ熱によって特性が低下することのない半導体素子を提供することができる。 The organic compound of the present invention can provide a semiconductor device that exhibits high mobility by a wet film forming method and whose characteristics are not deteriorated by heat.
(本発明の有機化合物)
以下、本発明の化合物について説明する。
本発明の有機化合物は、一般式(1)で表されるクリセン誘導体である。
(Organic compound of the present invention)
Hereinafter, the compound of the present invention will be described.
The organic compound of the present invention is a chrysene derivative represented by the general formula (1).
(式中、Arは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基または置換基を有してもよい複素芳香族基を表し、R1は非環式の炭素原子数1〜20のアルキル基(該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子がおのおの直接結合しないように、−O−、−R´C=CR´−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR´−または−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、ハロゲノ基、ニトリル基または芳香族基によって置換されていてもよい(ただし、R´は炭素原子数1〜20の非環式または環式のアルキル基を表す。)。)を表す。) (In the formula, Ar represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or a heteroaromatic group which may have a substituent, and R 1 is an acyclic alkyl having 1 to 20 carbon atoms. A group (-CH 2- in the alkyl group is -O-, -R'C = CR'-, -CO-, -OCO-, so that oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom are not directly bonded to each other. -COO -, - S -, - SO 2 -, - SO -, - NH -, - NR'- or -C≡C- may be substituted with a hydrogen atom in the alkyl group, a halogeno group, a nitrile It may be substituted with a group or an aromatic group (where R'represents an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).)
一般式(1)で表される化合物のArについて説明する。
Arとしては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基または置換基を有してもよい複素芳香族基であれば、特に限定されるものではなく、例えば、
フェニル基および置換基を有するフェニル基、ナフチル基および置換基を有するナフチル基、アズレニル基および置換基を有するアズレニル基、アントラセニル基および置換基を有するアントラセニル基、フェナントリル基および置換基を有するフェナントリル基、アセナフチレニル基および置換基を有するアセナフチレニル基、アセナフテニル基および置換基を有するアセナフテニル基、フルオレニル基および置換基を有するフルオレニル基、ナフタセニル基および置換基を有するナフタセニル基、ピレニル基および置換基を有するピレニル基、クリセニル基および置換基を有するクリセニル基、ペリレニル基および置換基を有するペリレニル基、ビフェニルから誘導される一価基および置換基を有するビフェニルから誘導される一価基、p−ターフェニルから誘導される一価基および置換基を有するp−ターフェニルから誘導される一価基、p−クォーターフェニルから誘導される一価基および置換基を有するp−クォーターフェニルから誘導される一価基等の単環または多環芳香族炭化水素基;
Ar of the compound represented by the general formula (1) will be described.
Ar is not particularly limited as long as it is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or a heteroaromatic group which may have a substituent, and is not particularly limited.
A phenyl group having a phenyl group and a substituent, a naphthyl group having a naphthyl group and a substituent, an azulenyl group having an azulenyl group and a substituent, an anthranel group having an anthrasenyl group and a substituent, a phenanthryl group having a phenanthryl group and a substituent, Acenaphthylenyl group having an acenaphthylenyl group and a substituent, an acenaphthenyl group having an acenaphthenyl group and a substituent, a fluorenyl group having a fluorenyl group and a substituent, a naphthacenyl group having a naphthacenyl group and a substituent, a pyrenyl group having a pyrenyl group and a substituent, Derived from p-terphenyl, a chrysenyl group having a chrysenyl group and a substituent, a perylenyl group having a perylenyl group and a substituent, a monovalent group derived from biphenyl and a monovalent group derived from biphenyl having a substituent. Monovalent groups derived from p-terphenyl having a monovalent group and a substituent, monovalent groups derived from p-quarterphenyl and monovalent groups derived from p-quarterphenyl having a substituent and the like. Ring or polycyclic aromatic hydrocarbon groups;
ピロリル基および置換基を有するピロリル基、イミダゾリル基および置換基を有するイミダゾリル基、ピラゾリル基および置換基を有するピラゾリル基、トリアゾリル基および置換基を有するトリアゾリル基、テトラゾリル基および置換基を有するテトラゾリル基、
フリル基および置換基を有するフリル基、チエニル基および置換基を有するチエニル基、
オキサゾリル基および置換基を有するオキサゾリル基、チアゾリル基および置換基を有するチアゾリル基、オキサジアゾリル基および置換基を有するオキサジアゾリル基、チアジアゾリル基および置換基を有するチアジアゾリル基、
Pyrrolyl groups with pyrrolyl groups and substituents, imidazolyl groups with imidazolyl groups and substituents, pyrazolyl groups with pyrazolyl groups and substituents, triazolyl groups with triazolyl groups and substituents, tetrazolyl groups with tetrazolyl groups and substituents,
A frill group having a frill group and a substituent, a thienyl group having a thienyl group and a substituent,
Oxazolyl group having oxazolyl group and substituent, thiazolyl group having thiazolyl group and substituent, oxadiazolyl group having oxadiazolyl group and substituent, thiadiazolyl group having thiadiazolyl group and substituent,
ピロロチアゾリル基および置換基を有するピロロチアゾリル基、チエノチエニル基および置換基を有するチエノチエニル基、
インドリル基および置換基を有するインドリル基、インドリニル基および置換基を有するインドリニル基、インドリジニル基および置換基を有するインドリジニル基、ピロロピリダジニル基および置換基を有するピロロピリダジニル基、ベンゾトリアゾリル基および置換基を有するベンゾトリアゾリル基、ベンゾフリル基および置換基を有するベンゾフリル基、ベンゾチエニル基および置換基を有するベンゾチエニル基、ベンゾオキサゾリル基および置換基を有するベンゾオキサゾリル基、
Pyrorothiazolyl group having a pyrorothiazolyl group and a substituent, a thienothienyl group having a thienothienyl group and a substituent,
Indolyl group with indolyl group and substituent, indolinyl group with indolinyl group and substituent, indridinyl group with indridinyl group and substituent, pyrrolopyridadinyl group with pyrolopyridadinyl group and substituent, benzotoria Bentotriazolyl group with zolyl group and substituent, benzofuryl group with benzofuryl group and substituent, benzothienyl group with benzothienyl group and substituent, benzoxazolyl with benzoxazolyl group and substituent Group,
カルバゾリル基および置換基を有するカルバゾリル基、ジベンゾフランから誘導される一価基および置換基を有するジベンゾフランから誘導される一価基、ジベンゾチオフェンから誘導される一価基および置換基を有するジベンゾチオフェンから誘導される一価基、
ピリジル基および置換基を有するピリジル基、ピリダジニル基および置換基を有するピリダジニル基、ピリミジニル基および置換基を有するピリミジニル基、ピラジニル基および置換基を有するピラジニル基、
Carbazolyl group with carbazolyl group and substituent, monovalent group derived from dibenzofuran and monovalent group derived from dibenzofuran with substituent, derived from dibenzothiophene with monovalent group and substituent derived from dibenzothiophene Is a monovalent group,
Pyridyl group with pyridyl group and substituent, pyridadinyl group with pyridadinyl group and substituent, pyrimidinyl group with pyrimidinyl group and substituent, pyrazinyl group with pyrazinyl group and substituent,
キノリニル基および置換基を有するキノリニル基、イソキノリニル基および置換基を有するイソキノリニル基、ベンゾキノリニル基および置換基を有するベンゾキノリニル基、
ビチオフェンから誘導される一価基および置換基を有するビチオフェンから誘導される一価基、ターチオフェンから誘導される一価基および置換基を有するターチオフェンから誘導される一価基、クォーターチオフェンから誘導される一価基および置換基を有するクォーターチオフェンから誘導される一価基等の単環または多環複素芳香族基;
などを挙げることができる。
A quinolinyl group having a quinolinyl group and a substituent, an isoquinolinyl group having an isoquinolinyl group and a substituent, a benzoquinolinyl group having a benzoquinolinyl group and a substituent,
A monovalent group derived from bithiophene and a monovalent group derived from bithiophene having a substituent, a monovalent group derived from tarthiophene and a monovalent group derived from tarthiophene having a substituent, derived from quarterthiophene A monocyclic or polycyclic heteroaromatic group such as a monovalent group derived from a quarterthiophene having a monovalent group and a substituent.
And so on.
前記Arの置換基としては、芳香族化合物の置換基として公知慣用の置換基であれば特に限定されるものではなく、例えば、
水素原子、ハロゲノ基、ニトロ基、ニトリル基、
非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基(該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子がおのおの直接結合しないように、−O−、−R´C=CR´−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR´−または−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、ハロゲノ基、ニトリル基または芳香族基によって置換されていてもよい(ただし、R´は炭素原子数1〜20の非環式または環式のアルキル基を表す。)。)、
芳香族基(該芳香族基は、ハロゲノ基、ニトロ基、ニトリル基、非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基、芳香族基で置換されていてもよく、該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子がおのおの直接結合しないように、−O−、−CR´´=CR´´−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR´´−または−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、ハロゲノ基、ニトリル基または芳香族基によって置換されていてもよい(ただし、R´´は炭素原子数1〜20の非環式または環式のアルキル基を表す。)。)
等を挙げることができる。
The Ar substituent is not particularly limited as long as it is a substituent known and commonly used as a substituent of an aromatic compound, and is, for example,
Hydrogen atom, halogeno group, nitro group, nitrile group,
Acyclic or cyclic alkyl groups with 1 to 20 carbon atoms (-CH 2 − in the alkyl groups are -O-, -R so that oxygen, sulfur and nitrogen atoms are not directly bonded to each other. 'C = CR' -, - CO - , - OCO -, - COO -, - S -, - SO 2 -, - SO -, - NH -, - NR'- or -C≡C- substituted with Often, the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogeno group, a nitrile group or an aromatic group (where R'is an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Represents.).),
An aromatic group (the aromatic group may be substituted with a halogeno group, a nitro group, a nitrile group, an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic group, and the alkyl group. -CH 2- inside, -O-, -CR "= CR"-, -CO-, -OCO-, -COO-, so that oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom are not directly bonded to each other. -S -, - SO 2 -, - SO -, - NH -, - NR''- or -C≡C- may be substituted with a hydrogen atom in the alkyl group, a halogeno group, a nitrile group or an aromatic It may be substituted with a group group (wherein R ″ represents an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms).
And so on.
Arとしては、前記芳香族基中、高い移動度を発現させるという観点から、一般式(2)または(3)で表される基が好ましく、 As Ar, the group represented by the general formula (2) or (3) is preferable from the viewpoint of expressing high mobility among the aromatic groups.
(式中、X21〜X25は水素原子または非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。) (In the formula, X 21 to X 25 represent a hydrogen atom or an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a bond as a monovalent substituent.)
(式中、X31〜X33は水素原子または非環式または環式の炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。)
一般式(4)または(5)で表される基がより好ましい。
(In the formula, X 31 to X 33 represent a hydrogen atom or an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a bond as a monovalent substituent.)
The group represented by the general formula (4) or (5) is more preferable.
(式中、X41、X42、X44、X45は水素原子を表し、X43は水素原子または炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。) (In the formula, X 41 , X 42 , X 44 , X 45 represent a hydrogen atom, X 43 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a monovalent substituent. Represents a bond.)
(式中、X52、X53は水素原子を表し、X51は水素原子または炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表し、*は一価の置換基としての結合手を表す。) (In the formula, X 52 and X 53 represent a hydrogen atom, X 51 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and * represents a bond as a monovalent substituent.)
次に、一般式(1)で表される化合物のR1ついて説明する。
R1は非環式の炭素原子数1〜20のアルキル基(該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子がおのおの直接結合しないように、−O−、−R´C=CR´−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR´−または−C≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、ハロゲノ基、ニトリル基または芳香族基によって置換されていてもよい(ただし、R´は炭素原子数1〜20の非環式または環式のアルキル基を表す。)。)である。
Next, R 1 of the compound represented by the general formula (1) will be described.
R 1 is an acyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (-CH 2- in the alkyl group is -O-, -R so that oxygen atom, sulfur atom and nitrogen atom are not directly bonded to each other. ´C = CR ′-, −CO−, −OCO−, −COO−, −S−, −SO2-, −SO−, −NH−, −NR′− or −C≡C− may be substituted. , The hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogeno group, a nitrile group or an aromatic group (where R'represents an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. .).).
具体的に、非環式の炭素原子数1〜20のアルキル基(該アルキル基中の−CH2−が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子が各々直接結合しないように、−O−、−R’C=CR’−、−CO−、−OCO−、−COO−、−S−、−SO2−、−SO−、−NH−、−NR’−またはC≡C−で置換されてよく、該アルキル基中の水素原子は、芳香族基、ハロゲノ基、またはニトリル基によって置換されていてもよい(但し、R’は炭素原子数1〜20の非環式または環式アルキル基を表す。)。)は、(A−1)炭素原子数1〜20の直鎖または分岐アルキル基、(A−2)炭素原子数1〜19のアルコキシ基、(A−3)炭素原子数2〜19のアルコキシアルキル基、(A−4)炭素原子数2〜20のアルケニル基、(A−5)炭素原子数2〜20のアルカノイル基、(A−6)炭素原子数3〜20のアルカノイルアルキル基、(A−7)炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニル基、(A−8)炭素原子数2〜20のアルカノイルオキシ基、(A−9)炭素原子数1〜19のアルキルスルファニル基、(A−10)炭素原子数2〜19のアルキルスルファニルアルキル基、(A−11)炭素原子数1〜19のアルキルスルホニル基、(A−12)炭素原子数2〜19のアルキルスルホニルアルキル基、(A−13)炭素原子数1〜19のアルキルスルフィニル基、(A−14)炭素原子数2〜19のアルキルスルフィニルアルキル基、(A−15)炭素原子数1〜19のアルキルアミノ基、(A−16)炭素原子数2〜19のアルキルアミノアルキル基、(A−17)炭素原子数2〜20のアルキニル基である。 Specifically, -O-,-so that the acyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (-CH 2- in the alkyl group does not directly bond with the oxygen atom, the sulfur atom and the nitrogen atom, respectively). R'C = CR '-, - CO -, - OCO -, - COO -, - S -, - SO 2 -, - SO -, - NH -, - NR'- or C≡C- substituted with Often, the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with an aromatic group, a halogeno group, or a nitrile group (where R'is an acyclic or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. (Represented).) Are (A-1) a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (A-2) an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, and (A-3) 2 carbon atoms. ~ 19 alkoxyalkyl groups, (A-4) alkenyl groups with 2 to 20 carbon atoms, (A-5) alkanoyl groups with 2 to 20 carbon atoms, (A-6) alkanoyls with 3 to 20 carbon atoms Alkyl group, (A-7) alkoxycarbonyl group with 2 to 20 carbon atoms, (A-8) alkanoyloxy group with 2 to 20 carbon atoms, (A-9) alkylsulfanyl group with 1 to 19 carbon atoms , (A-10) Alkyl sulfanyl alkyl group having 2 to 19 carbon atoms, (A-11) Alkyl sulfonyl group having 1 to 19 carbon atoms, (A-12) Alkyl sulfonyl alkyl group having 2 to 19 carbon atoms. , (A-13) Alkyl sulfinyl group having 1 to 19 carbon atoms, (A-14) Alkyl sulfinyl alkyl group having 2 to 19 carbon atoms, (A-15) Alkyl amino group having 1 to 19 carbon atoms, (A-16) is an alkylaminoalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, and (A-17) is an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms.
前記(A−1)〜(A−17)の中で、本発明の化合物の成膜性と移動度を向上させる観点からは、(A−1)炭素原子数1〜20の直鎖または分岐アルキル基、(A−2)炭素原子数1〜19のアルコキシ基、(A−3)炭素原子数2〜19のアルコキシアルキル基、(A−4)炭素原子数2〜20のアルケニル基、(A−9)炭素原子数1〜19のアルキルスルファニル基、(A−10)炭素原子数2〜19のアルキルスルファニルアルキル基、または(A−17)炭素原子数2〜20のアルキニル基が好ましく、
更に高い移動度の化合物を得るためには、(A−1)炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基がより好ましい。
Among the above (A-1) to (A-17), from the viewpoint of improving the film-forming property and mobility of the compound of the present invention, (A-1) linear or branched having 1 to 20 carbon atoms. Alkyl groups, (A-2) alkoxy groups with 1 to 19 carbon atoms, (A-3) alkoxyalkyl groups with 2 to 19 carbon atoms, (A-4) alkenyl groups with 2 to 20 carbon atoms, (A-4). A-9) an alkylsulfanyl group having 1 to 19 carbon atoms, (A-10) an alkylsulfanyl alkyl group having 2 to 19 carbon atoms, or (A-17) an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms is preferable.
In order to obtain a compound having a higher mobility, (A-1) a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is more preferable.
(A−1)の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、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、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基等の直鎖アルキル基;
等を挙げることが出来る。
Specific examples of (A-1) include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and n-nonyl. Group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-eicosyl Linear alkyl groups such as groups;
And so on.
一般式(1)で表される化合物について、移動度を向上させる観点からは、一般式(6)または(7)で表される化合物が好ましい。 Regarding the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (6) or (7) is preferable from the viewpoint of improving the mobility.
(R61は炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表し、R62は水素原子または炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表す。) (R 61 represents a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 62 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
(R71は炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表し、R72は水素原子または炭素原子数1〜20の直鎖アルキル基を表す。) (R 71 represents a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 72 represents a hydrogen atom or a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
本発明の具体的な化合物として、以下の化合物を挙げることができるが、本発明の化合物はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the compound of the present invention include the following compounds, but the compound of the present invention is not limited thereto.
(本発明の化合物の製造方法)
本発明の化合物の製造方法について説明する。
本発明の化合物の製造方法としては、本発明の化合物を得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。以下に示すとおり、本発明の化合物は、公知慣用の合成反応を組み合わせて製造することができる。
(Method for producing the compound of the present invention)
The method for producing the compound of the present invention will be described.
The method for producing the compound of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining the compound of the present invention. As shown below, the compound of the present invention can be produced by combining known and conventional synthetic reactions.
製造スキーム(S1)式を用いて、本発明の化合物の製造方法について説明する。 The method for producing the compound of the present invention will be described using the production scheme (S1) formula.
(式中、R1、Arは一般式(1)のR1、Arと同義である。)
(Wherein,
まず、2,8−ジメトキシ−5,6,11,12−テトラヒドロクリセンにパラジウム/炭素を作用させて脱水素化(1段階目)したのち、三臭化ホウ素で脱メチル化する(2段階目)。次に、無水トリフルオロメタンスルホン酸を作用させてビス(トリフルオロメタンスルホニル)化させ(3段階目)、しかるのちにグリニャール試薬(R1−MgBr)とクロスカップリング反応させ、アルキル化する(4段階目)。最後に、アリールアセチレンと薗頭カップリング反応させ、目的の化合物とする(5段階目)。 First, 2,8-dimethoxy-5,6,11,12-tetrahydrochrysene is dehydrogenated by allowing palladium / carbon to act (first step), and then demethylated with boron tribromide (second step). ). Then, by the action of trifluoromethanesulfonic anhydride bis (trifluoromethanesulfonyl) is of (third stage), a Grignard reagent (R 1 -MgBr) and allowed to cross-coupling reaction after accordingly, alkylated (4 stages Eye). Finally, the Sonogashira coupling reaction with aryl acetylene is carried out to obtain the desired compound (fifth step).
(本発明の半導体材料)
本発明の半導体材料について説明する。
本発明の化合物は、半導体素子を用途とした、半導体材料として使用することができる。本発明の半導体材料の形態としては、半導体素子の製造に供しうる形態であれば特に限定されるものではなく、単結晶、多結晶、粉末、非晶膜、多結晶膜、単結晶膜、薄膜等の固体形態;溶液、分散液、塗布液、インク等の液体形態;などを挙げることができる。中でも、有機半導体材料の特徴が、湿式成膜法によって半導体素子を与えうるところにあることを鑑みれば、塗布液またはインクであることが好ましい。
なお、本発明の半導体材料は、供された半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内で、本発明の化合物以外の材料を含有していてもよい。
(Semiconductor material of the present invention)
The semiconductor material of the present invention will be described.
The compound of the present invention can be used as a semiconductor material for semiconductor devices. The form of the semiconductor material of the present invention is not particularly limited as long as it can be used for manufacturing a semiconductor device, and is a single crystal, a polycrystalline, a powder, an amorphous film, a polycrystalline film, a single crystal film, or a thin film. Solid forms such as; liquid forms such as solutions, dispersions, coatings, inks; and the like. Above all, considering that the characteristic of the organic semiconductor material is that a semiconductor element can be provided by a wet film forming method, a coating liquid or an ink is preferable.
The semiconductor material of the present invention may contain a material other than the compound of the present invention as long as the provided semiconductor element exhibits desired semiconductor characteristics.
(本発明のインク)
本発明のインクについて説明する。
本発明のインクとは、本発明の化合物を含有する半導体膜を、湿式成膜法によって形成するための材料であり、さらには、本発明の化合物を含有する半導体層であって、本発明の半導体素子が有する半導体層を、湿式成膜法によって形成するための材料であり、ひいては、本発明の半導体素子を湿式成膜法によって与える材料である。
(Ink of the present invention)
The ink of the present invention will be described.
The ink of the present invention is a material for forming a semiconductor film containing the compound of the present invention by a wet film forming method, and further is a semiconductor layer containing the compound of the present invention of the present invention. It is a material for forming a semiconductor layer of a semiconductor element by a wet film forming method, and by extension, a material for giving the semiconductor element of the present invention by a wet film forming method.
本発明のインクは、本発明の化合物以外に、本発明の化合物を溶解または分散せしめることができる溶媒を含有している。
そのような溶媒としては、本発明の化合物を溶解または分散せしめることができれば特に限定されるものではなく、例えば、
酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAc)、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート(EEP)、プロピレンカーボネート等のエステル系溶媒;
In addition to the compound of the present invention, the ink of the present invention contains a solvent capable of dissolving or dispersing the compound of the present invention.
Such a solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the compound of the present invention, for example.
Ester solvents such as ethyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAc), 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate, ethoxyethyl propionate (EEP), propylene carbonate;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、1,3−ブタンジオール、1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘキサノール、シクロヘキサノール、工業用高級アルコール(例えば、ダイヤドールシリーズ(商品名、三菱化学製))等のアルコール系溶媒; Methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 1,3-butanediol, 1-pentanol, 4- Alcohol-based solvents such as methyl-2-pentanol, 1-hexanol, cyclohexanol, and industrial higher alcohols (for example, Diador series (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical));
ペンタン、n−ヘキサン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−オクタン、n−デカン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;
ジクロロメタン、クロロホルムなどの塩素系溶媒;
Hydrocarbon solvents such as pentane, n-hexane, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, n-octane, n-decane, toluene and xylene;
Chlorine-based solvents such as dichloromethane and chloroform;
ベンゼン、トルエン、クメン、n−プロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、n−ペンチルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、p−シメン、1,4−ジエチルベンゼン、メシチレン、1,3,5−トリエチルベンゼン、アニソール、2−メチルアニソール、3−メチルアニソール、4−メチルアニソール、2,5−ジメチルアニソール、1,3−ジメトキシベンゼン、3,5−ジメトキシトルエン、2,4−ジメチルアニソール、フェネトール、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、テトラリン、1,5−ジメチルテトラリン、1−メチルナフタレン、工業用芳香族系溶媒(例えば、ソルベッソ100、ソルベッソ150など(商品名、エクソンモービル製))等の芳香族系溶媒; Benzene, toluene, cumene, n-propylbenzene, n-butylbenzene, n-pentylbenzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, p-simene, 1,4-diethylbenzene, mecitylene, 1,3,5 -Triethylbenzene, anisole, 2-methylanisole, 3-methylanisole, 4-methylanisole, 2,5-dimethylanisole, 1,3-dimethoxybenzene, 3,5-dimethoxytoluene, 2,4-dimethylanisole, phenitol , Methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, butyl benzoate, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, trichlorobenzene, tetralin, 1,5-dimethyltetraline, 1-methylnaphthalene, industrial aromatic solvents (eg, for example. Aromatic solvents such as benzene 100, benzene 150, etc. (trade name, manufactured by Exxon Mobile);
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル(モノグライム)、ジグライム、トリグライム、エチレングリコールモノメチルエーテル(セロソルブ)、エチルセロソルブ、プロピオセロソルブ、ブチロセロソルブ、フェニルセロソルブ、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ベンジルエチルエーテル、エチルフェニルエーテル、ジフェニルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテルベンゾ二トリルプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル等のエーテル系溶剤; Tetrahydrofuran, 2-methyltetraethanol, dioxane, ethylene glycol diethyl ether (monoglyme), diglime, triglime, ethylene glycol monomethyl ether (cellosolve), ethyl cellosolve, propiocellosolve, butyrocellosolve, phenylcellosolve, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether , Diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, benzyl ethyl ether, ethyl phenyl ether, diphenyl ether, methyl-t-butyl ether, cyclopentyl methyl ether, cyclohexyl methyl ether benzonitril propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether. , Ethylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol ethyl ether and other ether-based solvents;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, acetophenone, propiophenone, butyrophenone, cyclohexanone;
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の非プロトン性極性溶媒;
等を挙げることできる。
なお、本発明のインクに用いられる溶媒は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
Aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone;
And so on.
The solvent used in the ink of the present invention may be one kind or two or more kinds.
本発明のインクは、その他の成分として、用途に応じて、本発明の化合物以外の半導体材料を含有していてもよい。そのような半導体材料としては、電子供与性材料、電子受容性材料、電子輸送性材料、正孔輸送性材料、発光材料、光吸収材料等を挙げることができる。 The ink of the present invention may contain a semiconductor material other than the compound of the present invention as another component, depending on the intended use. Examples of such a semiconductor material include an electron donating material, an electron accepting material, an electron transporting material, a hole transporting material, a light emitting material, and a light absorbing material.
また、本発明のインクは、その他の成分として、高分子化合物や樹脂、体質成分、界面活性剤、離型剤等を含有していてもよい。これらの成分は、本発明のインクに、印刷適性および造膜性(膜形成能)を付与するために、必要に応じて加えられる。 Further, the ink of the present invention may contain a polymer compound, a resin, a constitutional component, a surfactant, a mold release agent and the like as other components. These components are added as necessary to impart printability and film-forming property (film-forming ability) to the ink of the present invention.
本発明のインクに含有しうる樹脂としては、公知慣用の絶縁性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、
シアノエチルプルラン、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルローストリアセテート(TAC)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド、ポリエステル、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)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、ポリシクロオレフィン、ポリスチレンおよびポリスチレン誘導体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパラキシリレン誘導体(例えば、パリレンシリーズ(商標名))、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリル樹脂、アモルファスフッ素樹脂(例えば、サイトップシリーズ(商品名、旭硝子製))、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、電子線硬化性樹脂(例えば、電子線硬化性アクリル系樹脂や電子線硬化性メタアクリル系樹脂)、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、メラミン樹脂、UV硬化性樹脂(例えば、UV硬化性アクリル系樹脂やUV硬化性メタアクリル系樹脂)等の高分子化合物を挙げることができる。
なお、本発明のインクに含有される樹脂は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
該樹脂のインク中の濃度は、本発明のインクを用いてなる半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内であれば特に限定されるものではなく、通常、1〜10質量%の範囲であることが好ましく、3〜7質量%の範囲であることがより好ましい。
The resin that can be contained in the ink of the present invention is not particularly limited as long as it is a known and commonly used insulating resin, and for example,
Cyanoethyl pullulan, cellulose acetate propionate (CAP), cellulose triacetate (TAC), polyalilate (PAR), polyimide, polyester, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyetherimide (PEI), polyether Etherketone (PEEK), Polyethersulfone (PES), Polyvinylidene Chloride (PVDC), Polyvinyl Chloride (PVC), Polycarbonate (PC), Polycycloolefin, Polystyrene and Polystyrene Derivatives, Polytetrafluoroethylene (PTFE), Poly Paraxylylene derivatives (eg, parylene series (trade name)), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylphenol (PVP), polyphenylene sulfide (PPS), polymethylmethacrylate (PMMA), acrylic resins, amorphous fluororesins (eg, sai) Top series (trade name, manufactured by Asahi Glass), alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, electron beam curable resin (for example, electron beam curable acrylic resin and electron beam curable metal acrylic resin), phenoxy resin, phenol Examples of polymer compounds such as resins, fluororesins, unsaturated polyester resins, polyimide resins, polyvinylphenol resins, melamine resins, and UV curable resins (for example, UV curable acrylic resins and UV curable metaacrylic resins) are mentioned. Can be done.
The resin contained in the ink of the present invention may be one kind or two or more kinds.
The concentration of the resin in the ink is not particularly limited as long as the semiconductor element using the ink of the present invention exhibits desired semiconductor characteristics, and is usually in the range of 1 to 10% by mass. It is preferably in the range of 3 to 7% by mass, and more preferably in the range of 3 to 7% by mass.
本発明のインクに含有しうる体質成分としては、公知慣用の電気的絶縁性の無機系微粒子や公知慣用の電気的絶縁性の顔料であれば特に限定されるものではなく、例えば、
アエロジルシリーズ(商品名、エボニック製)、
サイリシア、サイロホービック、サイロピュート、サイロページ、サイロピュア、サイロスフェア、サイロマスク、シルウェル、フジバルーン(以上、商品名、富士シリシア製)、
PMA−ST、IPA−ST(以上、商品名、日産化学製)、
NANOBIC3600シリーズ、NANOBIC3800シリーズ(以上、商品名、ビックケミー製)等の無機系微粒子;
EXCEDIC BLUE0565、EXCEDIC RED0759、EXCEDIC YELLOW 0599、EXCEDIC GREEN0358、EXCEDIC YELLOW0648(以上、商品名 DIC製)等の顔料;
などを挙げることができる。
なお、本発明のインクに含有される体質成分は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
該体質成分のインク中の濃度は、本発明のインクを用いてなる半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内であれば特に限定されるものではなく、通常、有効成分で0〜20質量%の範囲であることが好ましい。
The constitutional component that can be contained in the ink of the present invention is not particularly limited as long as it is a known and commonly used electrically insulating inorganic fine particle and a known and commonly used electrically insulating pigment.
Aerosil series (trade name, made by Evonik),
Silocia, Silohobic, Siloput, Silopage, SiloPure, SiloSfair, Silomask, Sylwell, Fuji Balloon (above, trade name, made by Fuji Silysia),
PMA-ST, IPA-ST (above, product name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.),
Inorganic fine particles such as NANOBIC3600 series and NANOBIC3800 series (above, trade name, manufactured by Big Chemie);
Pigments such as EXCEDIC BLUE0565, EXCEDIC RED0759, EXCEDIC YELLOW 0599, EXCEDIC GREEN0358, EXCEDIC YELLOW0648 (above, trade name DIC);
And so on.
The constitutional component contained in the ink of the present invention may be one kind or two or more kinds.
The concentration of the constitutional component in the ink is not particularly limited as long as the semiconductor element using the ink of the present invention exhibits desired semiconductor characteristics, and is usually 0 to 20% by mass of the active ingredient. It is preferably in the range of.
本発明のインクに含有しうる界面活性剤としては、公知慣用の電気的絶縁性の界面活性剤であれば特に限定されるものではなく、例えば、
炭化水素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を挙げることができる。中でも、鎖長がC6以上の直鎖状のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤(例えば、メガファックF−482、メガファックF−470(R−08)、メガファックF−472SF、メガファックR−30、メガファックF−484、メガファックF−486、メガファックF−172D、メガファックF178RM(以上、商品名、DIC製))が好ましい。
なお、本発明のインクに含有される界面活性剤は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
該界面活性剤のインク中の濃度は、本発明のインクを用いてなる半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内であれば特に限定されるものではなく、通常、有効成分で0.01〜5.00質量%の範囲であることが好ましく、有効成分で0.05〜1.00質量%の範囲であることがより好ましい。
The surfactant that can be contained in the ink of the present invention is not particularly limited as long as it is a known and commonly used electrically insulating surfactant, and for example,
Examples thereof include hydrocarbon-based surfactants, silicone-based surfactants, and fluorine-based surfactants. Among them, fluorine-based surfactants having a linear perfluoroalkyl group having a chain length of C6 or more (for example, Megafvck F-482, Megafvck F-470 (R-08), Megafvck F-472SF, Mega). Fvck R-30, Mega Fvck F-484, Mega Fvck F-486, Mega Fvck F-172D, Mega Fvck F178RM (above, trade name, manufactured by DIC)) are preferable.
The surfactant contained in the ink of the present invention may be one kind or two or more kinds.
The concentration of the surfactant in the ink is not particularly limited as long as the semiconductor device using the ink of the present invention exhibits desired semiconductor characteristics, and is usually 0.01 to 0.01 to 0.01 for the active ingredient. It is preferably in the range of 5.00% by mass, and more preferably in the range of 0.05 to 1.00% by mass of the active ingredient.
本発明のインクに含有しうる離型剤としては、公知慣用の電気的絶縁性のシリコーン系化合物であれば特に限定されるものではなく、例えば、ジメチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンゴム、シリコーンレジン、有機変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、長鎖アルキル変性シリコーンオイル、フッ素化合物とシリコーンポリマーの混合物、フッ素変性シリコーン等を挙げることができる。中でも、グラノールシリーズ(商品名、共栄社製)、KF−96Lシリーズ(商品名、信越化学製)が、離型性や前記樹脂との相溶性の観点から好ましい。
なお、本発明のインクに含有される離型剤は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。
また、該離型剤のインク中の濃度は、本発明のインクを用いてなる半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内であれば特に限定されるものではなく、通常、有効成分で0.0〜5.0質量%の範囲であることが好ましく、有効成分で0.0〜3.0質量%の範囲であることがより好ましい。
The release agent that can be contained in the ink of the present invention is not particularly limited as long as it is a known and commonly used electrically insulating silicone-based compound, and is, for example, dimethyl silicone oil, dimethyl silicone rubber, silicone resin, or organic. Examples thereof include modified silicone oil, methylphenyl silicone oil, long-chain alkyl modified silicone oil, a mixture of a fluorine compound and a silicone polymer, and fluorine-modified silicone. Of these, the Granol series (trade name, manufactured by Kyoei Co., Ltd.) and the KF-96L series (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are preferable from the viewpoint of mold releasability and compatibility with the resin.
The release agent contained in the ink of the present invention may be one kind or two or more kinds.
Further, the concentration of the release agent in the ink is not particularly limited as long as the semiconductor element using the ink of the present invention exhibits desired semiconductor characteristics, and is usually 0. It is preferably in the range of 0 to 5.0% by mass, and more preferably in the range of 0.0 to 3.0% by mass of the active ingredient.
また、本発明のインクは、その他に、任意の成分として、レベリング剤、分散剤、消泡剤等を適時含有することができる。 In addition, the ink of the present invention may contain a leveling agent, a dispersant, an antifoaming agent and the like as arbitrary components in a timely manner.
本発明の化合物のインク中の濃度は、本発明のインクを用いてなる半導体素子が所望の半導体特性を呈する範囲内であれば特に限定されるものではなく、通常、0.01〜20.00質量%の範囲であることが好まく、0.05〜10.00質量%の範囲であることがより好まく、0.10〜10.00質量%の範囲であることがさらに好ましい。 The concentration of the compound of the present invention in the ink is not particularly limited as long as the semiconductor device using the ink of the present invention exhibits desired semiconductor characteristics, and is usually 0.01 to 20.00. It is preferably in the range of% by mass, more preferably in the range of 0.05 to 10.00% by mass, and even more preferably in the range of 0.10 to 10.00% by mass.
(本発明の半導体素子)
本発明の半導体素子について説明する。
本発明の半導体素子としては、本発明の化合物を用いてなる半導体層を有する半導体素子であれば特に限定されるものではなく、例えば、ダイオード;サイリスタ;フォトダイオード、太陽電池、受光素子等の光電変換素子;電界効果型トランジスタ、静電誘導型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、薄膜トランジスタ等のトランジスタ;有機EL素子、発光トランジスタなどの発光素子;メモリ;温度センサ、化学センサ、ガスセンサ、湿度センサ、放射線センサ、バイオセンサ、血液センサ、免疫センサ、人工網膜、味覚センサ、圧力センサ等のセンサ;インバータ、リングオシレータ、RFID等のロジック回路ユニット;等を挙げることができる。
(Semiconductor device of the present invention)
The semiconductor device of the present invention will be described.
The semiconductor device of the present invention is not particularly limited as long as it is a semiconductor device having a semiconductor layer made of the compound of the present invention. Conversion elements; field effect transistors, electrostatic induction transistors, bipolar transistors, thin film transistors, etc .; organic EL devices, light emitting transistors, and other light emitting elements; memory; temperature sensors, chemical sensors, gas sensors, humidity sensors, radiation sensors, biotechnology Sensors such as sensors, blood sensors, immune sensors, artificial retinas, taste sensors, and pressure sensors; logic circuit units such as inverters, ring oscillators, and RFIDs; and the like can be mentioned.
(本発明のトランジスタ)
本発明のトランジスタについて説明する。
トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、半導体層を必須要素として有する半導体素子であり、各電極や各層の配置の仕方によってさまざまな構造に分類される。
(Transistor of the present invention)
The transistor of the present invention will be described.
A transistor is a semiconductor element having a gate electrode, a gate insulating layer, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor layer as essential elements, and is classified into various structures depending on how each electrode and each layer are arranged.
本発明のトランジスタの構造としては、本発明の化合物を半導体層として含有すれば特に限定されるものではなく、例えば、ボトムゲートボトムコンタクト(以下、BGBCと略する)型トランジスタ、ボトムゲートトップコンタクト(以下、BGTCと略する)型トランジスタ、トップゲートボトムコンタクト(以下、TGBCと略する)型トランジスタ、トップゲートトップコンタクト(以下、TGTCと略する)型トランジスタ、メタルベース有機トランジスタ(以下、MBOTと略する)、静電誘導トランジスタ(以下、SITと略する)等を挙げることができる。 The structure of the transistor of the present invention is not particularly limited as long as it contains the compound of the present invention as a semiconductor layer. For example, a bottom gate bottom contact (hereinafter abbreviated as BGBC) type transistor and a bottom gate top contact (hereinafter abbreviated as BGBC) Hereinafter, BGTC type transistor, top gate bottom contact (hereinafter, abbreviated as TGBC) type transistor, top gate top contact (hereinafter, abbreviated as TGTC) type transistor, metal-based organic transistor (hereinafter, abbreviated as MBOT) type transistor. ), Static induction transistor (hereinafter abbreviated as SIT) and the like.
次に、本発明のトランジスタの構成要素である基板について説明する。
基板材料としては、板状、シート状、フィルム状等に加工できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、
シリコン;
石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等の無機系ガラス;
セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルローストリアセテート(TAC)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド、ポリエチレン(PE)、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)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリシクロオレフィン、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の樹脂や高分子化合物;
等を挙げることができる。
Next, the substrate which is a component of the transistor of the present invention will be described.
The substrate material is not particularly limited as long as it can be processed into a plate shape, a sheet shape, a film shape, or the like.
silicon;
Inorganic glass such as quartz glass, soda glass, borosilicate glass, non-alkali glass;
Cellulose acetate propionate (CAP), cellulose triacetate (TAC), polyarylate (PAR), polyimide, polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyetherimide (PEI), polyether Resins and polymer compounds such as ether ketone (PEEK), polyethersulfone (PES), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polycycloolefin, polyphenylene sulfide (PPS), polymethylmethacrylate (PMMA);
And so on.
中でも、トランジスタの生産性を向上させるという観点からは、ガラス製の板やシリコンウエハ等無機系基板が好ましく、フレキシブルなトランジスタを得るという観点からは、ガラス製シート、樹脂製シート、プラスチックフィルム等が好ましく、フレキシブル性に加え、軽量化を図り、可搬性および耐衝撃性を高めるという観点からは、樹脂製シートやプラスチックフィルムがより好ましい。 Among them, an inorganic substrate such as a glass plate or a silicon wafer is preferable from the viewpoint of improving the productivity of the transistor, and a glass sheet, a resin sheet, a plastic film or the like is preferable from the viewpoint of obtaining a flexible transistor. Preferably, in addition to flexibility, a resin sheet or a plastic film is more preferable from the viewpoint of weight reduction, portability and impact resistance.
次に、本発明のトランジスタの構成要素である電極について説明する。
ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極の材料としては、導電性材料であれば特に限定されるものではなく、無機系導電性材料や有機系導電性材料などを挙げることができる。
Next, an electrode which is a component of the transistor of the present invention will be described.
The material of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material, and examples thereof include an inorganic conductive material and an organic conductive material.
無機系導電性材料としては、例えば、リチウム、ベリリウム、炭素、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、スズ、アンチモン、ハフニウム、タングステン、白金、金、グラファイト、グラッシーカーボン、酸化スズ、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、ナトリウム−カリウム合金、モリブデン−タンタル合金、アルミニウム−酸化アルミニウム混合物、銀−酸化銀混合物、マグネシウム−アルミニウム混合物、マグネシウム−インジウム混合物、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−銅混合物、リチウム−アルミニウム混合物、ドープシリコン、カーボンペースト、銀インク、銀ペースト、銅インク、銅ペースト、ナノ銀、ナノ銅等を挙げることができる。
一方、有機系導電性材料としては、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリアニリン誘導体、導電性ポリピロール、導電性ポリピロール誘導体、導電性ポリチオフェン、導電性ポリチオフェン誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体(PEDOT−PSS)等のドーピングで電気伝導率を向上させた公知慣用の導電性高分子;
テトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン錯体などの電荷移動錯体;
などを挙げることができる。
Examples of inorganic conductive materials include lithium, beryllium, carbon, sodium, magnesium, aluminum, silicon, potassium, calcium, scandium, titanium, chromium, manganese, iron, nickel, copper, zinc, gallium, zirconium, niobium, and so on. Molybdenum, silver, tin, antimony, hafnium, tungsten, platinum, gold, graphite, glassy carbon, tin oxide, tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped zinc oxide, sodium-potassium alloy, molybdenum-tantal alloy, aluminum-aluminum oxide. Mixture, silver-silver oxide mixture, magnesium-aluminum mixture, magnesium-indium mixture, magnesium-silver mixture, magnesium-copper mixture, lithium-aluminum mixture, dope silicon, carbon paste, silver ink, silver paste, copper ink, copper paste , Nano silver, nano copper and the like.
On the other hand, examples of the organic conductive material include conductive polyaniline, conductive polyaniline derivative, conductive polypyrrole, conductive polypyrrole derivative, conductive polythiophene, conductive polythiophene derivative, and a complex of polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid ( Known and commonly used conductive polymers whose electrical conductivity has been improved by doping with PEDOT-PSS) or the like;
Charge transfer complexes such as the tetrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane complex;
And so on.
なお、各電極は、1種類の導電性材料からなるものであってもよく、2種類以上の導電性材料からなるものであってもよい。2種類以上の場合、混合して用いてもよく、積層して用いてもよい。また、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極において、同一の導電性材料が用いられていてもよく、それぞれの電極において異なる導電性材料が用いられていてもよい。 In addition, each electrode may be made of one kind of conductive material, or may be made of two or more kinds of conductive materials. When two or more types are used, they may be mixed or laminated. Further, the same conductive material may be used in the gate electrode, the source electrode and the drain electrode, and different conductive materials may be used in each electrode.
電極の厚みは、該電極を形成するために用いられる導電性材料の種類に応じて、所望の電気伝導率を達成できる範囲内で適宜決定されるものであり、通常、1nm〜1μmの範囲であることが好ましく、10nm〜200nmの範囲であることがより好ましく、20nm〜100nmの範囲であることがさらに好ましい。 The thickness of the electrode is appropriately determined within a range in which the desired electrical conductivity can be achieved, depending on the type of the conductive material used to form the electrode, and is usually in the range of 1 nm to 1 μm. It is preferably in the range of 10 nm to 200 nm, more preferably in the range of 20 nm to 100 nm.
ソース電極およびドレイン電極の形状は、互いに、実質一定の間隔(この間隔がチャネル長(L)に相当する。)を持って対抗するように形成されていれば、特に限定されるものではない。 The shapes of the source electrode and the drain electrode are not particularly limited as long as they are formed so as to oppose each other with a substantially constant interval (this interval corresponds to the channel length (L)).
チャネル長(L)は、通常、0.1μm〜1mmの範囲であることが好ましく、0.5μm〜200μmの範囲であることがより好ましく、1μm〜100μmの範囲であることがさらに好ましい。 The channel length (L) is usually preferably in the range of 0.1 μm to 1 mm, more preferably in the range of 0.5 μm to 200 μm, and further preferably in the range of 1 μm to 100 μm.
電極の形成方法としては、「材料科学の基礎第6号有機トランジスタの基礎(アルドリッチ社)」に記載されているような公知慣用の方法を挙げることができ、所望の形状(パターン)および所望の厚みの電極を形成することができる方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば、
まず、湿式成膜法または乾式成膜法を用いて、いったん広い範囲に導電膜を形成し(いったん、導電膜をべた(全面)形成し)、次に、該「べた導電膜」上にレジストを、フォトリソグラフィーまたは印刷法によりパターン形成し、しかるのち、エッチングする方法;
前記「べた導電膜」をレーザーアブレーションなどでパターン化する方法;
マスクを介した乾式成膜法にて、ダイレクトにパターン化する方法;
印刷法を用いてダイレクトにパターン化する方法;
等を挙げることができる。
As a method for forming the electrode, a known and commonly used method as described in "Basics of Materials Science No. 6 Basics of Organic Transistors (Aldrich)" can be mentioned, and a desired shape (pattern) and a desired shape can be mentioned. The method is not particularly limited as long as it can form an electrode having a thickness, for example.
First, a conductive film is once formed in a wide range (once the conductive film is solid (entire surface)) by using a wet film forming method or a dry film forming method, and then a resist is applied on the "solid conductive film". Is patterned by photolithography or printing, and then etched;
A method of patterning the "solid conductive film" by laser ablation or the like;
A method of directly patterning by a dry film formation method using a mask;
A method of directly patterning using the printing method;
And so on.
乾式成膜法としては、例えば、プラズマCVD法、熱CVD法、レーザーCVD法等の化学蒸着(CVD)法;真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着(PVD)法;などを、
湿式成膜法としては、例えば、電解メッキ法、浸漬メッキ法、無電解メッキ法、ゾルゲル法、有機金属分解(MOD)法、塗布法、印刷法等を挙げることができる。
なお、前記マスクを介した方法としては、金属マスク法とリフトオフ法などを、前記塗布法としては、ESD(Electro Spray Deposition)法、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra−dilute Solution)法、エアドクターコート法、エアナイフコート法、エッジキャスト法、含浸コート法、キスコート法、キャストコート法、スクイズコート法、スピンコート法、スリットコート法、静電コート法、静電スプレイコート法、ダイコート法、超音波スプレイコート法、超臨界スプレイコート法、ディスペンス法等、ディップコート法、ドクターブレードコート法、トランスファーロールコート法、ドロップキャスト法、バーコート法、ブレードコート法、リバースコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法等を、
前記印刷法としては、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、キャピラリーペン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、スクリーン印刷法、ディスペンス法、凸版印刷法、凸版反転印刷法、ドロップキャスト法、フレキソ印刷法、平版印刷法、マイクロコンタクト印刷法等を挙げることができる。
Examples of the dry film deposition method include chemical vapor deposition (CVD) methods such as plasma CVD method, thermal CVD method, and laser CVD method; physical vapor deposition (PVD) method such as vacuum vapor deposition method, sputtering method, and ion plating method; ,
Examples of the wet film forming method include an electrolytic plating method, a dip plating method, an electroless plating method, a sol-gel method, an organic metal decomposition (MOD) method, a coating method, a printing method and the like.
The method via the mask includes a metal mask method and a lift-off method, and the coating method includes an ESD (Electro Spray Deposition) method, an ESDUS (Evaporative Spray Deposition Method from Ultra-dilute Solution) method. Method, air knife coating method, edge casting method, impregnation coating method, kiss coating method, cast coating method, squeeze coating method, spin coating method, slit coating method, electrostatic coating method, electrostatic spray coating method, die coating method, ultrasonic spray Coat method, supercritical spray coat method, dispense method, etc., dip coat method, doctor blade coat method, transfer roll coat method, drop cast method, bar coat method, blade coat method, reverse coat method, roll coat method, wire bar coat Law, etc.
The printing methods include an inkjet printing method, an offset printing method, a capillary pen printing method, a gravure printing method, a gravure offset printing method, a screen printing method, a dispense method, a letterpress printing method, a letterpress reversal printing method, a drop cast method, and flexo printing. Examples include the method, the flat plate printing method, and the microcontact printing method.
中でも、製造コスト低減の観点から、真空環境が不要となる、湿式成膜法を用いる方法が好まく、湿式成膜法の中、工程数が少ない、印刷法を用いる方法がより好ましい。 Above all, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost, a method using a wet film forming method that does not require a vacuum environment is preferable, and among the wet film forming methods, a method using a printing method with a small number of steps is more preferable.
次に、本発明のトランジスタの構成要素であるゲート絶縁層について説明する。
ゲート絶縁層は、ゲート電極とソース電極、ゲート電極とドレイン電極、ゲート電極と半導体層を電気的に絶縁する機能を有するものである。したがって、ゲート絶縁層の材料としては、電気的絶縁性材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、シアノエチルプルラン、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルローストリアセテート(TAC)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド、ポリエステル、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)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリカーボネート(PC)、ポリシクロオレフィン、ポリスチレンおよびポリスチレン誘導体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパラキシリレン誘導体(例えば、パリレンシリーズ(商標名))、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリル樹脂、アモルファスフッ素樹脂(例えば、サイトップシリーズ(商品名、旭硝子製))、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、電子線硬化性樹脂(例えば、電子線硬化性アクリル系樹脂や電子線硬化性メタクリル系樹脂)、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、UV硬化性樹脂(例えば、UV硬化性アクリル系樹脂やUV硬化性メタクリル系樹脂)等の高分子化合物;
Al2O3、SiO2、BaxSr(1−x)TiO3、BaTixZr(1−x)O3等の無機物;
などを挙げることができる。
Next, the gate insulating layer, which is a component of the transistor of the present invention, will be described.
The gate insulating layer has a function of electrically insulating the gate electrode and the source electrode, the gate electrode and the drain electrode, and the gate electrode and the semiconductor layer. Therefore, the material of the gate insulating layer is not particularly limited as long as it is an electrically insulating material, and for example, cyanoethyl pullulan, cellulose acetate propionate (CAP), cellulose triacetate (TAC), and polyarylate (PAR). ), Polyimide, Polyester, Polyethylene terephthalate (PET), Polyethylene naphthalate (PEN), Polyetherimide (PEI), Polyether ether ketone (PEEK), Polyether sulfone (PES), Polyvinylidene chloride (PVDC), Polychloride Vinyl (PVC), Polycarbonate (PC), Polycycloolefin, Polystyrene and Polystyrene Derivatives, Polytetrafluoroethylene (PTFE), Polyparaxylylene Derivatives (eg Parylene Series ™), Polyvinyl Alcohol (PVA), Polyvinyl Phenol (PVP), polyphenylene sulfide (PPS), polymethylmethacrylate (PMMA), acrylic resin, amorphous fluororesin (for example, Cytop series (trade name, manufactured by Asahi Glass)), alkyd resin, urethane resin, epoxy resin, electron beam Curable resin (for example, electron beam curable acrylic resin or electron beam curable methacrylic resin), phenol resin, polyimide resin, polyvinyl phenol resin, phenoxy resin, phenol resin, fluororesin, unsaturated polyester resin, melamine resin, Polymer compounds such as UV curable resins (eg, UV curable acrylic resins and UV curable methacrylic resins);
Inorganic substances such as Al 2 O 3 , SiO 2 , Ba x Sr (1-x) TiO 3 , BaTi x Zr (1-x) O 3;
And so on.
なお、ゲート絶縁層は、1種類の絶縁性材料からなるものであってもよく、2種類以上の絶縁性材料からなるものであってもよい。また、反応(重合)開始剤、架橋剤、架橋補助剤等を含んでいてもよい。
2種類以上の絶縁性材料からなる場合、各絶縁性材料は単純に混合されていてもよく、絶縁性材料間で共有結合が形成されていてもよい。さらに、反応(重合)開始剤、架橋剤、架橋補助剤を含んでいる場合、これらの材料と絶縁性材料は単純に混合されていてもよく、これらの材料間で共有結合が形成されていてもよい。
ゲート絶縁層の厚みは、該ゲート絶縁層を形成するために用いられる絶縁性材料の種類に応じて、所望の絶縁性を達成できる範囲内で適宜決定されるものであり、通常、10nm〜5μmの範囲であることが好ましい。
The gate insulating layer may be made of one kind of insulating material or may be made of two or more kinds of insulating materials. It may also contain a reaction (polymerization) initiator, a cross-linking agent, a cross-linking aid, and the like.
When composed of two or more kinds of insulating materials, each insulating material may be simply mixed, or a covalent bond may be formed between the insulating materials. Further, when a reaction (polymerization) initiator, a cross-linking agent, and a cross-linking auxiliary are contained, these materials and the insulating material may be simply mixed, and a covalent bond is formed between these materials. May be good.
The thickness of the gate insulating layer is appropriately determined within a range in which the desired insulating property can be achieved, depending on the type of the insulating material used to form the gate insulating layer, and is usually 10 nm to 5 μm. It is preferably in the range of.
ゲート絶縁層の形成方法としては、ゲート電極とソース電極間、ゲート電極とドレイン電極間、およびゲート電極と半導体層間を電気的に絶縁できる膜(層)を形成することができれば特に限定されるものではなく、例えば、公知慣用の乾式成膜法および湿式成膜法を挙げることができる。 The method for forming the gate insulating layer is particularly limited as long as a film (layer) capable of electrically insulating between the gate electrode and the source electrode, between the gate electrode and the drain electrode, and between the gate electrode and the semiconductor layer can be formed. Instead, for example, known and commonly used dry film forming methods and wet film forming methods can be mentioned.
乾式成膜法としては、例えば、プラズマCVD法、熱CVD法、レーザーCVD法等の化学蒸着(CVD)法;
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着(PVD)法;などを、
湿式成膜法としては、例えば、電解メッキ法、浸漬メッキ法、無電解メッキ法、ゾルゲル法、有機金属分解(MOD)法、塗布法、印刷法等を挙げることができる。
なお、前記塗布法としては、ESD(Electro Spray Deposition)法、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra−dilute Solution)法、エアドクターコート法、エアナイフコート法、エッジキャスト法、含浸コート法、キスコート法、キャストコート法、スクイズコート法、スピンコート法、スリットコート法、静電コート法、静電スプレイコート法、ダイコート法、超音波スプレイコート法、超臨界スプレイコート法、ディスペンス法等、ディップコート法、ドクターブレードコート法、トランスファーロールコート法、ドロップキャスト法、バーコート法、ブレードコート法、リバースコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法等を、
前記印刷法としては、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、キャピラリーペン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、スクリーン印刷法、ディスペンス法、凸版印刷法、凸版反転印刷法、ドロップキャスト法、フレキソ印刷法、平版印刷法、マイクロコンタクト印刷法等を挙げることができる。
Examples of the dry film forming method include a chemical vapor deposition (CVD) method such as a plasma CVD method, a thermal CVD method, and a laser CVD method;
Physical vapor deposition (PVD) methods such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, etc.
Examples of the wet film forming method include an electrolytic plating method, a dip plating method, an electroless plating method, a sol-gel method, an organic metal decomposition (MOD) method, a coating method, a printing method and the like.
As the coating method, an ESD (Electro Spray Deposition) method, an ESDUS (Evasorative Spray Deposition) method, an Ultra-dilute Solution) method, an air doctor coating method, an air knife coating method, an edge casting method, an edge casting method, an impregnation coating method, and an impregnation coating method. Coat method, squeeze coat method, spin coat method, slit coat method, electrostatic coat method, electrostatic spray coat method, die coat method, ultrasonic spray coat method, supercritical spray coat method, dispense method, etc., dip coat method, doctor Blade coat method, transfer roll coat method, drop cast method, bar coat method, blade coat method, reverse coat method, roll coat method, wire bar coat method, etc.
The printing methods include an inkjet printing method, an offset printing method, a capillary pen printing method, a gravure printing method, a gravure offset printing method, a screen printing method, a dispense method, a letterpress printing method, a letterpress reversal printing method, a drop cast method, and flexo printing. Examples include the method, the flat plate printing method, and the microcontact printing method.
中でも、製造コスト低減の観点からは、真空設備が不要となる、湿式成膜法を用いる方法が好ましい。
なお、パターン化が必要な場合、「電極」の項において説明した内容と同様の方法にてパターン化することができる。
Above all, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost, a method using a wet film forming method, which does not require vacuum equipment, is preferable.
When patterning is required, it can be patterned by the same method as described in the section "Electrodes".
本発明のトランジスタの構成要素である半導体層について説明する。
本発明のトランジスタの特徴は、その構成要素である半導体層に、本発明の化合物を含有することにある。なお、本発明のトランジスタの構成要素である半導体層は、所望の半導体特性を呈することができれば、本発明の化合物以外の材料を含有していてもよい。そのような材料としては、「(本発明のインク)」の項目で説明した、その他の半導体材料、高分子化合物や樹脂、体質成分、界面活性剤、離型剤等を挙げることができる。
The semiconductor layer which is a component of the transistor of the present invention will be described.
A feature of the transistor of the present invention is that the compound of the present invention is contained in the semiconductor layer which is a component thereof. The semiconductor layer, which is a component of the transistor of the present invention, may contain a material other than the compound of the present invention as long as it can exhibit desired semiconductor characteristics. Examples of such a material include other semiconductor materials, polymer compounds and resins, constitutional components, surfactants, mold release agents and the like described in the section of "(Ink of the present invention)".
半導体層の厚みは、半導体層を形成するために用いられる半導体材料の種類に応じて、所望の半導体特性を達成できる範囲内で適宜決定されるものであり、通常、0.5nm〜1μmの範囲であることが好ましく、5nm〜500nmの範囲であることがより好ましく、10nm〜300nmの範囲であることがさらに好ましい。 The thickness of the semiconductor layer is appropriately determined within a range in which desired semiconductor characteristics can be achieved, depending on the type of semiconductor material used to form the semiconductor layer, and is usually in the range of 0.5 nm to 1 μm. It is preferably in the range of 5 nm to 500 nm, more preferably in the range of 10 nm to 300 nm.
半導体層の形成方法としては、少なくともチャネル領域(ソース電極とドレイン電極で挟まれた領域)を覆うように半導体層を形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、公知慣用の乾式成膜法および湿式成膜法を挙げることができる。 The method for forming the semiconductor layer is not particularly limited as long as it can form the semiconductor layer so as to cover at least the channel region (the region sandwiched between the source electrode and the drain electrode), and is not particularly limited. Examples thereof include a conventional dry film forming method and a wet film forming method.
乾式成膜法としては、例えば、
プラズマCVD法、熱CVD法、レーザーCVD法等の化学蒸着(CVD)法;
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着(PVD)法;
湿式成膜法としては、例えば、
ESD(Electro Spray Deposition)法、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra−dilute Solution)法、エアドクターコート法、エアナイフコート法、エッジキャスト法、含浸コート法、キスコート法、キャストコート法、スクイズコート法、スピンコート法、スリットコート法、静電コート法、静電スプレイコート法、ダイコート法、超音波スプレイコート法、超臨界スプレイコート法、ディスペンス法等、ディップコート法、ドクターブレードコート法、トランスファーロールコート法、ドロップキャスト法、バーコート法、ブレードコート法、リバースコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法等の塗布法;
インクジェット印刷法、オフセット印刷法、キャピラリーペン印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、スクリーン印刷法、ディスペンス法、凸版印刷法、凸版反転印刷法、ドロップキャスト法、フレキソ印刷法、平版印刷法、マイクロコンタクト印刷法等の印刷法;
等を挙げることができる。
As a dry film forming method, for example,
Chemical vapor deposition (CVD) methods such as plasma CVD method, thermal CVD method, laser CVD method, etc.;
Physical vapor deposition (PVD) methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating;
As a wet film forming method, for example,
ESD (Electro Spray Deposition) method, ESDUS (Evasorative Spray Deposition) method, Air Doctor Coat Method, Air Knife Coat Method, Edge Cast Method, Impregnation Coat Method, Kiss Coat Method, Coat Method, Coat Method, Coat Method, Coat Method Coat method, slit coat method, electrostatic coat method, electrostatic spray coat method, die coat method, ultrasonic spray coat method, supercritical spray coat method, dispense method, etc., dip coat method, doctor blade coat method, transfer roll coat method , Drop casting method, bar coating method, blade coating method, reverse coating method, roll coating method, wire bar coating method, etc.
Inkjet printing method, offset printing method, capillary pen printing method, gravure printing method, gravure offset printing method, screen printing method, dispense method, letterpress printing method, letterpress reversal printing method, dropcast method, flexo printing method, flat plate printing method, Printing methods such as micro contact printing method;
And so on.
中でも、製造コストの低減および製造プロセスの低温化の観点から、湿式成膜法を用いる方法が好ましい。 Above all, a method using a wet film forming method is preferable from the viewpoint of reducing the manufacturing cost and lowering the temperature of the manufacturing process.
また、半導体層の形成に当たっては、半導体材料の結晶性を高め半導体特性の向上を図ることを目的に、必要に応じて、前記のようにして成膜したのちにアニーリングを実施してもよい。アニーリングの温度は50〜200℃の範囲であることが好ましく、70〜200℃の範囲であることがより好ましく、アニーリングの時間は10分〜12時間の範囲であることが好ましく、1時間〜10時間の範囲であることがより好ましく、30分〜10時間の範囲であることがさらに好ましい。 Further, in forming the semiconductor layer, if necessary, annealing may be performed after the film is formed as described above for the purpose of enhancing the crystallinity of the semiconductor material and improving the semiconductor characteristics. The annealing temperature is preferably in the range of 50 to 200 ° C., more preferably in the range of 70 to 200 ° C., and the annealing time is preferably in the range of 10 minutes to 12 hours, 1 hour to 10 hours. It is more preferably in the time range, and even more preferably in the range of 30 minutes to 10 hours.
本発明のトランジスタの用途としては、表示装置を構成する画素のスイッチング素子、表示装置を構成する画素の信号ドライバ回路、メモリ回路、センサ回路、インバータ、リングオシレータ、RFID等を挙げることができる。
前記表示装置のとしては、液晶表示装置、分散型液晶表示装置、電気泳動表示装置、粒子回転表示装置、エレクトロクロミック表示装置、有機EL表示装置、電子ペーパー等を挙げることができる。
Applications of the transistor of the present invention include a switching element of pixels constituting a display device, a signal driver circuit of pixels constituting a display device, a memory circuit, a sensor circuit, an inverter, a ring oscillator, an RFID and the like.
Examples of the display device include a liquid crystal display device, a distributed liquid crystal display device, an electrophoresis display device, a particle rotation display device, an electrochromic display device, an organic EL display device, electronic paper, and the like.
本発明を実施例でさらに詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(実施例1)
〈化合物(101)の製造方法〉
化合物(101)の製造方法について説明する。なお、化合物(101)は、一般式(1)で表される化合物において、Arがフェニル基、R1がヘキシル基である場合に相当する化合物である。
(Example 1)
<Method for producing compound (101)>
A method for producing the compound (101) will be described. The compound (101) is a compound represented by the general formula (1), which corresponds to the case where Ar is a phenyl group and R 1 is a hexyl group.
製造スキームを(S101)に示す。 The manufacturing scheme is shown in (S101).
(S101) (S101)
まず、化合物(101−1)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、Jounal of Organic Chemistry,1992年、57号1262頁に記載の方法で得た2,8−ジメトキシ−5,6,11,12−テトラヒドロクリセン11.0g(37.5mmol)、50%含水10%−Pd/C(エヌ・イーケムキャット製)8.40gにメシチレン110mLを加え、160℃で6時間撹拌した後、放冷した。析出した白色固体をろ過し、酢酸エチルで洗浄した。得られた白色固体を乾燥することで、化合物(101−1)7.77g(収率、71.9%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.68−8.66(m,2H),δ8.64(d,J=8.8Hz,2H),δ7.93(d,J=8.8Hz,2H),δ7.38−7.35(m,4H),δ4.02(s,6H).
First, a method for synthesizing compound (101-1) will be described.
2,8-Dimethoxy-5,6,11,12-tetrahydrochrysene 11.0 g (37.5 mmol), 50%, obtained by the method described in Journal of Organic Chemistry, 1992, No. 57, p. 1262, under an argon atmosphere. 110 mL of mesitylene was added to 8.40 g of water-containing 10% -Pd / C (manufactured by N.E.Chemcat), and the mixture was stirred at 160 ° C. for 6 hours and then allowed to cool. The precipitated white solid was filtered and washed with ethyl acetate. The obtained white solid was dried to obtain 7.77 g (yield, 71.9%) of compound (101-1).
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.68-8.66 (m, 2H), δ8.64 (d, J = 8.8 Hz, 2H), δ7.93 (d, J = 8.8 Hz, 2H), δ7.38-7.35 (m, 4H), δ4.02 (s, 6H).
次に化合物(101−2)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−1)5.70g(19.8mmol)に脱水ジクロロメタン500mLを加え、0℃で撹拌した。反応液へ三臭化ホウ素の1Mジクロロメタン溶液47mL(47mmol)を滴下した後、室温に昇温して1時間撹拌した。さらに8時間加熱還流し、室温まで放冷した。反応液へ水200mLを加え、析出した白色固体をろ過することで、化合物(101−2)5.14g(収率、100%)を得た。これ以上、精製することなく次の反応へ供した。
Next, a method for synthesizing compound (101-2) will be described.
Under an argon atmosphere, 500 mL of dehydrated dichloromethane was added to 5.70 g (19.8 mmol) of compound (101-1), and the mixture was stirred at 0 ° C. After dropping 47 mL (47 mmol) of a 1 M dichloromethane solution of boron tribromide into the reaction solution, the temperature was raised to room temperature and the mixture was stirred for 1 hour. The mixture was heated under reflux for another 8 hours and allowed to cool to room temperature. 200 mL of water was added to the reaction solution, and the precipitated white solid was filtered to obtain 5.14 g (yield, 100%) of compound (101-2). It was subjected to the next reaction without further purification.
次に化合物(101−3)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−2)5.14g(19.8mmol)に脱水ジクロロメタン80mL、トリエチルアミン14mL(99mmol)を加え、0℃で撹拌した。反応液へ無水トリフルオロメタンスルホン酸8.3mL(49mmol)を滴下した後、室温に昇温して4時間撹拌した。反応液へ希塩酸100mLを加えて反応を停止した後、水層を抜き取り、続いて有機層を希塩酸で2回洗浄した。有機層を減圧濃縮して得られた黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=80/20→50/50)で分離精製を行い化合物(101−3)4.45g(収率、43.0%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.87(d,J=9.2Hz,2H),δ8.77(d,J=8.8Hz,2H),δ8.07(d,J=8.8Hz,2H),δ7.93(d,J=2.8Hz,2H),δ7.64(dd,J=9.2Hz,J=2.8Hz,2H).
Next, a method for synthesizing compound (101-3) will be described.
Under an argon atmosphere, 80 mL of dehydrated dichloromethane and 14 mL (99 mmol) of triethylamine were added to 5.14 g (19.8 mmol) of compound (101-2), and the mixture was stirred at 0 ° C. After 8.3 mL (49 mmol) of trifluoromethanesulfonic anhydride was added dropwise to the reaction mixture, the temperature was raised to room temperature and the mixture was stirred for 4 hours. After stopping the reaction by adding 100 mL of dilute hydrochloric acid to the reaction solution, the aqueous layer was withdrawn, and then the organic layer was washed twice with dilute hydrochloric acid. The yellow solid obtained by concentrating the organic layer under reduced pressure was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 80/20 → 50/50) to obtain 4.45 g of compound (101-3) (yield, 43. 0%) was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.87 (d, J = 9.2 Hz, 2H), δ8.77 (d, J = 8.8 Hz, 2H), δ8.07 (d, J = 8. 8Hz, 2H), δ7.93 (d, J = 2.8Hz, 2H), δ7.64 (dd, J = 9.2Hz, J = 2.8Hz, 2H).
次に化合物(101−4)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−3)0.995g(1.90mmol)、アセチルアセトン鉄(III)0.0675g(0.185mmol)に脱水テトラヒドロフラン20mL、N−メチルピロリドン1mLを加え、0℃で撹拌した。反応液へヘキシルマグネシウムブロミドの2.0Mエーテル溶液1.8mL(3.6mmol)を滴下した後、30分撹拌した。反応液へ水を加えて反応を停止した後、セライトろ過を行った。ろ液を濃縮し得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→60/40)で分離精製を行い、化合物(101−4)0.267g(収率、30.6%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.85−8.79(m,2H),δ8.71−8.60(m,2H),δ8.01−7.97(m,2H),δ7.88(d,J=2.4Hz,1H),δ7.79(s,1H),δ7.61−7.57(m,2H),δ2.87(t,J=7.6Hz,2H),δ1.81−1.70(m,2H),δ1.46−1.27(m,6H),δ0.93(t,J=6.8Hz,3H).
Next, a method for synthesizing compound (101-4) will be described.
Under an argon atmosphere, 20 mL of dehydrated tetrahydrofuran and 1 mL of N-methylpyrrolidone were added to 0.995 g (1.95 mmol) of compound (101-3) and 0.0675 g (0.185 mmol) of acetylacetone iron (III), and the mixture was stirred at 0 ° C. .. 1.8 mL (3.6 mmol) of a 2.0 M ether solution of hexylmagnesium bromide was added dropwise to the reaction mixture, and the mixture was stirred for 30 minutes. Water was added to the reaction solution to stop the reaction, and then Celite filtration was performed. The solid obtained by concentrating the filtrate is separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 60/40) to obtain 0.267 g of compound (101-4) (yield: 30.6%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.85-8.79 (m, 2H), δ8.71-8.60 (m, 2H), δ8.01-7.97 (m, 2H), δ7 .88 (d, J = 2.4Hz, 1H), δ7.79 (s, 1H), δ7.61-7.57 (m, 2H), δ2.87 (t, J = 7.6Hz, 2H) , Δ1.81-1.70 (m, 2H), δ1.46-1.27 (m, 6H), δ0.93 (t, J = 6.8Hz, 3H).
最後に、化合物(101)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−4)0.0995g(0.216mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.0013g(0.011mmol)、ヨウ化銅(I)0.0039g(0.021mmol)に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド2mL、トリエチルアミン0.5mLを加え室温で撹拌した。反応液へエチニルベンゼン0.024mL(0.22mmol)を滴下した後、60℃で3時間撹拌した。溶媒を留去し、得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→70/30)で分離精製することで化合物(101)0.056g(収率、62.8%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.74−8.65(m,4H),δ8.18(s,1H),δ7.96(d,J=2.8Hz,1H),δ7.94(d,J=3.6Hz,1H),δ7.82(d,J=1.6Hz,8.8Hz,1H),δ7.76(s,1H),δ7.62−7.60(m,2H),δ7.82(d,J=1.6Hz,8.8Hz,1H),δ7.39−7.36(m,4H),δ2.85(t,J=7.5Hz,2H),δ1.79−1.71(m,2H),δ1.46−1.24(m,6H),δ0.90(t,J=7.0Hz,3H).
Finally, a method for synthesizing compound (101) will be described.
Under an argon atmosphere, 0.0995 g (0.216 mmol) of compound (101-4), 0.0013 g (0.011 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 0.0039 g (0. 021 mmol) was added with 2 mL of dry N, N-dimethylformamide and 0.5 mL of triethylamine, and the mixture was stirred at room temperature. 0.024 mL (0.22 mmol) of ethynylbenzene was added dropwise to the reaction mixture, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 3 hours. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 70/30) to obtain 0.056 g of compound (101) (yield, 62.8%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.74-8.65 (m, 4H), δ8.18 (s, 1H), δ7.96 (d, J = 2.8 Hz, 1H), δ7.94 (D, J = 3.6Hz, 1H), δ7.82 (d, J = 1.6Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.76 (s, 1H), δ7.62-7.60 (m, 2H), δ7.82 (d, J = 1.6Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.39-7.36 (m, 4H), δ2.85 (t, J = 7.5Hz, 2H), δ1.77-1.71 (m, 2H), δ1.46-1.24 (m, 6H), δ0.90 (t, J = 7.0Hz, 3H).
〈化合物(101)の溶解度の評価〉
室温(25℃)において、化合物(101)へ、目視で完全に溶解するまでp−キシレンを加えて、溶解度を評価した。結果を表1に示した。
<Evaluation of solubility of compound (101)>
At room temperature (25 ° C.), p-xylene was added to compound (101) until it was completely dissolved visually and the solubility was evaluated. The results are shown in Table 1.
〈化合物(101)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
中性洗剤水溶液、蒸留水、アセトン、エタノールを用いて、この順に、超音波洗浄(各30分×3回)したガラス基板上に、スパッタリング法にて、白金を、金属マスクを介して、パターン蒸着することにより、ゲート電極を形成し(厚み:30nm)、さらに、熱CVD法にて、前記ゲート電極を覆うように、ジクロロ−ジ−p−キシリレン重合物(ポリパラキシリレン)よりなるゲート絶縁層を形成した(厚み:1μm)。
次に、前記ゲート絶縁層上に、真空蒸着法(2×10−6Torr)にて、金属マスクを介して、金をパターン蒸着することにより、ソース・ドレイン電極を形成し(厚み:20nm、チャネル長:チャネル幅=75μm:3000μm)、このものを、ペンタフルオロベンゼンチオールのエタノール溶液(濃度:0.08質量%)に1時間浸漬した後、エタノールでリンスした。
最後に、前記ソース・ドレイン電極を覆うように、化合物(101)のp−キシレン溶液(0.4質量%)0.05μLをドロップキャストし、室温で乾燥させることで半導体層を形成した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (101)>
Platinum is patterned through a metal mask on a glass substrate that has been ultrasonically washed (30 minutes x 3 times each) in this order using a neutral detergent aqueous solution, distilled water, acetone, and ethanol by a sputtering method. A gate electrode is formed by vapor deposition (thickness: 30 nm), and further, a gate made of a dichloro-di-p-xylylene polymer (polyparaxylylene) is used so as to cover the gate electrode by a thermal CVD method. An insulating layer was formed (thickness: 1 μm).
Next, a source / drain electrode is formed by pattern-depositing gold on the gate insulating layer via a metal mask by a vacuum vapor deposition method (2 × 10-6 Torr) (thickness: 20 nm, Channel length: channel width = 75 μm: 3000 μm), which was immersed in an ethanol solution of pentafluorobenzenethiol (concentration: 0.08% by mass) for 1 hour and then rinsed with ethanol.
Finally, 0.05 μL of a p-xylene solution (0.4% by mass) of compound (101) was drop-cast so as to cover the source / drain electrodes, and dried at room temperature to form a semiconductor layer.
〈化合物(101)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
前記のようにして製造したトランジスタの移動度は、ソース電極を接地し、ドレイン電極に−80Vを印加した状態で、ゲート電極に電圧(Vg)をスイープ印加(+40Vから−60V)しながら、ドレイン電極に流れる電流(Id)を測定し、
√Id−Vgの傾きから、式(Eq.101)を用いて求めた。単位はcm2/Vsである。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (101)>
The mobility of the transistor manufactured as described above is determined by applying a voltage (V g ) to the gate electrode while sweeping (+ 40 V to -60 V) with the source electrode grounded and -80 V applied to the drain electrode. Measure the current (Id ) flowing through the drain electrode and
From the slope of √I d -V g, it was determined by using the equation (Eq.101). The unit is cm 2 / Vs.
Id=(W/2L)・C・μ・(Vg−VT)2 (Eq.101) I d = (W / 2L) · C · μ · (V g -V T) 2 (Eq.101)
(式中、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、μは移動度、Cはゲート絶縁層の単位面積当たりの電気容量、VTは閾値電圧を表す。)
結果を表2に示した。
(In the equation, W is the channel width, L is the channel length, μ is the mobility, C is the capacitance per unit area of the gate insulating layer, and VT is the threshold voltage.)
The results are shown in Table 2.
〈化合物(101)の耐熱性の評価〉
前記のようにして製造したトランジスタを、100℃に加熱したホットプレート上に載せ、5分間保持した。熱処理を施したトランジスタに対し、熱処理を施す前と同様にして移動度を求めた。結果を表2に示した。
<Evaluation of heat resistance of compound (101)>
The transistor produced as described above was placed on a hot plate heated to 100 ° C. and held for 5 minutes. The mobility of the heat-treated transistor was determined in the same manner as before the heat treatment. The results are shown in Table 2.
(実施例2)
〈化合物(102)の製造方法〉
化合物(102)の製造方法について説明する。なお、化合物(102)は、一般式(1)で表される化合物において、Arが2−チエニル基、R1がヘキシル基である場合に相当する化合物である。
(Example 2)
<Method for producing compound (102)>
A method for producing the compound (102) will be described. The compound (102) is a compound represented by the general formula (1), which corresponds to the case where Ar is a 2-thienyl group and R 1 is a hexyl group.
製造スキームを(S102)に示す。 The manufacturing scheme is shown in (S102).
以下に、化合物(102)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−4)0.101g(0.219mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.0019g(0.016mmol)、ヨウ化銅(I)0.0056g(0.029mmol)に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド2mL、トリエチルアミン1mLを加え室温で撹拌した。反応液へ2−エチニルチオフェン0.025mL(0.22mmol)を滴下した後、60℃で2時間撹拌した。溶媒を留去し、得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→70/30)で分離精製することで化合物(102)0.073g(収率、79.5%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.74−8.64(m,4H),δ8.17(d,J=2.0Hz,1H),δ7.98(d,J=5.8Hz,1H),δ7.95(d,J=5Hz,1H),δ7.80(d,J=2.0Hz,8.8Hz,1H),δ7.78(s,1H),δ7.57(d,J=1.8Hz,8.6Hz,1H),δ7.36−7.32(m,2H),δ7.07−7.04(m,1H),δ2.86(t,J=7.8Hz,2H),δ1.81−1.70(m,2H),δ1.46−1.26(m,6H),δ0.90(t,J=7.2Hz,3H).
The method for synthesizing compound (102) will be described below.
Under an argon atmosphere, 0.101 g (0.219 mmol) of compound (101-4), 0.0019 g (0.016 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 0.0056 g (0. To 029 mmol), 2 mL of dry N, N-dimethylformamide and 1 mL of triethylamine were added, and the mixture was stirred at room temperature. After 0.025 mL (0.22 mmol) of 2-ethynylthiophene was added dropwise to the reaction mixture, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 70/30) to obtain 0.073 g of compound (102) (yield, 79.5%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.74-8.64 (m, 4H), δ8.17 (d, J = 2.0 Hz, 1H), δ7.98 (d, J = 5.8 Hz, 1H), δ7.95 (d, J = 5Hz, 1H), δ7.80 (d, J = 2.0Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.78 (s, 1H), δ7.57 (d, J = 1.8Hz, 8.6Hz, 1H), δ7.36-7.32 (m, 2H), δ7.07-7.04 (m, 1H), δ2.86 (t, J = 7.8Hz) , 2H), δ1.81-1.70 (m, 2H), δ1.46-1.26 (m, 6H), δ0.90 (t, J = 7.2Hz, 3H).
〈化合物(102)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(102)を用いた以外は実施例1と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (102)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (102) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
〈化合物(102)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(102)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (102)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (102) was used instead of compound (101).
〈化合物(102)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(102)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (102)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (102) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(102)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(102)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (102)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (102) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(実施例3)
〈化合物(103)の製造方法〉
化合物(103)の製造方法について説明する。なお、化合物(103)は、一般式(1)で表される化合物において、Arが4−ペンチルフェニル基、R1がオクチル基である場合に相当する化合物である。
(Example 3)
<Method for producing compound (103)>
The method for producing the compound (103) will be described. The compound (103), in the compound represented by the general formula (1) is a compound wherein Ar is 4-pentylphenyl group, R 1 is equivalent to the case of octyl group.
製造スキームを(S103)に示す。 The manufacturing scheme is shown in (S103).
まず、化合物(103−1)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−3)0.622g(1.19mmol)、アセチルアセトン鉄(III)0.0420g(0.119mmol)に脱水テトラヒドロフラン12mL、N−メチルピロリドン0.6mLを加え、0℃で撹拌した。反応液へオクチルマグネシウムブロミドの2.0Mエーテル溶液0.80mL(1.6mmol)を滴下した後、30分撹拌した。反応液へ水を加えて反応を停止した後、セライトろ過を行った。ろ液を濃縮し得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→60/40)で分離精製を行い、化合物(103−1)0.215g(収率、37.1%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.85−8.79(m,2H),δ8.69(d,J=8.8Hz,1H),δ8.63(d,J=9.2Hz,1H),δ8.02−7.97(m,2H),δ7.88(d,J=2.4Hz,1H),δ7.79(s,1H),δ7.62−7.56(m,2H),δ2.86(t,J=7.6Hz,2H),δ1.81−1.72(m,2H),δ1.47−1.24(m,10H),δ0.93(t,J=7.2Hz,3H).
First, a method for synthesizing compound (103-1) will be described.
Under an argon atmosphere, add 12 mL of dehydrated tetrahydrofuran and 0.6 mL of N-methylpyrrolidone to 0.622 g (1.19 mmol) of compound (101-3) and 0.0420 g (0.119 mmol) of acetylacetone iron (III) at 0 ° C. Stirred. 0.80 mL (1.6 mmol) of a 2.0 M ether solution of octylmagnesium bromide was added dropwise to the reaction mixture, and the mixture was stirred for 30 minutes. Water was added to the reaction solution to stop the reaction, and then Celite filtration was performed. The solid obtained by concentrating the filtrate was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 60/40) to obtain 0.215 g of compound (103-1) (yield, 37.1%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.85-8.79 (m, 2H), δ8.69 (d, J = 8.8 Hz, 1H), δ8.63 (d, J = 9.2 Hz, 1H), δ8.02-7.97 (m, 2H), δ7.88 (d, J = 2.4Hz, 1H), δ7.79 (s, 1H), δ7.62-7.56 (m, 2H), δ2.86 (t, J = 7.6Hz, 2H), δ1.81-1.72 (m, 2H), δ1.47-1.24 (m, 10H), δ0.93 (t, J = 7.2Hz, 3H).
最後に、化合物(103)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(103−1)0.101g(0.211mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.0017g(0.014mmol)、ヨウ化銅(I)0.0047g(0.025mmol)に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド1.2mL、トリエチルアミン0.65mLを加え室温で撹拌した。反応液へ1−エチニル−4−ペンチルベンゼン0.074mL(0.38mmol)を滴下した後、60℃で2時間撹拌した。溶媒を留去し、得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→70/30)で分離精製することで化合物(103)0.073g(収率、40.9%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.74−8.64(m,4H),δ8.17(d,J=1.6Hz,1H),δ7.97(d,J=4.0Hz,1H),δ7.95(d,J=4.0Hz,1H),δ7.80(d,J=1.6Hz,8.8Hz,1H),δ7.77(d,J=1.6Hz,1H),δ7.57(d,J=1.6Hz,8.8Hz,1H),δ7.52(d,J=8.0Hz,2H),δ7.20(d,J=8.0Hz,2H),δ2.85(t,J=7.8Hz,2H),δ2.65(t,J=7.8Hz,2H),δ1.81−1.74(m,2H),δ1.68−1.62(m,2H),δ1.43−1.23(m,14H),δ0.93−0.86(m,6H).
Finally, a method for synthesizing compound (103) will be described.
Under an argon atmosphere, 0.101 g (0.211 mmol) of compound (103-1), 0.0017 g (0.014 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 0.0047 g (0. To 025 mmol), 1.2 mL of dry N, N-dimethylformamide and 0.65 mL of triethylamine were added, and the mixture was stirred at room temperature. After 0.074 mL (0.38 mmol) of 1-ethynyl-4-pentylbenzene was added dropwise to the reaction mixture, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 70/30) to obtain 0.073 g of compound (103) (yield, 40.9%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.74-8.64 (m, 4H), δ8.17 (d, J = 1.6 Hz, 1H), δ7.97 (d, J = 4.0 Hz, 1H), δ7.95 (d, J = 4.0Hz, 1H), δ7.80 (d, J = 1.6Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.77 (d, J = 1.6Hz, 1H) ), δ7.57 (d, J = 1.6Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.52 (d, J = 8.0Hz, 2H), δ7.20 (d, J = 8.0Hz, 2H) , Δ2.85 (t, J = 7.8Hz, 2H), δ2.65 (t, J = 7.8Hz, 2H), δ1.81-1.74 (m, 2H), δ1.68-1. 62 (m, 2H), δ1.43-1.23 (m, 14H), δ0.93-0.86 (m, 6H).
〈化合物(103)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(103)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (103)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (103) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
〈化合物(103)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(103)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (103)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (103) was used instead of compound (101).
〈化合物(103)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(103)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (103)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (103) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(103)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(103)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (103)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (103) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(実施例4)
〈化合物(104)の製造方法〉
化合物(104)の製造方法について説明する。なお、化合物(104)は、一般式(1)で表される化合物において、Arが4−ペンチルフェニル基、R1がデシル基である場合に相当する化合物である。
(Example 4)
<Method for producing compound (104)>
A method for producing the compound (104) will be described. The compound (104) is a compound represented by the general formula (1), which corresponds to the case where Ar is a 4-pentylphenyl group and R 1 is a decyl group.
製造スキームを(S104)に示す。 The manufacturing scheme is shown in (S104).
(S104) (S104)
まず、化合物(104−1)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−3)1.00g(1.91mmol)、アセチルアセトン鉄(III)0.0658g(0.186mmol)に脱水テトラヒドロフラン20mL、N−メチルピロリドン1.0mLを加え、0℃で撹拌した。反応液へデシルマグネシウムブロミドの1.0Mエーテル溶液3.0mL(3.0mmol)を滴下した後、30分撹拌した。反応液へ水を加えて反応を停止した後、セライトろ過を行った。ろ液を濃縮し得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→60/40)で分離精製を行い、化合物(104−1)0.388g(収率、39.4%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.85−8.79(m,2H),δ8.69(d,J=8.8Hz,1H),δ8.62(d,J=8.8Hz,1H),δ8.02−7.97(m,2H),δ7.88(d,J=2.4Hz,1H),δ7.79(s,1H),δ7.61−7.56(m,2H),δ2.86(t,J=7.6Hz,2H),δ1.81−1.72(m,2H),δ1.47−1.20(m,14H),δ0.87(t,J=6.8Hz,3H).
First, a method for synthesizing compound (104-1) will be described.
Under an argon atmosphere, add 20 mL of dehydrated tetrahydrofuran and 1.0 mL of N-methylpyrrolidone to 1.00 g (1.91 mmol) of compound (101-3) and 0.0658 g (0.186 mmol) of iron (III) acetylacetone, and at 0 ° C. Stirred. 3.0 mL (3.0 mmol) of a 1.0 M ether solution of decylmagnesium bromide was added dropwise to the reaction mixture, and the mixture was stirred for 30 minutes. Water was added to the reaction solution to stop the reaction, and then Celite filtration was performed. The solid obtained by concentrating the filtrate was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 60/40) to obtain 0.388 g of compound (104-1) (yield, 39.4%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.85-8.79 (m, 2H), δ8.69 (d, J = 8.8 Hz, 1H), δ8.62 (d, J = 8.8 Hz, 1H), δ8.02-7.97 (m, 2H), δ7.88 (d, J = 2.4Hz, 1H), δ7.79 (s, 1H), δ7.61-7.56 (m, 2H), δ2.86 (t, J = 7.6Hz, 2H), δ1.81-1.72 (m, 2H), δ1.47-1.20 (m, 14H), δ0.87 (t, J = 6.8Hz, 3H).
最後に、化合物(104)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(104−1)0.129g(0.250mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.0018g(0.016mmol)、ヨウ化銅(I)0.0080g(0.042mmol)に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド1.5mL、トリエチルアミン0.60mLを加え室温で撹拌した。反応液へ1−エチニル−4−ペンチルベンゼン0.070mL(0.36mmol)を滴下した後、60℃で2時間撹拌した。溶媒を留去し、得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→70/30)で分離精製することで化合物(104)0.063g(収率、46.8%)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.73−8.64(m,4H),δ8.17(d,J=1.6Hz,1H),δ7.97(d,J=3.6Hz,1H),δ7.95(d,J=3.2Hz,1H),δ7.80(d,J=1.6Hz,8.8Hz,1H),δ7.77(d,J=1.6Hz,1H),δ7.57(d,J=2.0Hz,8.4Hz,1H),δ7.52(d,J=8.2Hz,2H),δ7.20(d,J=8.2Hz,2H),δ2.86(t,J=7.6Hz,2H),δ2.64(t,J=7.5Hz,2H),δ1.81−1.72(m,2H),δ1.70−1.60(m,2H),δ1.44−1.23(m,18H),δ0.93−0.85(m,6H).
Finally, a method for synthesizing compound (104) will be described.
Under an argon atmosphere, 0.129 g (0.250 mmol) of compound (104-1), 0.0018 g (0.016 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 0.0080 g (0. To 042 mmol), 1.5 mL of dry N, N-dimethylformamide and 0.60 mL of triethylamine were added, and the mixture was stirred at room temperature. After 0.070 mL (0.36 mmol) of 1-ethynyl-4-pentylbenzene was added dropwise to the reaction mixture, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 70/30) to obtain 0.063 g of compound (104) (yield, 46.8%). ) Was obtained.
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.73-8.64 (m, 4H), δ8.17 (d, J = 1.6 Hz, 1H), δ7.97 (d, J = 3.6 Hz, 1H), δ7.95 (d, J = 3.2Hz, 1H), δ7.80 (d, J = 1.6Hz, 8.8Hz, 1H), δ7.77 (d, J = 1.6Hz, 1H) ), δ7.57 (d, J = 2.0Hz, 8.4Hz, 1H), δ7.52 (d, J = 8.2Hz, 2H), δ7.20 (d, J = 8.2Hz, 2H) , Δ2.86 (t, J = 7.6Hz, 2H), δ2.64 (t, J = 7.5Hz, 2H), δ1.81-1.72 (m, 2H), δ1.70-1. 60 (m, 2H), δ1.44-1.23 (m, 18H), δ0.93-0.85 (m, 6H).
〈化合物(104)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(104)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (104)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (104) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
〈化合物(104)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(104)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (104)>
A transistor was produced in the same manner as in Example 1 except that compound (104) was used instead of compound (101).
〈化合物(104)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(104)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (104)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (104) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(104)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(104)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (104)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (104) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例1)
〈化合物(C101)の製造方法〉
(Comparative Example 1)
<Method for producing compound (C101)>
化合物(C101)の製造スキームを(C101)に示す。 The production scheme of compound (C101) is shown in (C101).
以下に、化合物(C101)の合成方法について説明する。
アルゴン雰囲気下、化合物(101−3)0.911g(1.74mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.0989g(0.498mmol)、ヨウ化銅(I)0.0163g(0.500mmol)に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド8.5mL、トリエチルアミン4.3mLを加え室温で撹拌した。反応液へエチニルベンゼン0.42mL(3.8mmol)を滴下した後、60℃で2時間撹拌した。溶媒を留去し、得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム=100/0→70/30)で分離精製することで化合物(C101)0.420g(収率、50.7)を得た。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.76−8.71(m,4H),δ8.2.0(s,2H),δ8.01(d,J=10.4Hz,2H),δ7.84(d,J=8.8Hz,2H),δ7.64−7.60(m,4H),δ7.42−7.37(m,6H).
The method for synthesizing the compound (C101) will be described below.
Under an argon atmosphere, 0.911 g (1.74 mmol) of compound (101-3), 0.0989 g (0.498 mmol) of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), 0.0163 g (0. To 500 mmol), 8.5 mL of dry N, N-dimethylformamide and 4.3 mL of triethylamine were added, and the mixture was stirred at room temperature. After adding 0.42 mL (3.8 mmol) of ethynylbenzene to the reaction mixture, the mixture was stirred at 60 ° C. for 2 hours. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was separated and purified by silica gel column chromatography (hexane / chloroform = 100/0 → 70/30) to obtain 0.420 g (yield, 50.7) of compound (C101). Got
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.76-8.71 (m, 4H), δ8.2.0 (s, 2H), δ8.01 (d, J = 10.4 Hz, 2H), δ7 .84 (d, J = 8.8Hz, 2H), δ7.64-7.60 (m, 4H), δ7.42-7.37 (m, 6H).
〈化合物(C101)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C101)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C101)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C101) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
〈化合物(C101)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C101)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C101)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C101) was used instead of compound (101).
〈化合物(C101)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C101)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C101)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C101) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C101)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C101)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C101)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C101) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例2)
〈化合物(C102)の製造方法〉
化合物(C102)は特許文献3に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 2)
<Method for producing compound (C102)>
Compound (C102) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 3.
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.69−8.65(m,4H),δ7.94(d,J=9.2Hz,2H),δ7.78(s,2H),δ7.56−7.53(m,2H),δ2.85(t,J=7.6Hz,4H),δ1.80−1.72(m,4H),δ1.42−1.32(m,12H),δ0.90(t,J=7.2Hz,6H).
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.69-8.65 (m, 4H), δ7.94 (d, J = 9.2 Hz, 2H), δ7.78 (s, 2H), δ7.56 -7.53 (m, 2H), δ2.85 (t, J = 7.6Hz, 4H), δ1.80-1.72 (m, 4H), δ1.42-1.32 (m, 12H) , Δ0.90 (t, J = 7.2Hz, 6H).
〈化合物(C102)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C102)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C102)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C102) was used instead of compound (101).
〈化合物(C102)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C102)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C102)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C102) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C102)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C102)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C102)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C102) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例3)
〈化合物(C103)の製造方法〉
化合物(C103)は特許文献3に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 3)
<Method for producing compound (C103)>
Compound (C103) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 3.
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.69−8.65(m,4H),δ7.94(d,J=8.8Hz,2H),δ7.76(s,2H),δ7.56−7.54(m,2H),δ2.85(t,J=7.8Hz,4H),δ1.82−1.72(m,4H),δ1.46−1.31(m,20H),δ0.88(t,J=6.6Hz,6H).
1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.69-8.65 (m, 4H), δ7.94 (d, J = 8.8 Hz, 2H), δ7.76 (s, 2H), δ7.56 -7.54 (m, 2H), δ2.85 (t, J = 7.8Hz, 4H), δ1.82-1.72 (m, 4H), δ1.46-1.31 (m, 20H) , Δ0.88 (t, J = 6.6Hz, 6H).
〈化合物(C103)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C103)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C103)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C103) was used instead of compound (101).
〈化合物(C103)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C103)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C103)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C103) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C103)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C103)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C103)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C103) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例4)
〈化合物(C104)の製造方法〉
化合物(C104)は特許文献3に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 4)
<Method for producing compound (C104)>
Compound (C104) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 3.
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.69−8.65(m,4H),δ7.94(d,J=9.2Hz,2H),δ7.76(s,2H),δ7.55−7.54(m,2H),δ2.85(t,J=7.8Hz,4H),δ1.81−1.71(m,4H),δ1.45−1.19(m,28H),δ0.88(t,J=6.6Hz,6H). 1 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ8.69-8.65 (m, 4H), δ7.94 (d, J = 9.2 Hz, 2H), δ7.76 (s, 2H), δ7.55 -7.54 (m, 2H), δ2.85 (t, J = 7.8Hz, 4H), δ1.81-1.71 (m, 4H), δ1.45-1.19 (m, 28H) , Δ0.88 (t, J = 6.6Hz, 6H).
〈化合物(C104)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C104)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C104)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C104) was used instead of compound (101).
〈化合物(C104)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C104)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C104)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C104) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C104)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C104)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C104)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C104) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例5)
〈化合物(C105)の製造方法〉
化合物(C105)は特許文献3に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 5)
<Method for producing compound (C105)>
Compound (C105) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 3.
〈化合物(C105)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C105)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C105)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C105) was used instead of compound (101).
〈化合物(C105)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C105)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C105)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C105) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C105)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C105)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C105)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C105) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例6)
〈化合物(C106)の製造方法〉
化合物(C106)は特許文献2に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 6)
<Method for producing compound (C106)>
Compound (C106) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 2.
〈化合物(C106)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C106)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C106)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C106) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
(比較例7)
〈化合物(C107)の製造方法〉
化合物(C107)は特許文献2に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 7)
<Method for producing compound (C107)>
Compound (C107) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 2.
〈化合物(C107)を用いてなるトランジスタの製造方法〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C107)を用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタを製造した。
<Method for manufacturing a transistor using compound (C107)>
In Example 1, a transistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that compound (C107) was used instead of compound (101).
〈化合物(C107)を用いてなるトランジスタの移動度の評価方法〉
実施例1において、化合物(101)を用いてなるトランジスタの代わりに化合物(C107)を用いてなるトランジスタを用いた以外は実施例1と同様にして、トランジスタの移動度を評価した。結果を表2に示す。
<Method of evaluating the mobility of a transistor using compound (C107)>
In Example 1, the mobility of the transistor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the transistor made of compound (C107) was used instead of the transistor made of compound (101). The results are shown in Table 2.
〈化合物(C107)の耐熱性の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C107)を用いた以外は実施例1と同様にして、耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
<Evaluation of heat resistance of compound (C107)>
In Example 1, the heat resistance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that compound (C107) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 2.
(比較例8)
〈化合物(C108)の製造方法〉
化合物(C108)は特許文献1に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 8)
<Method for producing compound (C108)>
Compound (C108) was produced according to the synthetic method described in
〈化合物(C108)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C108)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C108)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C108) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
(比較例9)
〈化合物(C109)の製造方法〉
化合物(C109)は特許文献4に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 9)
<Method for producing compound (C109)>
Compound (C109) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 4.
〈化合物(C109)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C109)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C109)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C109) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
(比較例10)
〈化合物(C110)の製造方法〉
化合物(C110)は特許文献4に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 10)
<Method for producing compound (C110)>
Compound (C110) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 4.
〈化合物(C110)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C110)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C110)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C110) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
(比較例11)
〈化合物(C111)の製造方法〉
化合物(C111)は特許文献4に記載の合成方法に従って製造した。
(Comparative Example 11)
<Method for producing compound (C111)>
Compound (C111) was produced according to the synthetic method described in Patent Document 4.
〈化合物(C111)の溶解度の評価〉
実施例1において、化合物(101)の代わりに化合物(C111)を用いた以外は実施例2と同様にして、溶解度を評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of solubility of compound (C111)>
In Example 1, the solubility was evaluated in the same manner as in Example 2 except that compound (C111) was used instead of compound (101). The results are shown in Table 1.
(表1)
(Table 1)
(表2)
(Table 2)
表1より明らかなように、本発明の化合物は、室温においても1.0質量%以上という高い溶媒溶解性を示す。これに対して、比較例の化合物(クリセン骨格にジ(アリールエチニル)基をもつもの(比較例1)、クリセン骨格にアルキル基とアリール基をもつもの(特許文献2、比較例6)、クリセン骨格にジアリール基をもつもの(特許文献1、比較例8)、および本発明の化合物におけるクリセン骨格を他の多環芳香族としたもの(特許文献4、比較例9−11))は、溶媒溶解性が1.0質量%未満と劣る(溶解度が高いほどインクへの適正が高く産業上優位。)。
As is clear from Table 1, the compound of the present invention exhibits high solvent solubility of 1.0% by mass or more even at room temperature. On the other hand, compounds of comparative examples (those having a di (arylethynyl) group in the chrysene skeleton (Comparative Example 1), those having an alkyl group and an aryl group in the chrysene skeleton (Patent Document 2, Comparative Example 6), chrysene Those having a diaryl group in the skeleton (
表2より、本発明の化合物を用いてなる、ドロップキャスト法(ドロップキャスト法は、湿式成膜法の中でも、インクジェット法と相関があり、実用性の高い成膜法である。)によって成膜された半導体層を有するトランジスタは、1.0cm2/Vs以上という高い移動度を示し、かつ熱処理を施しても移動度が低下することがない(実装後の外的な熱によって劣化することがなく、実用上の信頼性が高い。)。これに対して、同一条件で製造した、比較例の化合物を用いてなるトランジスタの移動度は、熱処理を施すことで移動度が大きく低下する。
以上のことから、本発明の化合物は、溶媒溶解性につき高きことから、湿式成膜法により高い移動度を発現し、かつ熱によって移動度が低下しない半導体素子を与えることがわかる。
From Table 2, the film is formed by the drop casting method (the drop casting method is a highly practical film forming method having a correlation with the inkjet method among the wet film forming methods) using the compound of the present invention. The transistor having the semiconductor layer shows a high mobility of 1.0 cm 2 / Vs or more, and the mobility does not decrease even if heat treatment is performed (it may be deteriorated by external heat after mounting). It is highly reliable in practical use.) On the other hand, the mobility of the transistor manufactured under the same conditions and using the compound of the comparative example is greatly reduced by the heat treatment.
From the above, it can be seen that since the compound of the present invention has high solvent solubility, it provides a semiconductor device that exhibits high mobility by the wet film forming method and does not decrease in mobility due to heat.
本発明の化合物は半導体としての利用が可能であり、該半導体を半導体層として用いてなる半導体素子への利用が可能である。 The compound of the present invention can be used as a semiconductor, and can be used in a semiconductor device using the semiconductor as a semiconductor layer.
1.基板
2.ゲート電極
3.ゲート絶縁層
4.半導体層
5.ソース電極
6.ドレイン電極
1. 1. Substrate 2. Gate electrode 3. Gate insulating layer 4.
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